房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)探討

季永雯

（青島沿海建筑設(shè)計有限公司，山東 青島 266000）

近年來，我國經(jīng)濟在高速發(fā)展，建筑市場也在不斷增強其競爭力，以便在激烈的市場競爭中處于不敗之地，由此也越來越重視房屋建筑問題。通過房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，使房屋建筑質(zhì)量明顯得到提高。本文從房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的原則及特點入手，并詳細闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用要點，為今后房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究提供了必要參考。

一、在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的作用

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)主要有兩個方面的作用，分別是保證房屋建筑安全、降低房屋建筑成本，下面分別進行詳細論述。首先，優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的技術(shù)有利于房屋建筑安全性、美觀性和功能性。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)可以對房屋質(zhì)量進行前期校核，避免不合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，提高了房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性，與此同時，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)還可以彌補設(shè)計中的不足，提高設(shè)計的美觀性，更好的保障房屋建筑的各項功能的良好結(jié)合。其次，優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的技術(shù)有利于降低房屋建筑成本。在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，在滿足基本的功能性、安全性、美觀性的同時，還要考慮它的經(jīng)濟性。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)可以優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)，從而減少原材料的數(shù)量，同時提高材料的利用率，降低材料成本；與此同時采用優(yōu)化技術(shù)還可以縮短房屋建筑工期，減少人力成本和時間成本。因此在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)意義重大。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的特點

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員首先要考慮到的就是穩(wěn)定性、安全性等多方面內(nèi)容，由此使設(shè)計人員也面臨更多挑戰(zhàn)。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)有以下特點：第一，從房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計角度來看，應(yīng)該根據(jù)不同的建筑要求及不同施工場地情況來進行，堅持因地制宜原則，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠有針對性地進行，不同的房屋建筑運用同樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)往往產(chǎn)生的效果也是不同的。與此同時，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中還要考慮到環(huán)保問題。此外，在建筑行業(yè)中還應(yīng)體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；第二，為了使房屋建筑結(jié)構(gòu)更美觀，在設(shè)計的過程中就不能只從房屋建筑的舒適度及質(zhì)量兩個方面去思考。此外，由于人們越來越注重美觀，所以要求房屋建筑外形優(yōu)美。所以，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)時，要優(yōu)化建筑的美觀性；第三，站在居住安全的角度分析，設(shè)計人員在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時首先考慮的是居住安全這一要素，而不是以企業(yè)效益為追求的總目標，從而對施工質(zhì)量和材料都降低了要求。居住與人們的生命財產(chǎn)安全息息相關(guān)，不得有任何失誤。所以，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的一個主要特點就是安全性。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用要點

（一）加強理論技術(shù)指導(dǎo)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行中，關(guān)鍵點在于提高相關(guān)設(shè)計技術(shù)水平以及設(shè)計方式創(chuàng)新。應(yīng)用和掌握任何一門技術(shù)，都應(yīng)該是圍繞實踐和理論進行分析的，優(yōu)化技術(shù)也不例外。目前，有很多房屋建筑設(shè)計人員都有著豐富的實踐經(jīng)驗，但是他們所掌握的理論基礎(chǔ)仍比較匱乏，所以優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用中往往就會出現(xiàn)多方面問題?？偟膩碚f，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，可供選擇的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案很多，但是會有一個結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是最適合的。因此，需要用理論知識作指導(dǎo)，而有的問題僅用計算機等信息方式仍無法解決，基于這一情況就要求在理論技術(shù)上多下功夫。

（二）利用計算機以及其他數(shù)字信息技術(shù)

由于新技術(shù)成果不斷出現(xiàn)，已經(jīng)徹底改變了人們的生產(chǎn)和生活，同時也積極影響著房屋建筑行業(yè)。而計算機技術(shù)的出現(xiàn)能提供給房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化更多的幫助，例如：為了檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計的相應(yīng)改動所取得的成果是否令人滿意，就可以利用數(shù)據(jù)模型模擬。如，建筑工程中為了提高施工質(zhì)量，應(yīng)用的BIM技術(shù)就利用了該原理。計算機技術(shù)既可以優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，還可以分析和模擬結(jié)構(gòu)承受力、施工材料的配比數(shù)據(jù)等，設(shè)計人員將所得的數(shù)據(jù)與自身經(jīng)驗相結(jié)合，最終的一定能得到一個有效的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化成果。所以，要掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)，就要先學(xué)習(xí)和了解計算機信息技術(shù)，這對提高優(yōu)化工作質(zhì)量具有重要意義。

（三）地下室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

地下室結(jié)構(gòu)占結(jié)構(gòu)總成本的比重很大，做好地下室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計對控制這個項目的結(jié)構(gòu)成本至關(guān)重要。地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化需注意以下兩點：（1）控制層高，滿足建筑使用要求的前提下，盡量減小地下室層高。不僅可以減少混凝土及鋼筋用量，還能減少施工土方開挖量，降低維護費用。地下水豐富的地區(qū)，水浮力是基礎(chǔ)設(shè)計不可忽視的重要因素，水浮力起控制作用時，減小地下室層高能減少抗拔樁數(shù)量，降低底板配筋。（2）地下室結(jié)構(gòu)土壓力、水浮力較大，側(cè)墻及底板抵抗外力所需配筋用量也很大，設(shè)計人員在進行設(shè)計時應(yīng)詳細分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)。滿足規(guī)范計算的條件下，做到分段配筋，受力較小部位配置較小的通長鋼筋，受力較大的部位做到局部附加。

（四）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型的優(yōu)化技術(shù)

在對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型進行優(yōu)化時，設(shè)計人員要注意以下問題：（1）合理選擇房建結(jié)構(gòu)設(shè)計變量，結(jié)合房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，如目標控制函數(shù)與約束控制參數(shù)，對房建結(jié)構(gòu)設(shè)計模型進行科學(xué)優(yōu)化。對于變化幅度比較小的設(shè)計參數(shù)，可以選擇特定參數(shù)。對結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)進行設(shè)定。（2）確定目標函數(shù)，房建結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化環(huán)節(jié)，設(shè)計者要明確各項構(gòu)件尺寸與鋼筋截面積設(shè)計要求，做好截面與含鋼量函數(shù)關(guān)系的分析與計算工作，保證房建結(jié)構(gòu)設(shè)計方案得到有效優(yōu)化。

結(jié)語

總而言之，本文對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的作用、應(yīng)用內(nèi)容、應(yīng)用要點和具體應(yīng)用進行了論述，通過這些論述，認識到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的必要性。隨著科技的不斷發(fā)展，設(shè)計人員更應(yīng)該注重優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，以便在將來的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中更好的進行設(shè)計，提高建筑性能、降低建筑成本，為我國建筑行業(yè)更上一層樓打下良好的基礎(chǔ)。