房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探究

趙利兵

摘要：房屋的建筑結(jié)構(gòu)對建筑的整體質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響，科技在不斷的發(fā)展，各種新型的技術(shù)與新型的材料逐漸出現(xiàn)在大眾的視野，對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與建設(shè)產(chǎn)生了重要的影響，改變了人們的傳統(tǒng)的生活方式。為了實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)效益的增長，減少建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)時的資源的浪費(fèi)，需要對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行不同程度的優(yōu)化，滿足企業(yè)的發(fā)展需求，同時保護(hù)了環(huán)境，減少了資源的浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計優(yōu)化

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對工程建設(shè)的要求也在逐漸的增大，為了增加房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)成本的消耗，需要不斷的對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效的優(yōu)化，使其更加的符合新時代的發(fā)展需求。對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計極大的提升了人們的生活質(zhì)量，使建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加的合理，增加了建筑機(jī)構(gòu)的安全性，提升了整體的工程質(zhì)量。

一、房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化的含義

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化是以質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，在進(jìn)行實際的優(yōu)化工程時，可以才從多個角度進(jìn)行分析，確保工程進(jìn)行的合理性，保證工程的安全性。工作人員要具備空間意識，把房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化進(jìn)行整體的拆分，從屋頂結(jié)構(gòu)到主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的解讀，并且做好房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使房屋的整體結(jié)構(gòu)得到全面的分析。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需要從安全的角度出發(fā)，進(jìn)行工程的全局規(guī)劃，改變建筑的使用性能，提升建筑的安全性。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠極大的保證工程的經(jīng)濟(jì)效益，減少了企業(yè)建設(shè)成本的投入，在此過程中，要注意避免建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生安全隱患，以免不能實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的有效的優(yōu)化。在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中，需要工作人員具備專業(yè)的素養(yǎng)，對建筑工程的整體結(jié)構(gòu)具有十分全面的了解。在工程全盤掌控的基礎(chǔ)上，工作人員才能對具體的步驟以及工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對性的合理優(yōu)化，最終產(chǎn)生符合預(yù)期的優(yōu)化設(shè)計方案，實現(xiàn)優(yōu)化工作的高效進(jìn)行。在設(shè)計優(yōu)化過程中，工作人員要做好每一個施工環(huán)節(jié)的有效分析，充分的考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)的方方面面，考慮好建筑結(jié)構(gòu)的受力情況，做好不同結(jié)構(gòu)的選型，進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計布置，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最最佳效果。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵問題

（一）水平承載力

房屋建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗合格的標(biāo)準(zhǔn)就是承載力能夠達(dá)到要求，房屋的承載力決定了房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，是房屋安全性能的基礎(chǔ)保障。房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平承載力就是房屋結(jié)構(gòu)的堅固性，幫助房屋建筑更好的適應(yīng)極端的天氣，避免地震等自然災(zāi)害對建筑物的破壞，有效的對抗環(huán)境的侵蝕性，水平承載力并不是建筑物本身的重量，對建筑的軸力有著重要的影響。建筑物中的承載力有幾種，在高層建筑建設(shè)時承載力的控制難度較大，通常情況下建筑物的豎直承載力在合理在范圍內(nèi)幾乎沒有變化。建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)中最大的變量就是水平承載力，水平承載力不是一成不變的，容易受到多種因素的影響，對建筑結(jié)構(gòu)最終的質(zhì)量安全產(chǎn)生重要的影響。在極端天氣下，例如地震等情況都可能會使水平承載力產(chǎn)生一定的變化，因此，在建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)中需要注意控制好水平承載力，以免影響建筑的安全新能，出現(xiàn)一些意外的安全事故，造成生命財產(chǎn)的損失。

（二）房屋建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形

房屋建筑結(jié)構(gòu)的變形是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要充分考慮的因素之一，通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)的豎直承載力不會發(fā)生明顯的變化，但是外界的環(huán)境因素會對建筑結(jié)構(gòu)的本身產(chǎn)生一些影響。在進(jìn)行高層房屋建設(shè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮主體承受外力的情況，一般情況下，結(jié)構(gòu)軸的變化可能是由于建筑的柱體結(jié)構(gòu)受到的其它外力過大，超過了自身承受的極限，使建筑結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生一些變形。如果建筑結(jié)構(gòu)的豎向承載力發(fā)生了變化，產(chǎn)生的后果會更加的嚴(yán)重，與之相關(guān)的結(jié)構(gòu)都有可能產(chǎn)生一定程度的變化，使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員要對各種因素進(jìn)行全面的衡量，避免建筑結(jié)構(gòu)的變形，對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計要更加的靈活，對各項承載力的數(shù)值進(jìn)行詳細(xì)的計算，合理的改變各種構(gòu)件的長短數(shù)值，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一旦建筑結(jié)構(gòu)的承載力發(fā)生了變化，打破了原有建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，建筑橫梁之間的支撐力就會變小，使建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)面的效果，支撐位置的支撐力也會下降，負(fù)彎矩值上升，影響建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

三、房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用

（一）建立合理的優(yōu)化模型

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的模型優(yōu)化時，大致可以從三個方向進(jìn)行設(shè)計，第一點要保證設(shè)計變量的科學(xué)性與合理性。在總體的結(jié)構(gòu)工程開始前，需要對各種結(jié)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行計算，房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計變量就是會對房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生影響的各種數(shù)據(jù)。工作人員要把控約束控制參數(shù)，做好科學(xué)的預(yù)算，對目標(biāo)控制參數(shù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行合理的計算。工作人員的優(yōu)化設(shè)計應(yīng)該從以下方面著手，合理的替換影響較小的參數(shù)，避免對整體的建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重大的影響。對預(yù)定參數(shù)的提前設(shè)計能夠有效的減少工作人員的工作量，使后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計工作更加的高效，對優(yōu)化設(shè)計工作的進(jìn)行產(chǎn)生了正面的積極影響。

第二點要明確目標(biāo)函數(shù)，做好各種材料數(shù)據(jù)的收集與整理，對構(gòu)件幾何尺寸進(jìn)行確認(rèn)，同時計算好鋼筋材質(zhì)的截面積數(shù)據(jù)。與此同時，為了有效的優(yōu)化成本的投入，需要工作人員在設(shè)計開始前做好失效概率的計算，為后續(xù)的工作做好全面的準(zhǔn)備。

第三點要明確相對的約束條件，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，使最終的建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，增加建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作的進(jìn)行做好充分的準(zhǔn)備。工作人員在進(jìn)行主要工作開始前，需要對約束條件項目進(jìn)行明確，使約束條件更加的符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求。與此同時，工作人員還需要進(jìn)行條件的對比工作，設(shè)定好假定約束條件與實際約束條件，把兩者進(jìn)行合理的對比，產(chǎn)生的對比結(jié)果進(jìn)行有效的分析，驗證設(shè)定的優(yōu)化條件是否能夠滿足相關(guān)的需求，保證設(shè)計優(yōu)化中約束條件的科學(xué)性。

（二）房屋建筑結(jié)構(gòu)整體與局部的優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化可以從兩個大方面進(jìn)行著手，首先就是整體的方案優(yōu)化，整體的機(jī)構(gòu)優(yōu)化表現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)體系的合理性。工作人員需要充分考慮房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能，做好抗風(fēng)性能的處理處理，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系的合理規(guī)劃，增加房屋建筑工程的受力的效果，有效的控制房屋建設(shè)施工的成本，提升建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，進(jìn)行各種建筑平面的對比，在抗震方面，平面豎向均規(guī)則的平面比不規(guī)則平面的性能要優(yōu)質(zhì)。與此同時，工作人員要合理的設(shè)計建筑物的形狀，通常情況下正八邊形平面建筑的風(fēng)載荷相比于正方形的小，設(shè)計師可以根據(jù)實際的美觀要求與建筑要求進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計。

其次要對建筑物的使用材料進(jìn)行科學(xué)的選取，使房屋建筑的整體質(zhì)量得到提升，實現(xiàn)房屋設(shè)計各個層級之間的優(yōu)化。房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化要充分的考慮實際的情況，在進(jìn)行建筑隔墻的設(shè)計時，在某些條件下，可以選用玻璃幕墻或者輕型建筑墻板，這兩種材料的重量比較輕，減少了基底的壓力，降低了房屋沉降的概率。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程是一個不斷的創(chuàng)新的過程，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計為建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計打開了新的思路，設(shè)計人員在設(shè)計時，要充分的考慮實際的情況，做好建筑結(jié)構(gòu)各個部分的優(yōu)化衡量，增加結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的完整性，有效的提升房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的整體效果，有效的提升房屋的性能，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠有效的提升企業(yè)的競爭力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化前要做好各項數(shù)據(jù)的收集，做好參數(shù)變量的設(shè)定，為了后續(xù)工程的進(jìn)行打好基礎(chǔ)。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可以實現(xiàn)從整體到局部的逐層優(yōu)化，實現(xiàn)建筑設(shè)計優(yōu)化的全面思考，把設(shè)計優(yōu)化落實在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的多個方面，增加優(yōu)化工作的全面性，保證工程質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)企業(yè)受益的最大化。

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