論建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用

■趙炳均 ■江門市六藝建筑設計院有限公司，廣東 江門 529000

1 建筑結構設計優化方法在房屋設計中實際應用的現狀

隨著人們對于房屋建設的要求的提高，人們也逐漸的認識到將建筑結構優化方法運用到房屋設計中的重要意義。從目前的房屋建造來看，部分的建造商開始將建筑結構優化方法應用到房屋設計中以滿足購房者的實際需求，從目前的房市狀況來看，對于這些應用了建筑結構設計優化方法而設計出的房屋在銷售中得到了大多數購房者的青睞，并且能夠得到購房者的一致好評。由此看來，建筑結構設計優化方法應用到房屋設計中具有較強的實際意義。但是依舊存在部分建造商對于將建筑結構設計優化方法運用到房屋設計中沒有較強的意識，因此在這種情況下設計出的房屋難以得到購房者的贊賞，一般此類房屋可能在適用性、安全性、易施工等方面表現較為突出，但是在可觀性上則難以令人感到滿意。

由此看來，建筑結構優化方法在房屋設計中的應用還有待推廣，此外在對建筑結構優化方法進行推廣時注意其在房屋設計以及房屋建設的實際情況對其進行改進，使得其能夠更好的服務于房屋設計。

2 結構設計優化技術的現實意義

結構設計優化技術能夠在很大的程度上滿足人們對于房屋的多方面要求，具有較強的現實意義。作為購房者希望能夠得到一所價格適中，外觀美，安全的房屋，而通過結構設計優化技術應用后的房屋則能夠保證房屋的適用性、經濟型、安全性，能夠建造出滿足人們要求的房屋。此外作為房屋的建造商來說，能夠使建造出的房屋迎合購房者的胃口，并且能夠在很大的程度上降低建造的成本，實現經濟效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋設計很難滿足建造上的所有要求，經常出現不可兼得的局面，但是當結構設計優化技術得到運用后，建造商的一系列愿望都得以實現。由此看來，結構設計優化技術具有加強的現實意義。

3 結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟

房屋工程結構優化通常包括以下幾個方面:基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、維護結構方案的優化設計以及結構細部設計的優化設計。這些方面的設計優化內容還包括選型、受力分析、造價分析等，在實際的施工中密切的結合實際的施工情況，追求優化的實際應用性，圍繞提升房屋的綜合價值進行優化設計。使設計出來的房屋造型美觀同時還能夠滿足人們對于安全、經濟的要求，設計出真正的經濟適用房。

3．1 建立結構優化模型

結構優化設計通常情況下分為兩部分，一部分是結構優化設計模型，另一部分就是結構優化計算方案。所謂的結構設計優化就是變量中選擇出主要的參數，然后根據數據分析建立起函數模型，運用函數模型借助較為科學的方法計算出最優解。建立模型的步驟一般有以下幾步:一、選擇合理的設計變量。設計變量的選擇對于模型的構建具有重要的意義，設計變量的選擇將會影響到對設計要求影響較大的參數的選擇，進一步涉及到參數重要性的區分問題。選擇出了合理的設計變量在很大的程度上能夠減少計算編程的工作量;二、確定目標函數。首先找出滿足函數條件的最優解，然后確定約束條件。在房屋的優化設計中存在著很多的約束條件，其中有:應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從彈塑性約束等，在進行優化設計時要確保所有的約束條件都在規定的范圍內，能夠滿足設計規范，即在規范條件內滿足約束條件。

3．2 設定優化設計計算方案

結構的優化涉及到很多的約束條件以及變量，因此在進行計算時需要將所有的約束條件轉化成非約束條件，充分的考慮變量因素，運用各種數學計算方法做好計算方案的設計工作。

3．3 程序設計

在構建好結構優化模型、設定好優化設計計算方案后就可以在以上基礎上進行程序的編寫，然后將編寫好的程序導入計算機中，在進行計算時只需要將相關的數據輸入相關的變成或者是系統中，通過計算機程序的自行計算便能得出相關的結果。

3．4 結果分析

在得出計算結果后，對其進行分析，進而確定出最佳的方案。在實施結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟時，要注意各方面的因素，要能從多方面進行考慮，保證所有的問題的難度降到最低。房屋的建設本身就是一項花費資金較多、耗費人力較大的工程，實施結構設計優化技術的主要目的就是為了將相關的成本降到最低，同時保證房屋的質量以及美觀。因此在建造是要注意以下幾個方面:處理好經濟與技術之間的矛盾。在進行設計時，肯定會涉及到經濟的問題，并且技術在一定的程度上與經濟也會存在這矛盾，技術的引用和實施必然會涉及到經濟因素，但是最為建造商對此要有充分的認識，能夠認識到經濟與技術之間矛盾存在的必然性，能夠理解到技術做帶來的經濟方面的節約量將會遠遠超過耗費量，要大力的引用技術

4 結構設計優化技術的實踐應用中要注意的問題

結構設計優化技術的實踐應用能夠帶來巨大的經濟效益，但是要注意的是實踐應用的過程中有很多的問題是不能夠忽略的，作為設計者和建造者對于這些問題應該要投入一定的關注。

4．1 前期的參與

前期方案的制定將會直接的關系到建筑的總投資問題，但是，當前房屋建設工程中存在的問題就是結構設計優化技術并沒有參與到前期方案的確定中，這種情況下，設計人員往往會忽略其實際應用性和經濟性，在最后的實踐過程中得以證實的是結構設計優化技術根本就沒有發揮到節約建造成本的目的，導致這個問題的主要原因就是缺乏前期的參與，因此一定要注意結構設計優化在方案制定時的前期參與。

4．2 概念設計結合細部結構設計優化

概念設計與結合實際情況進行設計具有重要的區別，一般概念設計都是脫離實際數據的，不具有準確性，因此在進行計算式難免會出現較大的差異。在進行概念性設計時，作為設計人員要充分的認識到數據的重要性，將相關的數值運用到設計中，作為輔助依據。在設計時，設計人員既要在宏觀上把握整體的設計，與此同時在細節方面也要注意，做好細部結構的設計優化工作，保證細部工作的無誤，從而保證整體的效果。比如:材料強度、抗拉能力等多方面細部因素的考慮能夠在很大的程度上保證結構優化設計技術的實踐應用。

5 結語

總而言之建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用具有重要的意義，是使房屋實現新的價值的重要手段。突破以往簡單的安全、經濟特點，變得更加的美觀、適用并且易于施工，不僅給購房者帶來了巨大的利益，還給房屋建造商帶來了較大的經濟效益，可謂是一舉兩得。建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用還處于一個摸索的階段，需要廣大的設計者和建造者不斷地探索，使優化方法得以優化，使其應用能夠取得更大的經濟效益。

［1］張紅友．優化結構設計減少建筑投資成本［J］．陜西建筑，2008(11)．

［2］肖偉．通過房屋結構優化設計提高房屋抗震性能［J］．福建建筑，2008(11)．