分析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

1.曹 歡 2.華 達(dá)

1.中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 2.武漢中央商務(wù)區(qū)建設(shè)投資股份有限公司

分析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

1.曹 歡 2.華 達(dá)

1.中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司 2.武漢中央商務(wù)區(qū)建設(shè)投資股份有限公司

對房屋建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，不但要對建筑本身的功能予以保障，還要使工程投入的資金得到有效控制。開發(fā)商和建筑企業(yè)，尚未對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化帶來的經(jīng)濟(jì)效益予以太多的關(guān)注。在尋求經(jīng)濟(jì)利益過程中，絕對不能采取降低質(zhì)量要求，削弱技術(shù)功能和縮減建材用料等形式。鑒于此，本文主要針對來進(jìn)行分析與闡述。

房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的重要性

1.1 符合可持續(xù)發(fā)展觀

當(dāng)前，我國正提倡可持續(xù)發(fā)展觀，要促進(jìn)建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，以及促進(jìn)房屋建筑的可持續(xù)發(fā)展就需要采用可長遠(yuǎn)利用的房屋結(jié)構(gòu)，以便于房屋建筑結(jié)構(gòu)可以根據(jù)后續(xù)的需求進(jìn)行相應(yīng)的改動，從而降低房屋建筑的短期投資。在我國的房屋建筑造價(jià)的統(tǒng)計(jì)中指出，采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，可以降低房屋建筑工程造價(jià)的7%以上。

1.2 符合建筑行業(yè)發(fā)展的需求

從我國目前的房屋建筑工程發(fā)展情況來看，建筑的體量將會不斷上升。因此，需要思考如何降低房屋建筑的成本，同時(shí)保證房屋建筑后續(xù)的利用，滿足房屋建筑后續(xù)的使用需求。使用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，可以更好的發(fā)揮建筑材料的性能，使建筑結(jié)構(gòu)更具合理性，安全性得到了提高。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化方法

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化關(guān)鍵表現(xiàn)在房屋建筑的整體構(gòu)造與房屋建筑的部分構(gòu)造的設(shè)計(jì)優(yōu)化。當(dāng)對于建筑的部分優(yōu)化有許多方面，比如優(yōu)化屋頂，優(yōu)化圍護(hù)等多個(gè)方面。這些方面不單單需要建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)用自己所學(xué)的精心設(shè)計(jì)，還得思考到適用功能與造價(jià)等問題。在設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，一定要實(shí)施實(shí)地的考察，結(jié)合現(xiàn)實(shí)狀況對建筑實(shí)施設(shè)計(jì)優(yōu)化。對于建筑的整體性優(yōu)化而言，優(yōu)化好的建筑要保證整體牢固，假如出現(xiàn)突發(fā)情況，可以把損失降到最低或者沒有，這樣的建筑優(yōu)化出來是最好的。

2.2 結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)

(1)選擇變量。設(shè)計(jì)師在實(shí)施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，能夠把所有影響設(shè)計(jì)方案的數(shù)值作為設(shè)計(jì)變量，比如項(xiàng)目目標(biāo)控制參數(shù)與限制參數(shù)等。假如設(shè)計(jì)師選取影響原因少或者改變的幅度相對小的參數(shù)作為變量，將會使房屋建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算和編程等方面工作的難度降低，幫助設(shè)計(jì)師找到滿足設(shè)計(jì)需求和目標(biāo)的有關(guān)數(shù)據(jù)。(2)確定目標(biāo)函數(shù)。在實(shí)施構(gòu)造設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，相關(guān)人員一定要找尋一組可以滿足有關(guān)預(yù)定條件的截面相關(guān)幾何尺寸、鋼筋的截面積和相關(guān)的失效概率函數(shù)，達(dá)到項(xiàng)目造價(jià)最小化。(3)確定約束條件。對于房屋構(gòu)造的設(shè)計(jì)優(yōu)化而言，一定要保證結(jié)構(gòu)的可靠度，對優(yōu)化設(shè)計(jì)有關(guān)的約束條件實(shí)施相關(guān)的確定。

2.3 選擇最優(yōu)程序及統(tǒng)計(jì)分析

設(shè)計(jì)者完成上述模擬設(shè)計(jì)的工作后，依據(jù)現(xiàn)實(shí)條件選取最好的計(jì)算形式，選取最優(yōu)設(shè)計(jì)流程，力求確保流程能夠有最為齊全的用途、最為完善的作用、運(yùn)轉(zhuǎn)效率最為高效等。需要對上面分析的結(jié)論實(shí)施統(tǒng)計(jì)與研究，仔細(xì)的衡量、認(rèn)真的比較，從不一樣的角度考慮問題，不能忽視人事利益、經(jīng)濟(jì)利益、施工材料成本和每一個(gè)施工技術(shù)中間的關(guān)系，站在綜合平衡的方面之上，在節(jié)約了成本的同時(shí)，對技術(shù)的改進(jìn)不可以疏忽，防止片面的追求經(jīng)濟(jì)效益，而疏忽了技術(shù)創(chuàng)新方面的每一項(xiàng)工作。

2.4 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)直接影響到房屋構(gòu)造的整體作用與穩(wěn)定，所以在基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計(jì)程序中要全面運(yùn)用建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。對地基地質(zhì)、樁基種類、基礎(chǔ)構(gòu)造等方面的設(shè)計(jì)實(shí)施全面地控制，科學(xué)確定樁基項(xiàng)目的方式，掌握樁身長度與直徑，優(yōu)化基礎(chǔ)構(gòu)造的方案，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)與資金投入的平衡點(diǎn)進(jìn)行確定。在全面實(shí)施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提高與確保房屋整體構(gòu)造強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1 與土地用地的聯(lián)系

建筑工程的實(shí)施，少不了占用的土地面積，總建筑面積就是各層建筑面積的總和，而房屋樓層層數(shù)的增加，就會相對減少房屋的占地面積，增加房屋建筑的高度以及房屋之間的間距，因此，土地用地并不隨著房屋建筑的高度增加而減少，構(gòu)不成反比關(guān)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以在房屋的實(shí)際情況上，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大限度的擴(kuò)寬房屋空間，提高房屋的實(shí)用性和整體協(xié)調(diào)，滿足人民對于房屋結(jié)構(gòu)的需求。

3.2 與工程成本的聯(lián)系

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的實(shí)施，有效地降低房屋建筑的過程成本。因房屋建筑的總建筑面積的擴(kuò)大，建筑高度的增加，土地占用面積相對較小。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)充分利用施工材料的性能，合理協(xié)調(diào)房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各個(gè)單元間，不僅確保了房屋建筑的適用性和美觀度，而且節(jié)省了施工成本，提升了建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能。

3.3 概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

將概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒有確切數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將數(shù)值作為輔助和參考，并在設(shè)計(jì)工程中靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，注重細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，以及房屋建筑地基的設(shè)計(jì)，優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)。將概念設(shè)計(jì)與細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化相結(jié)合，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全適用，從而取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 局部性與整體性優(yōu)化

建筑在設(shè)計(jì)上都具備著相應(yīng)的層次性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。從層次性角度講，包含著建筑的整體設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)相關(guān)體系、安裝體系等，每一個(gè)單獨(dú)的體系又包含了眾多的下屬體系。在對房屋進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者要對每一個(gè)下屬系統(tǒng)地進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，沖破關(guān)聯(lián)的橫向性，實(shí)現(xiàn)疊加型工程;對于復(fù)雜性來講，主要包含選取建筑的材料、選取建筑的零部件等。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)要從整體入手，才能真正實(shí)現(xiàn)整體的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

總之，隨著社會的發(fā)展與生活水平的提高，人們對房屋建筑安全性、實(shí)用性、美觀性與經(jīng)濟(jì)性的要求也愈來愈高，而房屋建筑構(gòu)造作為影響房屋功能和質(zhì)量的直接原因，對其設(shè)計(jì)實(shí)施優(yōu)化則顯得至關(guān)重要。在建筑建設(shè)時(shí)建筑構(gòu)造方面的資金是投入相對大的部分，為了減少這部分的投入需要持續(xù)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在保證建筑質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，對房屋建筑設(shè)計(jì)實(shí)施規(guī)劃，擬定建設(shè)方案，科學(xué)的安排施工工程，控制施工的整體構(gòu)造，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益增加。

[1]白嘉寧.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用分析[J].四川水泥，2016，(11)：58.

[2]田影.優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].建材與裝飾，2016，(14)：115-116.