分析房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術應用

1.曹 歡 2.華 達

1.中建三局第二建設工程有限責任公司 2.武漢中央商務區(qū)建設投資股份有限公司

分析房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術應用

1.曹 歡 2.華 達

1.中建三局第二建設工程有限責任公司 2.武漢中央商務區(qū)建設投資股份有限公司

對房屋建筑結構實施設計優(yōu)化的時候，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)，尚未對建筑結構設計優(yōu)化帶來的經(jīng)濟效益予以太多的關注。在尋求經(jīng)濟利益過程中，絕對不能采取降低質(zhì)量要求，削弱技術功能和縮減建材用料等形式。鑒于此，本文主要針對來進行分析與闡述。

房屋建筑；結構設計；優(yōu)化技術

1、建筑結構設計優(yōu)化方法的重要性

1.1 符合可持續(xù)發(fā)展觀

當前，我國正提倡可持續(xù)發(fā)展觀，要促進建筑行業(yè)的長遠發(fā)展，以及促進房屋建筑的可持續(xù)發(fā)展就需要采用可長遠利用的房屋結構，以便于房屋建筑結構可以根據(jù)后續(xù)的需求進行相應的改動，從而降低房屋建筑的短期投資。在我國的房屋建筑造價的統(tǒng)計中指出，采用建筑結構設計優(yōu)化方法，可以降低房屋建筑工程造價的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。使用建筑結構設計優(yōu)化方法，可以更好的發(fā)揮建筑材料的性能，使建筑結構更具合理性，安全性得到了提高。

2、建筑結構設計優(yōu)化策略

2.1 建筑結構的整體優(yōu)化方法

房屋結構設計中的建筑結構設計優(yōu)化關鍵表現(xiàn)在房屋建筑的整體構造與房屋建筑的部分構造的設計優(yōu)化。當對于建筑的部分優(yōu)化有許多方面，比如優(yōu)化屋頂，優(yōu)化圍護等多個方面。這些方面不單單需要建筑設計者應用自己所學的精心設計，還得思考到適用功能與造價等問題。在設計優(yōu)化的時候，一定要實施實地的考察，結合現(xiàn)實狀況對建筑實施設計優(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 結構模型的設計

(1)選擇變量。設計師在實施建筑結構設計優(yōu)化時，能夠把所有影響設計方案的數(shù)值作為設計變量，比如項目目標控制參數(shù)與限制參數(shù)等。假如設計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構設計、計算和編程等方面工作的難度降低，幫助設計師找到滿足設計需求和目標的有關數(shù)據(jù)。(2)確定目標函數(shù)。在實施構造設計優(yōu)化的時候，相關人員一定要找尋一組可以滿足有關預定條件的截面相關幾何尺寸、鋼筋的截面積和相關的失效概率函數(shù)，達到項目造價最小化。(3)確定約束條件。對于房屋構造的設計優(yōu)化而言，一定要保證結構的可靠度，對優(yōu)化設計有關的約束條件實施相關的確定。

2.3 選擇最優(yōu)程序及統(tǒng)計分析

設計者完成上述模擬設計的工作后，依據(jù)現(xiàn)實條件選取最好的計算形式，選取最優(yōu)設計流程，力求確保流程能夠有最為齊全的用途、最為完善的作用、運轉(zhuǎn)效率最為高效等。需要對上面分析的結論實施統(tǒng)計與研究，仔細的衡量、認真的比較，從不一樣的角度考慮問題，不能忽視人事利益、經(jīng)濟利益、施工材料成本和每一個施工技術中間的關系，站在綜合平衡的方面之上，在節(jié)約了成本的同時，對技術的改進不可以疏忽，防止片面的追求經(jīng)濟效益，而疏忽了技術創(chuàng)新方面的每一項工作。

2.4 基礎結構設計優(yōu)化

房屋基礎結構直接影響到房屋構造的整體作用與穩(wěn)定，所以在基礎構造設計程序中要全面運用建筑構造設計優(yōu)化方法。對地基地質(zhì)、樁基種類、基礎構造等方面的設計實施全面地控制，科學確定樁基項目的方式，掌握樁身長度與直徑，優(yōu)化基礎構造的方案，對基礎結構、施工技術與資金投入的平衡點進行確定。在全面實施建筑結構設計優(yōu)化的基礎上，提高與確保房屋整體構造強度、結構穩(wěn)定性。

3、結構優(yōu)化設計的應用

3.1 與土地用地的聯(lián)系

建筑工程的實施，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，構不成反比關系。結構設計優(yōu)化可以在房屋的實際情況上，優(yōu)化結構設計，最大限度的擴寬房屋空間，提高房屋的實用性和整體協(xié)調(diào)，滿足人民對于房屋結構的需求。

3.2 與工程成本的聯(lián)系

結構設計優(yōu)化的實施，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大，建筑高度的增加，土地占用面積相對較小。結構設計優(yōu)化技術充分利用施工材料的性能，合理協(xié)調(diào)房屋建筑內(nèi)部結構的各個單元間，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，提升了建筑結構的經(jīng)濟性能。

3.3 概念設計結合細部結構設計優(yōu)化

將概念設計應用于沒有確切數(shù)據(jù)的結構設計中，將數(shù)值作為輔助和參考，并在設計工程中靈活運用結構設計優(yōu)化技術，注重細部的結構設計優(yōu)化，以及房屋建筑地基的設計，優(yōu)化房屋建筑結構。將概念設計與細部結構設計優(yōu)化相結合，確保房屋建筑結構設計的安全適用，從而取得最大的經(jīng)濟效益。

3.4 局部性與整體性優(yōu)化

建筑在設計上都具備著相應的層次性和復雜性的特點。從層次性角度講，包含著建筑的整體設計體系、結構相關體系、安裝體系等，每一個單獨的體系又包含了眾多的下屬體系。在對房屋進行設計時，設計者要對每一個下屬系統(tǒng)地進行相應的優(yōu)化，沖破關聯(lián)的橫向性，實現(xiàn)疊加型工程;對于復雜性來講，主要包含選取建筑的材料、選取建筑的零部件等。因此在進行結構優(yōu)化時要從整體入手，才能真正實現(xiàn)整體的設計優(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、實用性、美觀性與經(jīng)濟性的要求也愈來愈高，而房屋建筑構造作為影響房屋功能和質(zhì)量的直接原因，對其設計實施優(yōu)化則顯得至關重要。在建筑建設時建筑構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)化結構設計。在保證建筑質(zhì)量安全的基礎上，對房屋建筑設計實施規(guī)劃，擬定建設方案，科學的安排施工工程，控制施工的整體構造，使企業(yè)經(jīng)濟收益增加。

[1]白嘉寧.房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術應用分析[J].四川水泥，2016，(11)：58.

[2]田影.優(yōu)化技術在房屋建筑結構設計中的應用實踐[J].建材與裝飾，2016，(14)：115-116.