建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用

霍亞捷

關鍵詞：建筑結構設計優化;房屋結構設計;應用

一、建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用步驟

建筑結構設計主要包括結構設計和外觀設計，科學的結構設計和外觀設計能夠體現出建筑的優質性能。在建筑結構設計中，房屋結構設計是重要的構成部分和影響建筑整體質量的關鍵因素，房屋結構的優化設計需要將關注點放在房屋基礎結構設計、主體結構設計以及抗震結構設計等方面，要確保優化房屋結構性能，同時設計出外觀規整的房屋結構。建筑結構設計優化方法在實施時是遵循相應的步驟的，將其應用到房屋結構設計中需要結合房屋結構建筑工程特點制定出符合房屋結構優化設計的具體步驟。結合實際的房屋結構優化設計實踐可知，房屋結構優化設計步驟如下。

1.1設計函數模型優化

設計函數模型是房屋結構設計的基礎工作，做好對房屋結構函數模型設計的優化能為后續的設計工作奠定堅實的根基。設計函數模型優化的第一步是挖掘出影響房屋結構最優化設計的參數，并根據房屋結構設計要求提煉出相關變量。影響整體設計的主要因素是設計函數模型中的主要變量，將對整體設計影響較小的變量作為預定參數。設計函數模型時要用函數模型將預定參數中建筑切面的尺寸及涉及到其截面積的相關數據進行表示。建筑結構在設計過程中會受到一些條件的約束，將約束建筑結構優化設計發揮的條件成為約束條件，在設計模型時要將約束條件作為重要的參考因素，對房屋結構中的尺寸規劃、整體強度、變形情況等進行分析和規定，并以房屋構造要求為標準規劃好約束條件，盡量處理好約束條件和房屋結構優化設計間的關系。

1.2計算方案優化

對計算方案進行優化能提高計算參數的精確率，計算方案的優化的重點在于處理好復雜的變量，采用信息處理技術對復雜的數據進行處理。在具體的房屋結構計算方案的優化過程中會遇到限制性的問題，此時一般采用將限制性問題轉化為無限定性的問題，拉氏乘子法、Powell算法等是優化房屋結構的計算方案時常用的方法。

1.3結果分析優化

房屋結構優化設計過程中最重要的一步就是結果分析，房屋結構優化設計的整個過程尤其是計算過程都需要計算機的支持，通過計算機處理數據，結果分析就是對計算機中的數據進行詳細的分析，并以分析結果為依據制定出房屋結構的優化設計的具體方案。在得出房屋結構優化設計的分析結果和方案之后，要明確房屋結構優化設計的目的，要在整個設計過程和施工過程中提高資金和勞動力的利用效益，同時工程負責人員要把握住房屋建筑和經濟效益之間的平衡點，處理好二者的矛盾，盡可能的提高高新技術的應用在房屋結構優化設方案中的占比，在提高工程質量的同時減少不必要的經濟支出。

二、建筑結構優化方法在房屋結構設計中的應用

2.1建筑結構模型優化使用

建筑結構優化方法應用于房屋結構設計中，首先創新使用建筑結構優化模型。建筑結構模型制定的選擇使用的過程中，一方面，注重不同變量的選擇，從建筑結構本身出發，立足于項目工程本身，全面分析影響建筑結構的因素，無論是單一性因素還是多樣化因素，都能夠切實按照預定參數表現出來，將其反饋在模型的優化建設中。另一方面，在建筑結構模型優化設計基礎上，多種因素共同反應，以此減少結構設計數量和實際計算數量，幫助結構設計人員工作量降低，在模型優化選擇基礎上，提升工作效率。

2.2基本目標函數的確定

在模型優化選擇基礎上，進一步確定目標函數。房屋建筑結構優化方法設計應用的過程中，結構設計人員需要對建筑環節有效清理、對各種建筑材料的規格、標準和數量等清楚到位，在明確造價總體成本基礎上，確定材料應用函數。此外，在明確結構設計優化約束條件下，需要突出鋼筋的優化使用，鋼筋作為結構主要構成部分，明確鋼筋結構截面的面積，通過鋼筋的使用有效控制成本。

2.3約束條件的合理化制定

建筑結構優化方法應用中，需要明確結構完整性實現的重要性，不能隨意的更改結構，在結構基本需求滿足基礎上，設定特定的約束條件，實現結構的合理化優化。但是，在房屋結構優化中，約束條件的內容不可以太過于寬泛，需要精細化規定。如，房屋裂縫可控寬度、建筑結構強度等級、尺寸大小以及結構其他層面的約束等都需要細致化的體現出來。在遵循各種約束條件基礎上，將優化后的結構與最初的設計結構進行對比分析，以此滿足工程結構建設質量需求。此外，結構設計人員積極借助現代化信息技術手段，將約束條件通過計算機程序的方式表現出來，通過運算核驗檢查條件是否符合結構的基本需求，以此在約束條件合理化制定的基礎上，發揮對結構優化設計的參考價值，提升工作效率。

2.4綜合結果科學分析

房屋結構優化設計最為主要是通過量化的方式對結構進行計算分析。房屋結構綜合結果的科學化分析，需要通過計算的方式，將優化結果和最初的設計方案試下對比，在滿足工程基本要求前提下，最優化選擇合理的結構設計方案。房屋建筑結構優化設計中，需要從房屋整體出發，在自然地理環境和社會經濟條件全面分析基礎上，對深刻影響房屋結構的因素和問題進行專門的立項研究，以此多角度的、專業化的分析，得出精確化的結果，嚴禁避免結構優化中出現模棱兩可的問題。在整個房屋結構優化中，這一階段的分析是非常重要的，也是房屋結構優化同時滿足美觀性、實用性、牢固性的需求，同時實現結構成本的控制。

三、結束語

總而言之，在現階段的房屋建筑設計中，結構的建設是影響建筑整體質量的重中之重，因此為從根本上提升房屋結構的安全性的與穩定性，當前建筑企業就要在確保建筑結構符合一定使用性功能后，加強對建筑結構設計優化方式的應用，結合施工現場的具體情況，從根本上保障房屋結構設計中的全面性與科學性，并為提升當地居民的生活質量水平，推進就特色社會主義構建的發展進程發揮出積極作用。

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