淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

邾祝融

摘要：隨著人們對(duì)于建筑美觀要求不斷提高，新時(shí)期人們對(duì)于房屋建筑的外觀、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等均提出了較高要求，因此針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究具有十分重要的意義。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效滿足建筑的美觀度，同時(shí)還可以保全建筑的功能，可謂功能齊全、外觀優(yōu)美，必將深受廣大居住群眾喜愛。本文針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述、優(yōu)化流程以及具體的應(yīng)用進(jìn)行一系列分析，希望與相關(guān)業(yè)界同仁進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，建筑市場(chǎng)面臨著巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，建筑企業(yè)更是花費(fèi)大量人力財(cái)力探尋新時(shí)期建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[1]。通過優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)可以達(dá)到提高房屋建筑施工安全性、美觀度以及功能等指標(biāo)，對(duì)于安全建修房屋具有積極作用。房屋建筑領(lǐng)域，設(shè)計(jì)師進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)必須從全局出發(fā)來(lái)進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，為保障安全施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)可以節(jié)約成本，減少建筑項(xiàng)目的資金投入，從而確保建筑企業(yè)節(jié)約成本。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述及重要性

1.1 基本概述

房屋建筑設(shè)計(jì)主要施工便利前提之下，必須考慮到房屋結(jié)構(gòu)審美學(xué)、藝術(shù)學(xué)以及設(shè)計(jì)學(xué)相結(jié)合，即在設(shè)計(jì)的房屋結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)出美學(xué)、藝術(shù)學(xué)以及設(shè)計(jì)理念[2]。這種設(shè)計(jì)方法在具體的實(shí)踐中還需要進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，并最終形成房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有其特點(diǎn)：（1）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到多個(gè)學(xué)科，且知識(shí)覆蓋面相當(dāng)廣；（2）房屋建筑設(shè)計(jì)必須滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)于環(huán)保和節(jié)能的要求，即設(shè)計(jì)中應(yīng)體現(xiàn)出環(huán)保理念和節(jié)能理念；（3）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要求房屋建筑美觀，而且還要求房屋建筑安全性有可靠保證。；（4）房屋建筑設(shè)計(jì)最終要付諸施工，因此必須要考慮到施工階段的便利性；（5）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須遵循普遍的科學(xué)性，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足科學(xué)要求。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化重要性

對(duì)于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)而言，一般的設(shè)計(jì)者都是將建筑施工安全放在首位，對(duì)于建筑美觀、造價(jià)以及建筑功能等方面的考慮存在著不足。伴隨著人們對(duì)于建筑的功能、美觀以及建筑造價(jià)等方面要求不斷提高，傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足需求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案便可以解決這些問題。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以從審美價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)保價(jià)值以及功能價(jià)值等方面綜合考慮，滿足人們各個(gè)方面不同的要求。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)還可以提高建筑材料的使用率，從而達(dá)到節(jié)約成本效果，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

綜上，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中只有不斷對(duì)房屋建筑問題進(jìn)行綜合性分析，才可能設(shè)計(jì)出更加優(yōu)秀的房屋結(jié)構(gòu)，同時(shí)還保障房屋結(jié)構(gòu)的功能、性能等均滿足人們的要求。

2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程

2.1 創(chuàng)建優(yōu)化模型

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型構(gòu)構(gòu)建將直接影響建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)，因此我們進(jìn)行嚴(yán)格控制建筑參數(shù)以及相關(guān)的參數(shù)值。對(duì)于一些影響建筑結(jié)構(gòu)較少、變化范圍不大、局限性較小的要素即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。另外還可以通過預(yù)定一些參數(shù)進(jìn)行表示，以此來(lái)減少設(shè)計(jì)中的數(shù)量和計(jì)算數(shù)量關(guān)系，為編程減小負(fù)擔(dān)。模型構(gòu)建應(yīng)明確目標(biāo)函數(shù)，找到預(yù)定的尺寸鋼筋面積或者截面積，構(gòu)建起目標(biāo)函數(shù)以減少工程造價(jià)[3]。

2.2 設(shè)定優(yōu)化方案

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工具有很多的約束條件，有時(shí)會(huì)遇到非線性相關(guān)優(yōu)化，因此在進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算時(shí)必須要做好轉(zhuǎn)換工作，將約束優(yōu)化轉(zhuǎn)化成為無(wú)約束的優(yōu)化，從而方便計(jì)算。設(shè)定優(yōu)化方案其實(shí)就是科學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，使得整個(gè)優(yōu)化方案顯得科學(xué)化，在使用過程中更加方便。

2.3 設(shè)計(jì)應(yīng)用程序

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型設(shè)計(jì)后需及時(shí)運(yùn)用相對(duì)應(yīng)的計(jì)算方式更好實(shí)現(xiàn)計(jì)算效果，同時(shí)也為能夠編制出一個(gè)運(yùn)算速度快、功能全的應(yīng)用程序。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)使得整個(gè)優(yōu)化方案更全面、更有效實(shí)施。

2.4 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

針對(duì)構(gòu)建的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較和分析，最后再制定出一個(gè)效果更加的方案。綜合結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)過程中必須考慮到相關(guān)問題，并對(duì)相應(yīng)的問題從多個(gè)角度進(jìn)行分析，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)評(píng)價(jià)、合理設(shè)計(jì)。

3 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 房屋整體與局部的優(yōu)化應(yīng)用

一般來(lái)講，房屋在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上都具有一定的層次感和復(fù)雜性，層次感主要包含了建筑的整體設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)體系、安裝體系等構(gòu)成。每個(gè)單獨(dú)的體系構(gòu)成了很多的下屬體系，而這些依次分級(jí)的層屬體系將構(gòu)成一個(gè)龐大的房屋建筑結(jié)構(gòu)。房屋的復(fù)雜性主要是建設(shè)中包含了材料選取、地址選取、建筑零部件選擇，眾多的建筑結(jié)構(gòu)要符合整個(gè)房屋布局[4]。

3.2 建筑壽命與階段性優(yōu)化應(yīng)用

建筑工程使用年限之內(nèi)都必須對(duì)建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，因此優(yōu)化方案存在著一定的壽命和階段性。房屋設(shè)計(jì)的各個(gè)階段考察必須要根據(jù)實(shí)際的結(jié)果和優(yōu)化方式來(lái)確定，可以對(duì)整個(gè)工程壽命進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，使得建筑施工保障質(zhì)量和節(jié)約成本。

3.3 建筑基礎(chǔ)樁優(yōu)化應(yīng)用

基礎(chǔ)樁作為所有建筑的基礎(chǔ)，其直接影響建筑施工完成時(shí)候是否走樣、變形問題。基礎(chǔ)樁施工質(zhì)量是否符合要求，對(duì)于整個(gè)建筑的質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生影響，因此在建筑基礎(chǔ)裝時(shí)必須注意優(yōu)化?；A(chǔ)樁優(yōu)化一般在符合施工沉降標(biāo)準(zhǔn)情況下，可以加入預(yù)制樁施工，減少施工工序，同時(shí)還要不斷加深基礎(chǔ)樁，務(wù)必建設(shè)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)樁。

3.4 建筑主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)用

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到房屋的實(shí)際條件，盡量對(duì)剪力墻進(jìn)行大開間構(gòu)造，加倉(cāng)剪力墻的肢長(zhǎng)度，減少墻肢的數(shù)量。剪力墻一般都使用了暗樁，而暗樁鋼筋使用根據(jù)剪力墻大小而定，若剪力墻較大則可以減少鋼筋數(shù)量，以此來(lái)減少建筑成本。

結(jié)束語(yǔ)：

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好壞直接影響建筑施工，因此必須要不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。選擇合理的優(yōu)化方案，不僅可以有效保障建筑施工滿足質(zhì)量要求，同時(shí)還可以使得建筑更加美觀。但是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，在實(shí)際操作中應(yīng)注意解決細(xì)節(jié)問題，選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]王英華. 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J]. 建材與裝飾，2016，02：78-79.

[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.

[3]張葉紅. 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究[J]. 門窗，2014，11：194.

[4]劉曉武. 論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 低碳世界，2016，28：184-185.