房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用分析

宋慶喜　張艷霞

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平與之前相比有了質(zhì)的飛躍，所以人們對(duì)生活質(zhì)量提出了更高的要求，而房屋作為人們消耗時(shí)間最長(zhǎng)的場(chǎng)所，其實(shí)用性和舒適性對(duì)于提升人們的生活質(zhì)量來說非常重要，所以建筑企業(yè)除了要考慮建筑的安全性以外，還要考慮舒適度和美觀度。因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的外型條件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等因素融入到房屋建筑設(shè)計(jì)中，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善，從而滿足人們對(duì)房屋建筑的總體要求。本文主要是分析了優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性和優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑中的實(shí)際應(yīng)用，希望能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供一些參考資料，從而不斷完善房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；技術(shù)應(yīng)用

引言

現(xiàn)代社會(huì)除了對(duì)房屋建筑的功能、質(zhì)量和安全方面提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)房屋的美觀度和實(shí)用性提出了要求。因此，建筑行業(yè)要迎合大眾的審美需求，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，這樣不僅可以為建筑企業(yè)節(jié)省施工成本，還可以提升施工方案的可操作性和安全性，總之就是優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性

1.1優(yōu)化房建結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的，所以在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況來構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用科學(xué)的方式來調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)效果。對(duì)房屋結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化一般是先選擇合適的設(shè)計(jì)變量，保留預(yù)定變量，然后構(gòu)建與建筑尺寸和相關(guān)數(shù)據(jù)一致的目標(biāo)函數(shù)，最后利用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、預(yù)應(yīng)力和變形要求等因素，全面考量房屋結(jié)構(gòu)的限制條件，給出最優(yōu)質(zhì)的房屋構(gòu)建設(shè)計(jì)圖[1]。

1.2優(yōu)化概念設(shè)計(jì)

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化不能僅僅依靠計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，還要結(jié)合人工設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，充分運(yùn)用概念設(shè)計(jì)。比如說在選擇建筑材料優(yōu)化時(shí)，應(yīng)先通過人工分析各種材料的性能，然后在設(shè)定技術(shù)參數(shù)時(shí)采用計(jì)算機(jī)方法對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化。雖然計(jì)算機(jī)能夠完成龐大的計(jì)算問題，但是它不能智能地設(shè)計(jì)符合實(shí)際的設(shè)計(jì)方案，所以建筑單位因根據(jù)實(shí)際情況運(yùn)用概念設(shè)計(jì)和優(yōu)化技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析，讓建筑工程能呈現(xiàn)出最完美的效果。

1.3優(yōu)化價(jià)值工程設(shè)計(jì)

價(jià)值工程就是以最少的成本實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的功能，也就是通過分析建筑的功能，排除其中的過剩功能和不切實(shí)際的功能，從而降低建筑工程成本。建筑產(chǎn)品的價(jià)值主要是由它的成本和功能決定的，所以建筑的價(jià)值表現(xiàn)也會(huì)有所差異，有些方法是保持成本不變來增強(qiáng)房屋功能，或者是降低投入成本。這些方法不僅考慮了建筑生產(chǎn)總成本，還對(duì)預(yù)算建筑產(chǎn)品的使用和維護(hù)成本進(jìn)行了分析，所以最終給出的結(jié)論也是比較科學(xué)的。

2、優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑中的實(shí)際應(yīng)用

2.1應(yīng)用于建筑前期設(shè)計(jì)

前期設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中起到主導(dǎo)作用，會(huì)直接影響到建筑單位的投資量。在設(shè)計(jì)房屋方案的過程中，建筑行業(yè)普遍存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案落后的問題，如果不在建筑前期進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，后期的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就有可能出現(xiàn)差錯(cuò)，從而導(dǎo)致建筑單位面臨經(jīng)濟(jì)損失。因此，設(shè)計(jì)人員要充分利用優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，在前期設(shè)計(jì)中選擇合適的結(jié)構(gòu)模型，制定合理的設(shè)計(jì)方案，從而為建筑施工奠定良好的基礎(chǔ)。

2.2應(yīng)用于建筑地基

房屋地基是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一個(gè)任務(wù)，也是建筑工程施工的關(guān)鍵，合理規(guī)劃地基結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的情況下，因?yàn)榻ㄖa(chǎn)品各有特點(diǎn)，其功能也是不盡相同，所以在地基選擇方面也會(huì)有所不同。因此，設(shè)計(jì)人員要從實(shí)際情況入手，制定出科學(xué)的地質(zhì)勘測(cè)方案，并以確保工程經(jīng)濟(jì)效益為前提，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)地基方案之前，工作人員應(yīng)該先分析一下房屋的受力情況，并考察地樁的材質(zhì)，之后選出最合理的地基方案[2]。

2.3應(yīng)用于節(jié)能設(shè)計(jì)

對(duì)房屋建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化就是以降低工程造價(jià)為前提，提升房屋的經(jīng)濟(jì)效益。為了能夠提高經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)計(jì)人員就要從能源利用的角度去選擇建材，設(shè)計(jì)出技能系數(shù)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。房屋結(jié)構(gòu)一般有三種形式：第一種是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，所以不需要太多材料；第二種是框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的柱截面比較大，所以會(huì)影響到房屋的內(nèi)部布局；第三種是框架和剪力墻的結(jié)合，這種結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，抗震效果和抗側(cè)力效果也比較好[3]。因此，在選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)方案時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合考量三種結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，再結(jié)合建筑的工程造價(jià)，最終確定房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2.4應(yīng)用于抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

安全性是檢驗(yàn)房屋結(jié)構(gòu)質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，這也是住戶首先需要考慮的問題。如果遇到不可抗的自然因素，房屋的安全性就會(huì)受到威脅，所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方案時(shí)還要考慮到地震荷載作用，通過合理的設(shè)計(jì)和有效措施來增強(qiáng)房屋的抗震能力。大多數(shù)房屋都是采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱的方式來規(guī)避地震風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檫@樣可以減少建筑物的危險(xiǎn)截面積，使得地震荷載被均勻支撐，讓每一根柱子都承擔(dān)一部分的重力，這樣就可以降低房屋被震塌的幾率[4]。此外，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理，完成整體設(shè)計(jì)以后，針對(duì)基礎(chǔ)部分還要做加強(qiáng)處理，因?yàn)榧?xì)節(jié)決定成敗，在建筑工程中的細(xì)節(jié)工作也是不容忽視的，所以設(shè)計(jì)人員一定要重視精細(xì)設(shè)計(jì)。

3、結(jié)語(yǔ)

房屋建筑結(jié)構(gòu)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，一方面可以提高建筑的安全性和實(shí)用性，另一方面還可以增強(qiáng)建筑的美觀效果，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分利用優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行房屋設(shè)計(jì)，合理選擇建筑設(shè)計(jì)方案，從而降低建筑工程的預(yù)算成本。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，房屋建筑設(shè)計(jì)應(yīng)更緊密地結(jié)合優(yōu)化技術(shù)，增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的抗震力，從而最大限度地提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 陶小林，楊楊.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2013，21（16）：264-265.

[2] 程利婧，許博文.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，5（26）：120-121.

[3] 王鵬.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)中的實(shí)際應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，11（23）：16-17.

[4] 劉浩靜，李玉田.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用探討[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，17（22）：24-25.