房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)分析

唐甸龍 宋海鋒

在我國城市發(fā)展過程中，來越多的農(nóng)村人口涌入到城市當(dāng)中，出現(xiàn)城市住房緊張問題，這種情況下就出石建筑工程項目不斷增加。但是隨著人們生活水平的普遍提高，需要在滿足人們對居住質(zhì)量的要求上，確保房屋功能性以及安全性。所以，做好房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化非常重要。不僅如此，在進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，還需要確保房屋建筑的經(jīng)濟性以及美觀性。下面將從房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容出發(fā)，進行相關(guān)探討。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

想要對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，首先需要對需要進行優(yōu)化的內(nèi)容加以了解，通常情況下，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要使用優(yōu)化技術(shù)的，主要有以下幾方面內(nèi)容：在對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化時，一方面需要考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及使用性能，另一方面，還需要考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的一些隱患問題，以最少的資金投入，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。其次，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的主要內(nèi)容包括以下兩方面：①需要對房屋的具體構(gòu)造進行全面的掌握，在進行設(shè)計時，需要尋找最佳設(shè)計方案，同時對于漏洞以及不完善的地方進行優(yōu)化。②對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中涉及的子結(jié)構(gòu)以及整體結(jié)構(gòu)分別進行優(yōu)化設(shè)計，其中在進行組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時需要對此結(jié)構(gòu)當(dāng)中的所有細節(jié)進行詳細劃分，這樣就可以使結(jié)構(gòu)進行全面的優(yōu)化。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義

眾所周知，我國人口基數(shù)龐大，尤其是隨著大量的農(nóng)村人口涌入城市，促使建筑用地愈發(fā)緊張，社會整體對房屋建筑的需求量在日益增加。這種情況下，就促使我國房屋建筑逐漸向著高層以及超高層建筑發(fā)展，因此在進行房屋建筑，設(shè)計師也是以高層為主。對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求就是滿足使用者的居住需求，降低資金投入。因此在進行房屋建筑施工設(shè)計時，為了確保建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益，就需要提高設(shè)計方案的科學(xué)性以及規(guī)劃性，盡量保證建筑企業(yè)的經(jīng)濟利益，這種方法也是對建筑工程造價進行合理控制的一種重要措施。因此，為了確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠最大程度上發(fā)揮作用，進而提升房屋建筑質(zhì)量，需要對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化和完善。

3 房屋建筑與經(jīng)濟效益之間的關(guān)系

3.1 層數(shù)與用地面積之間的關(guān)系

從表面來看，不管是高層建筑還是多層建筑，在建筑層數(shù)增加的過程中，建筑工程總建筑面使用的土地面積就會將相對減少。不過實際卻不一樣，因為建筑工程層數(shù)的不斷增加，使得建筑工程的總高度可以隨時增加，這樣一來就會使得相鄰建筑工程之間的距離逐漸增加，進而建筑工程單位總建筑面積所使用的土地面積就會擴大。因此建筑工程層數(shù)與用地面積之間存在著必然聯(lián)系，一言以蔽之，就是土地面積的減少以及建筑層數(shù)的增加，能夠有效的減少工程最近投入，降低成本，確保企業(yè)經(jīng)濟效益。所以在對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化時，需要對此進行重點考慮。

3.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑設(shè)備之間的經(jīng)濟關(guān)系

為了確保建筑物能夠有良好的使用功能，因此及排水管道以及電氣設(shè)備等必不可少。而隨著高層以及超高層建筑的不斷增加，這就導(dǎo)致及排水管道和電氣設(shè)備都會有所遞增，這種情況下就會導(dǎo)致建筑物的成本逐漸增加，進而提高了房屋建筑的整體成本。

4 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 建立優(yōu)化模型

（1）對設(shè)計變量進行合理的選擇。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化人員需要選擇對房屋結(jié)構(gòu)具有較大影響的參數(shù)當(dāng)做是涉及的變量，例如，目標(biāo)控制參數(shù)以及約束控制參數(shù)等，這些包含結(jié)構(gòu)可靠度以及工程造價等相關(guān)指標(biāo)的參數(shù)。在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，對于那些變化不明顯自己沒有較大影響程度的參數(shù)需要使用特定參數(shù)來滿足相關(guān)要求，對此，設(shè)計人員可以對設(shè)計事先預(yù)定參數(shù)，這樣一來設(shè)計人員不管是在計算還是編程過程中都會最大程度上減少工作量。

（2）對目標(biāo)函數(shù)加以確定。在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，設(shè)計人員需要對符合相關(guān)條件的鋼筋截面積以及構(gòu)件幾何尺寸進行設(shè)定，還需要計算失效概率，確保成本最優(yōu)化。

（3）對約束調(diào)價加以確定。眾所周知的是，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)要求就是確保安全性以及可靠性，這是進行優(yōu)化的前提。所以，在進行函數(shù)設(shè)定時，需要做好約束條件的設(shè)定工作。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的相關(guān)約束條件主要有：尺寸約束、裂縫寬度約束以及結(jié)構(gòu)強度約束等等。在進行優(yōu)化時，設(shè)計人員需要將實際約束條件與假定約束條件進行對比，保證約束條件符合工程需要。

4.2 優(yōu)化建筑總體設(shè)計方案

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中，還需要對地域問題以及自然環(huán)境因素等進行充分的考慮。例如，我國南方夏季高溫且多雨，而冬季溫和少雨，就需要合理選擇建筑的朝向以及做好防水。另外，在進行建筑總體設(shè)計時還需要對建筑樓房之間的距離進行充分的考慮，距離太近或者太遠都會對建筑結(jié)構(gòu)的使用產(chǎn)生影響，而且還會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)資源浪費。所以，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要對建筑設(shè)計總方向進行整體把握，從而設(shè)計出符合人們要求的建筑物。

4.3 整體性與局部性優(yōu)化

房屋建筑設(shè)計具有復(fù)雜性以及層次性，站在層次角度進行分析，建筑物設(shè)計主要包含建筑整體設(shè)計、安裝工程等，而每個體系相互獨立，又有很多子體系。在進行房屋建筑設(shè)計時，應(yīng)該對字?jǐn)?shù)系統(tǒng)進行充分的考慮，進行工藝疊加。而站在復(fù)雜性角度進行分析，其主要內(nèi)容就是建筑零部件以及建筑材料等，此時需要考慮從整體著手，對整體進行設(shè)計優(yōu)化。

4.4 優(yōu)化底部加強部位的設(shè)計

剪力墻屬于建筑結(jié)構(gòu)的重要支撐。在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，高層剪力墻結(jié)構(gòu)底部需要按照下述標(biāo)準(zhǔn)進行加強處理：底部兩層高度以及嵌固部位的上方剪力墻高度需要選擇二者12.5%高度的較大值；而具有轉(zhuǎn)換層的高層剪力墻結(jié)構(gòu)底部的高度：框支層和其上方2層高度以及墻肢高度二者12.5%當(dāng)中的較大值。若是嵌固部位是在地下室頂板處，需要滿足地震條件下的屈服部位在地上樓層，同時還會影響下一層，這時候以方便不可以降低地下一層的抗震等級，另一方面還需要加強邊緣約束構(gòu)件設(shè)計。

4.5 應(yīng)強化計算機技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)如今，全球進入信息化時代，計算機技術(shù)已經(jīng)非常普遍，在各行各業(yè)當(dāng)中都有著廣泛的應(yīng)用，通過計算機技術(shù)的應(yīng)用，有效提升了工作效率，還大大節(jié)約了時間成本，解決了很多人腦無法解決的額問題，所以廣受歡迎。在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，通過計算機技術(shù)的因公，可以提高設(shè)計的高效性以及精確性，而對于設(shè)計過程中的復(fù)雜問題，可以通過相應(yīng)的計算機軟件進行準(zhǔn)確的分析和計算，這樣設(shè)計人員以及造價人員就可以直觀的掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的結(jié)果。

總而言之，本文主要對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了分析和闡述，重點探討了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義和優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。目的在于為廣大人民群眾提供質(zhì)量優(yōu)良、安全性高以及舒適性好的房屋建筑。筆者相信，在房屋建筑不斷優(yōu)化的同時，我國建筑行業(yè)勢必有更加廣闊的發(fā)展前景。

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