建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法及應用分析

李喜忠

葫蘆島有色治金設計院有限公司 遼寧 葫蘆島 125000

引言：在我國城市化進程不斷加快的過程中，建筑行業(yè)的市場競爭愈發(fā)激烈，對于相關的建筑企業(yè)來說，若想獲得長久的競爭優(yōu)勢，就必須保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，并對建筑結(jié)構(gòu)的整體水平進行優(yōu)化。整個建筑設計當中，房屋結(jié)構(gòu)設計是比較重要的一項內(nèi)容，在房屋結(jié)構(gòu)設計的過程中，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設計方法具有比較高使用價值和優(yōu)勢。

一、建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的重要性分析

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)獲得了長足的發(fā)展，并呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展方向，人們對建筑結(jié)構(gòu)也有了新的要求，除了關注它的質(zhì)量之外，還對其經(jīng)濟適用性、建筑的功能和外觀都比較關注，這也使得房屋建筑結(jié)構(gòu)的設計有著很大的發(fā)展空間。從目前我國建筑行業(yè)發(fā)展的情況來看，高層建筑的數(shù)量越來越多，針對其房屋結(jié)構(gòu)設計的過程中，就可以通過建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法應用來達到節(jié)約成本的目的，當然是在滿足質(zhì)量要求的前提下，這樣可以確保方案更加有利。

把建筑結(jié)構(gòu)的安全與質(zhì)量工作當做整個設計工作的基礎，并全面研究和優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計方案中的每一個細節(jié)與要點。在具體設計工作的過程中，設計人員要充分運用先進的設計理念和方法來優(yōu)化設計方案，這樣可以最大程度控制整體建筑施工的成本[1]。在房屋結(jié)構(gòu)設計中，建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法具有比較高的價值。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設計的過程中，需要具體分析到可能涉及到的各種情況，全面優(yōu)化整體及部分建筑結(jié)構(gòu)，這樣可以最大程度保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，提高其設計合理性。

二、建筑結(jié)構(gòu)設計在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計上的優(yōu)化分析

1. 建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法分解

首先，要單獨優(yōu)化處理每一個小的問題，完善不同的優(yōu)化方法，尤其是在細節(jié)上應該注意。其次，綜合調(diào)整上一步的優(yōu)化問題，在這樣的優(yōu)化中，才能獲得比較最符合實際要求的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

2. 優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的使用期限與壽命

對于任何一種類型的房屋建筑結(jié)構(gòu)來說，優(yōu)化其使用年限是比較重要的一項內(nèi)容。建筑工程項目施工的每一個環(huán)節(jié)，都會對建筑的使用壽命產(chǎn)生影響，所以在應用建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法的時候，應該優(yōu)化每一個施工的環(huán)節(jié)，結(jié)合具體的施工情況與施工特點，對房屋建筑結(jié)構(gòu)的方案設計進行優(yōu)化，從而保證其質(zhì)量。

3. 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的局部與整體

由于當前房屋建筑的規(guī)模都比較大，在設計的過程中就會相對復雜一些，所以設計人員要特別注意設計的層次劃分。從建筑工程項目具體的施工情況來看，一般都是有小環(huán)節(jié)、小局部的施工構(gòu)成整體的施工，所以各環(huán)節(jié)、各局部之間的配合就會比較復雜。在建筑結(jié)構(gòu)設計的時候，就需要充分考慮到建筑材料的選擇，房屋結(jié)構(gòu)的類型是否合適，以及在安裝設計中，也需要對安裝體系進行優(yōu)化，通過將一個整體分為不同的環(huán)節(jié)，來開展局部優(yōu)化，從局部到整體，這樣才能實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化，進而提高建筑的質(zhì)量[2]。

4. 優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)設計

建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化，是房屋建筑結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要內(nèi)容，在具體的實施過程中，需要把樓層剛度的重心與整個房屋結(jié)構(gòu)的重心進行重合，對設計方案進行合理優(yōu)化，這樣有助于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與質(zhì)量提高，可以最大程度避免由于外力而產(chǎn)生的整體結(jié)構(gòu)損壞。

當前高層建筑比較普遍，在建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法的應用中，若想提升房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全性能，就需要選擇合適的優(yōu)化方法，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的水平，促使其合理性與科學性得到保障。建筑結(jié)構(gòu)剛度的要求是上部結(jié)構(gòu)設計中需要重點關注的內(nèi)容，在具體優(yōu)化中，需要選擇合適的建筑材料，根據(jù)實際施工情況確定鋼筋的使用數(shù)量。

5. 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性

設計房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，我們需要站在整體結(jié)構(gòu)的角度上，盡最大努力保證建筑結(jié)構(gòu)整體的可靠性與穩(wěn)定性，同時要在提高整體質(zhì)量的基礎上，還應該關注建筑結(jié)構(gòu)外部的美觀。對內(nèi)部設計布局的過程中，也應該考慮到房屋質(zhì)量、結(jié)構(gòu)外觀以及房屋結(jié)構(gòu)功能方面的需求。

三、建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的具體應用

在房屋結(jié)構(gòu)設計中，建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法具體應用主要是先明確優(yōu)化計算方法，接著對其目標函數(shù)進行分析，最后則是要優(yōu)化設計整個房屋結(jié)構(gòu)的施工流程與程序。

1. 確定建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化計算方法

針對整體建筑結(jié)構(gòu)的可靠度進行優(yōu)化分析，是房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化前需要做到的一項工作，主要目的是為了能夠?qū)Ω髯兞恐g的復雜情況以及各優(yōu)化問題的約束條件進行了解，并以此來確定相應的優(yōu)化計算方法，這樣就可以將其轉(zhuǎn)化為無約束的優(yōu)化計算問題，為優(yōu)化設計奠定良好的基礎。

2. 確定建筑結(jié)構(gòu)設計的目標函數(shù)并進行分析

依據(jù)各個變量之間的關系，在建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，來確立一個目標函數(shù)，而整體結(jié)構(gòu)設計方案的最優(yōu)解就是求解的目標，然后來歸類計算影響建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的因素，最終來獲取一個最優(yōu)的設計方案[3]。

3. 對整個房屋結(jié)構(gòu)進行施工流程與程序的優(yōu)化設計

除了上述的工作以外，設計人員還需要結(jié)合實際情況來規(guī)劃與設計整個建筑結(jié)構(gòu)的施工程序，這樣的目的就是保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性，明確房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化的計算方式，這樣才能制定出更加有效的結(jié)構(gòu)分析程序，保證其應用的效果。

4. 要注意對框架梁以及箍筋的間距進行優(yōu)化

對于加密箍筋來說，箍筋與框架梁之間的距離應該控制在十厘米以內(nèi)，如果是非加密梁，這個距離就需要保持在二十厘米內(nèi)，在實際的設計過程中，必須要合理設計與優(yōu)化框架梁和箍筋之間的距離，保證建筑結(jié)構(gòu)的整體設計質(zhì)量。

結(jié)束語：總而言之，在房屋結(jié)構(gòu)設計中，建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法有著比較廣泛的應用，同時具有良好的推廣價值，為了可以進一步提高房屋結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量，我們就必須加大對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法的要求，充分掌握其在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用，只有這樣才能實現(xiàn)設計水平的提高。