房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術應用探討

王和喜

摘要：隨著人民生活水平的提高，他們對于房屋的功能提出了更高的要求，同時土地價格以及建材物料價格的不斷上升，極大地增加了房屋建設時的成本，給開發(fā)商帶來不小的壓力。面對當前的局勢，既要滿足人們對房屋功能的需求，又要保證房屋的質量安全，還要節(jié)約成本減少房屋的造價，開發(fā)商必須尋求更先進的方法和手段，以達到在有限的空間上，使用最少的資源建造出安全適用的房屋。建筑結構設計優(yōu)化方法則能夠幫助開發(fā)商很好地完成這一任務。

關鍵詞：建筑結構;優(yōu)化設計;房屋結構;應用策略

一、房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術的特點分析

在進行房屋建筑的結構設計時，往往設計人員要將房屋建筑的安全性、穩(wěn)定性等各個方面的內容都考慮在結構設計之中，這對于設計人員的要求非常高，并且在房屋建筑的結構設計優(yōu)化之中存在很多特點，主要包括了以下幾點：（1）從美觀角度來講，進行房屋建筑的設計過程中，不能僅考慮到房屋建筑的質量和居住的舒適度，目前，人們對于房屋建筑在美觀上的要求也是非常高的，外觀美麗、外形優(yōu)美的房屋建筑更容易受到購房者的青睞，因此，在進行房屋建筑結構設計優(yōu)化時，需要對美觀性進行優(yōu)化;（2）從結構設計而言，房屋建筑結構設計必須要根據(jù)不同的施工場地和不同的建筑要求進行，要做到因地制宜，有針對性地進行結構設計優(yōu)化，同樣的結構設計優(yōu)化適用在不同的房屋建筑之中往往會有不同的效果，并且在進行房屋建筑結構設計優(yōu)化之中還要對于環(huán)保進行一定的考慮，目前，我國所提倡的可持續(xù)發(fā)展，在建筑行業(yè)之中也要得到體現(xiàn);（3）從居住安全方面來講，進行房屋建筑結構設計優(yōu)化，必須要將居住安全放在首位，不能單純地為了追求企業(yè)效益，而降低對于施工材料和施工質量的要求，居住安全關系著人們的生命和健康安全，不能馬虎，因此，在房屋建筑結構設計優(yōu)化上還具有安全性的特點。

二、建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的意義

（一）保證房屋結構安全與功能兼?zhèn)?。功能是建筑建設需要達到的目標，二安全是建筑建設必須做到的指標，兩者都是十分重要的。建筑結構設計的優(yōu)化方法可以根據(jù)建設對功能的需要，展開對結構材料、應力作用和結構造型的分析和優(yōu)化，使其達到結構科學合理的標準。如承重柱始終在一條承重線上，圓形的建筑結構受力更強，三角形的建筑結構相對穩(wěn)定等。優(yōu)化方法是使房屋功能和安全性都盡量達到最優(yōu)的一種途徑。

（二）合理降低建設成本。對于一個建筑工程，最終的利潤是企業(yè)的重要目標。在建設過程中，如是多層建筑，為了保證建筑的功能與基本的安全性，必須對承重墻、承重柱、承重梁等加大投入，以提高它們的抗震性能和承載能力，但隨之相應地也就增加了資金的投入，增大了建設的成本。然而，建筑設計的優(yōu)化方法可以有效地降低建設成本。通過對建筑的結構上的設計，增強其受理性和抗震性等，以減少物料的使用。在保證功能與安全性的前提下，能夠設計出更合適的結構方案進行建設，實現(xiàn)功能、安全性與經濟一起抓的目的。

三、房屋結構設計中的建筑結構設計優(yōu)化策略

（一）分段優(yōu)化與壽命優(yōu)化

隨著建筑企業(yè)的競爭越來越激烈， 人們與社會越來越重視房屋結構的穩(wěn)定性問題，建筑結構變得越加復雜化與多樣化，建筑企業(yè)應該如何在激烈競爭中保證建筑結構的穩(wěn)定性是各個企業(yè)都要面臨的問題與挑戰(zhàn)。 在所有的建筑工程項目的使用年限內，每個環(huán)節(jié)都需要選擇不同的設計方案， 也就是說設計方案必須根據(jù)每個環(huán)節(jié)與各個階段的具體情況以及實際特點進行， 因此每個階段都可以進行分段優(yōu)化與壽命優(yōu)化。 同時，人們越來越意識到建筑結構的穩(wěn)定性對建筑建設所起到的至關重要的作用， 在建筑工程設計中設計人員必須根據(jù)每個階段的性質與特點進行不同優(yōu)化方案的選擇與確定， 確保建筑工程結構的穩(wěn)定性與安全性， 保證建筑工程項目的壽命優(yōu)化達到預期價值范圍內，在滿足人們居住生活要求的基礎之上，提高建筑工程項目的使用壽命，實現(xiàn)經濟效益與生態(tài)效益的系統(tǒng)統(tǒng)一。

（二）局部優(yōu)化與整體優(yōu)化相結合

目前建筑設計對建筑的使用性能與外觀都有著很高的要求，而且越來越重視建筑結構設計的安全性與穩(wěn)定性， 如果建筑結構設計不合理，缺乏相關考慮，必然會對整個工程施工以及日后的使用帶來極大的安全隱患。 所以，重視并加強建筑結構設計中的安全性分析與考慮，注重局部優(yōu)化與整體優(yōu)化相結合，對提高建筑物整體的安全性與質量都是至關重要的， 進一步促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義。 例如建筑材料的選擇、建筑構配件的選擇以及施工人員的協(xié)調分配等， 比立足于建筑整體的角度上進行每個細節(jié)方面的優(yōu)化處理， 同時又要立足與層次性方面進行綜合分析， 就房屋結構設計體系。 安裝工程以及其他各個環(huán)節(jié)進行具體細致研究，促使整體與局部共同優(yōu)化，實現(xiàn)房屋結構的優(yōu)化設計，進一步體現(xiàn)結構優(yōu)化設計在房屋建筑工程項目中的應用。

（三）鋼筋混凝土框架結構優(yōu)化設計

鋼筋混凝土結構在建筑項目中是一項十分重要的結構部分，在很大程度上直接影響著房屋建筑工程項目的整體質量與安全。 節(jié)點設計是鋼筋混凝土結構設計中的重要環(huán)節(jié)，在計算建筑筋混凝土結構中，設計人員一般情況下會簡化設計的流程， 將建筑鋼筋混凝土結構中的梁柱連接簡化為剛性的連接或者是按照設計的標準進行連接， 這樣將梁柱簡化為剛性連接，就會導致起夾角處不會發(fā)生變形的這個弊端，另一方面，如果將梁柱簡化成理想的連接方式，在后期進行計算的時候，梁柱就無法對鋼筋混凝土結構的彎矩進行傳遞， 也就是說結構分析模型與設計節(jié)點之間出現(xiàn)了不匹配的情況， 進而對鋼筋混凝土結構設計造成不利影響。所以在鋼筋混凝土結構的優(yōu)化設計中必須按每個環(huán)節(jié)的具有情況來進行操作， 部分鋼筋混凝土框架結構的項目可以采用準則法進行優(yōu)化設計，根據(jù)建筑架構的截面大小，采用有限單元法優(yōu)化結構分析，最后得出房屋建筑鋼筋混凝土框架的優(yōu)化方案。

（四）建筑結構的上部結構優(yōu)化

剪力墻結構因其較好的抗震性和抗側剛度等特點成為我國建筑行業(yè)普遍采用的建筑結構形式。 剪力墻本身具有很強的耐用性與抗震效果， 在面對生活中的意外事件或者自然災害的時候可以抵御風險，減少人們得出財產損失與人身安全。 合理布置剪力墻分部是剪力墻結構建筑優(yōu)化的前提與基礎，保證剪力墻的重量分部均勻，從而使得每個樓層的結構重心與平面剛度中心點相吻合。 在設計的時候要充分考慮剪力墻的水平方向與承受力， 橫向與縱向的平和度都要考慮到， 如果在實際施工中發(fā)生意外的情況還要保持剪力墻的承受能力與延展性能，對實際情況進行考量之后再進行精準計算完，然后還需要將數(shù)據(jù)應用到實際情況中看是否符合， 減少風力以及地震等外界因素對房屋建筑帶來的不利影響。

四、結語;

房屋結構的設計優(yōu)化對于房屋的整體結構的質量、穩(wěn)固性、安全性、經濟實用性等都是非常重要的，它所涉及到的東西也是非常的多、領域也非常廣泛，對于設計師的能力要求非常高。為了滿足用戶的要求，房屋結構設計者要綜合考慮所有可能涉及到的因素，設計出一個科學合理、綜合效益良好的方案。同時，還要盡最大限度在滿足上述要求之后，做到一定程度上的技術創(chuàng)新。

參考文獻：

[1] 范國興 . 建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用研究 [J]. 雞西大學學報 ，2014，（8）：23-25.

[2] 王鵬 . 建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的實際應用分析 [J]. 中國建材科技 ，2014，（4）：162-163.

[3] 丁世偉，張慎，王杰，杜新喜 . 基于損傷的構件抗震性能評價方法研究與軟件開發(fā) [J]. 建筑結構，2016，（06）：263-268.