結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活中的各項(xiàng)要求，都在不斷的提升過程中，尤其是在建筑方面。因?yàn)榻ㄖ侨藗內(nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?，所以人們?duì)其格外的關(guān)注。而要想房屋建筑的外觀有十分精致的效果，就需要設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)和外觀進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，能夠做到融會(huì)貫通。在對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)過程中，要確保房屋建筑設(shè)計(jì)可以達(dá)到基本需求，即房屋建筑要有足夠的安全性、要具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性、多元化的應(yīng)用、房屋建筑外觀要十分的精致。本文主要是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行必要的分析與探討。

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

由于當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑市場的競爭變得非常的激烈。部分建筑企業(yè)為了能夠在激烈的市場競爭中立于不敗之地，從而迎合客戶的需求，建造出安全系數(shù)高、外觀十分精致的房屋建筑。而要打造出客戶十分滿意的精致作品，就一定要對(duì)其進(jìn)行深入性的研究，如設(shè)計(jì)方案、施工方案等。由于在房屋建筑過程中，結(jié)構(gòu)方面的投資所占的總體比例相對(duì)的較高，所以需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，從而使房屋建筑的質(zhì)量和安全可以得到相應(yīng)的保證。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化改良設(shè)計(jì)所起到的重要性

從目前房屋建筑房展的趨勢(shì)來看，在未來的房屋建筑過程中，一定會(huì)是以高樓大廈呈現(xiàn)。因此，要想投資得到有效的降低，就需要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)，所以對(duì)于此類問題已經(jīng)成為房屋建筑企業(yè)需要迫在眉睫解決的事情。要想房屋建筑結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化的改良，房屋建筑的設(shè)計(jì)者，必須要在房屋建筑的安全得到保證的前提條件下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面、仔細(xì)的研究，然后應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)有關(guān)方面的不完全統(tǒng)計(jì)，將房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，會(huì)比沒有優(yōu)化的房屋建筑結(jié)構(gòu)的投資有明顯的降低，大概能夠降低到10%-20%左右。但是在進(jìn)行具體的房屋建筑結(jié)構(gòu)改良過程中，會(huì)受到諸多原因的限制，從而使實(shí)際施工的難度系數(shù)非常的大，導(dǎo)致其所具有的優(yōu)勢(shì)沒有辦法得到全面性的發(fā)揮。如有很大部分施工企業(yè)，由于對(duì)施工進(jìn)度過于追求，從而對(duì)房屋建筑的設(shè)計(jì)效果產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的影響;一部分非常年輕的設(shè)計(jì)者，由于缺乏相應(yīng)的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，所以沒有辦法使房屋建筑結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化;還存在的另一種現(xiàn)象是，部分設(shè)計(jì)者在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，由于對(duì)其中的局部結(jié)構(gòu)過于重視，沒有從整體效果方面考慮，從而使整體設(shè)計(jì)效果并不是十分的理想，不僅如此還對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生了直接的影響。通過以上的描述，房屋建筑工程在具體的實(shí)施過程中，需要將設(shè)計(jì)方案、施工技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益等多方面進(jìn)行綜合性的思考，只有將各種因素進(jìn)行緊密的結(jié)合，才可以確保公司能夠獲取最大的效益。

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化與以往的結(jié)構(gòu)優(yōu)化相比，在優(yōu)越性方面更加的突出，它可以將機(jī)械設(shè)備和建筑材料所具有的性能進(jìn)行全面性的發(fā)揮。將房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取一定程度上的優(yōu)化，可以使項(xiàng)目造價(jià)投資得到相應(yīng)的減少，從而確保公司能夠獲取更多的利益[1]。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化的具體措施

（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化改良模型

房屋建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，具體可以根據(jù)以下的幾個(gè)步驟：首先，設(shè)計(jì)相應(yīng)的變量選擇，通常情況下，設(shè)計(jì)變量的選擇，在整個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)化改良過程中，會(huì)起到至關(guān)重要的作用。如目標(biāo)控制參數(shù)，具體而言是設(shè)計(jì)成本、損失的估算，以及約束控制參數(shù)，即結(jié)構(gòu)所具有的可靠性;而把一部分對(duì)設(shè)計(jì)要求相對(duì)較小，或者是按照相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要求，從局部進(jìn)行一定程度上的調(diào)整，從而使有關(guān)的參數(shù)能夠達(dá)到預(yù)定的要求，這樣就可以使大幅度的設(shè)計(jì)、計(jì)算的工作量得到相應(yīng)的減少;其次，目標(biāo)函數(shù)的確定[2]。選擇一組參數(shù)，使其能夠滿足預(yù)先所設(shè)定好的基本條件，使成本可以控制在最低的范圍內(nèi)，這部分參數(shù)具體包含的有：橫截面的幾何尺寸、鋼筋的橫截面積、失效的可能性;最后，限制條件的明確，如果要想房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化改良所具有的可靠性得到保證，那么其中一定會(huì)存在非常多的限制條件，如具體大小的限制、壓力的限制、變形程度的限制、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制等，還有就是常規(guī)性的彈性限制到終極限制。在房屋建筑設(shè)計(jì)過程中，需要將優(yōu)化方案與實(shí)際的限制條件進(jìn)行綜合性處理，從而使設(shè)計(jì)優(yōu)化方案可以得到貫徹落實(shí)。

（二）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算的方法

將安全做為基本的前提條件，來對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，所具有的復(fù)雜系數(shù)相對(duì)的較高。主要原因是因?yàn)槠渲邪淖兞?、限制條件相對(duì)較多，通常都是一些非線性優(yōu)化的問題。在具體的計(jì)算過程中，一般會(huì)應(yīng)用到拉格朗日乘子法、復(fù)合算法、Powell 法等優(yōu)化計(jì)算方法，將存在限制的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，轉(zhuǎn)換為沒有限制條件的問題來解決[3]。

（三）程序的合理設(shè)計(jì)

按照安全可靠的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，以及選擇非常具有合理性優(yōu)化計(jì)算方法，然后是編寫程序，從而確保其所具有的功能，具有非常高效率的計(jì)算速度。

（四）結(jié)果的綜合分析

在對(duì)結(jié)果分析的過程中，需要應(yīng)用非常合理設(shè)計(jì)方法。由于房屋建筑項(xiàng)目所應(yīng)用到的資金相對(duì)較大，所以其中會(huì)存在非常多的雜亂問題。因此，在整個(gè)房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，一定要對(duì)問題進(jìn)行全面性、多方位的思考。要正確的對(duì)待經(jīng)濟(jì)利益與技術(shù)方面的問題，絕對(duì)不可以為降低經(jīng)濟(jì)成本，而對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)所發(fā)揮的作用，采取忽視的態(tài)度。所以在房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要做到技術(shù)上、預(yù)定功能上達(dá)到有關(guān)要求，以及經(jīng)濟(jì)適用性的成本節(jié)約方案[4]。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案的具體應(yīng)用

（一）整體優(yōu)化和局部優(yōu)化

房屋建筑工程所有的特點(diǎn)是層次性和復(fù)雜性。從層次角度上而言，它所涉及到的具體內(nèi)容是建筑的設(shè)計(jì)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、安裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)等、而各個(gè)系統(tǒng)通常又會(huì)包含很多的子系統(tǒng)。房屋建筑設(shè)計(jì)者，在設(shè)計(jì)的過程中，需要將其中的子系統(tǒng)逐步的實(shí)施優(yōu)化，從而使各個(gè)子系統(tǒng)之間更加的具有合理性;從復(fù)雜角度上而言，所包含的內(nèi)容有建筑原材料的合理選擇、零部件的選擇、結(jié)構(gòu)類型的選擇等。對(duì)于這類問題，一定要采取整體性的優(yōu)化措施，只有這樣才可以使房屋建筑優(yōu)化的效果達(dá)到最佳[5]。

（二）壽命優(yōu)化、階段性優(yōu)化

房屋建筑工程都具有預(yù)定的使用年限，而在預(yù)定的年限中，在各個(gè)階段可以選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，具體而言，是在每一個(gè)階段都采取相應(yīng)的優(yōu)化措施。房屋建筑設(shè)計(jì)者，在優(yōu)化的過程中，必須根據(jù)不同的階段而采取不同的有效措施，從而使整體的壽命可以得到一定程度上的優(yōu)化，進(jìn)而確保房屋建筑工程的施工質(zhì)量，以及提高公司的經(jīng)濟(jì)利益。

四、結(jié)束語

房屋建筑結(jié)構(gòu)的成本，在整體中所占的比例非常大，而采取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，可以帶來更大的經(jīng)濟(jì)利益。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，必須要在合理、經(jīng)濟(jì)、適用的基本條件下實(shí)行，從而使建設(shè)成本能夠得到降低，最終使公司利益達(dá)到最大化。

參考文獻(xiàn)：

[1]??? 王琴，何嘉，鄭劍.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].四川水泥，2020，（4）：63.

[2]??? 于麗萍.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].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2020，（10）：719.

[3]??? 曾星程.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)用分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2020，（2）：155-156.

[4]??? 郭昊陽.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].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（31）：813.

[5]??? 陳寧慧，朱波.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)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（31）：807.

作者簡介：

戴星星（1988-11-05），男，助理工程師，從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作.