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

湯冬泉 安徽匯華工程科技股份有限公司

當前社會，建筑施工需要考慮眾多條件因素，為了改善居民居住環(huán)境，房屋建造需要有更高層次的追求，在進行設(shè)計時，既要考慮房屋建筑的功能性，又要兼顧建筑的施工成本，以有效控制成本作為前提條件，對房屋結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化升級，最大限度提升施工質(zhì)量，因此，掌握建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)顯得尤為重要。

一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容

在進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，如果想要合理運用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，首先必須要了解相關(guān)內(nèi)容，對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的大體內(nèi)容有初步的了解，只有在此基礎(chǔ)上才能將建筑結(jié)構(gòu)的合理性發(fā)揮到最大，減少設(shè)計過失，將不必要的損失降到最低?；诖?，在保證建筑功能滿足使用要求的前提下，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計需要考慮多方面內(nèi)容，例如：細部構(gòu)造以及房屋主體結(jié)構(gòu)等，對子結(jié)構(gòu)完成單獨的優(yōu)化和相關(guān)的設(shè)計改造，以此來實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的最佳效果，充分滿足使用者的切身需求。想要確保結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的理想效果，需要具備一定的全局觀念，對優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容全方位掌握，在滿足結(jié)構(gòu)運用條件的基礎(chǔ)上，將一系列安全隱患徹底消除[1]。設(shè)計的重點內(nèi)容包含較多，例如：建筑構(gòu)造類型的科學合理選擇，建筑構(gòu)造承受力問題以及構(gòu)件分布的方法等。一般情況下，設(shè)計的核心主要集中在兩個問題上，一個是優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)整體；另一個是優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)局部。在實際工作中，可以將第二部分關(guān)于局部的設(shè)計進行細化，可以詳細劃分為上部屋蓋的優(yōu)化、圍欄構(gòu)造優(yōu)化以及基礎(chǔ)優(yōu)化等內(nèi)容。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵策略

（一）構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)模型

想要實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，必須要通過構(gòu)建模型的方式來實現(xiàn)，這樣可以讓結(jié)構(gòu)問題更加一目了然，方便進一步優(yōu)化和升級，提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。在進行模型設(shè)計時，要運用函數(shù)等相關(guān)知識確定模型的相關(guān)參數(shù)，通過對參數(shù)的理性分析確保各項條件可以滿足實際應(yīng)用要求。各類參數(shù)包括：尺寸、強度以及構(gòu)件的彈塑性等。通過改變這些約束條件，能夠達到建筑模型與施工實際需求的統(tǒng)一性與一致性。除此之外，在構(gòu)建模型時，還要將各種施工因素考慮其中，通過計算確保模型與真實情況能夠相符，利用先進技術(shù)將房屋結(jié)構(gòu)的承載力提升到理想的高度。

（二）結(jié)合建筑模型對結(jié)果進行分析

在完成模型搭建之后，還需要對方案結(jié)果進行有效分析，確保結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的可靠性與科學性。借助結(jié)構(gòu)非線性的特征，對方案的可行性進行分析，完成多種約束條件的合理轉(zhuǎn)換。借助較為先進的計算技術(shù)，可以讓結(jié)構(gòu)的可靠性與穩(wěn)定性得到充足保障，最大限度保證房屋結(jié)構(gòu)和計算方式相匹配。提高設(shè)計的精確度。針對房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化，需要依靠計算機編程來完成，通過計算機的應(yīng)用可以提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際效果，確保達到理想化狀態(tài)，更加貼合建筑的功能需求，并有效控制成本。通過程序化與科學化的計算，還可以為后續(xù)設(shè)計提供參考依據(jù)，設(shè)計人員可以參考編制結(jié)果對建筑結(jié)構(gòu)進行合理調(diào)整。與此同時，還可以起到及時糾錯的作用，方案中的錯誤可以第一時間被發(fā)現(xiàn)，并針對性地改進，實現(xiàn)方案的最優(yōu)化，完成對施工結(jié)果的優(yōu)化，將結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與設(shè)計的合理性顯著提升[2]。最后，結(jié)構(gòu)優(yōu)化中想要實現(xiàn)對經(jīng)濟可行性的掌控和分析，也少不了技術(shù)的支持，通過計算機的運用可以提升結(jié)構(gòu)優(yōu)化的匹配度與一體性。

（三）整體性與局部性的優(yōu)化

在前文已經(jīng)介紹過，對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化時，主要包括兩方面的內(nèi)容，一部分是整體性的優(yōu)化；另一部分是局部性的優(yōu)化。通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計牽扯到的因素較為復雜，需要掌握相關(guān)的注意事項，一是要充分考慮各部分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，對子系統(tǒng)進行合理規(guī)劃。在設(shè)計環(huán)節(jié)，需要先考慮各系統(tǒng)之間的優(yōu)化關(guān)聯(lián)關(guān)系。除此之外，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，還要對施工材料有所要求，加強對配件的優(yōu)化，確保配件的使用性能，以此來提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，確保整體結(jié)構(gòu)可以得到最大限度的優(yōu)化。在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，科學的計算是非常重要的設(shè)計環(huán)節(jié)，要結(jié)合房屋的功能性需求和經(jīng)濟性分析對參數(shù)變量進行優(yōu)化和提取，將其作為基礎(chǔ)模型構(gòu)建，實現(xiàn)設(shè)計方案的最優(yōu)化。值得強調(diào)的是，在模型構(gòu)建時，參數(shù)變量計算的合理性有利于實現(xiàn)程序工作量的降低。在確保函數(shù)滿足相關(guān)條件的同時，確定明確的目標函數(shù)。各項計算中為了達到理想的設(shè)計水平，需要對強度、應(yīng)力等約束性條件進行優(yōu)化，確保將其控制在合理范圍。

（四）上部主題優(yōu)化

在對建筑結(jié)構(gòu)進行上部主題優(yōu)化時，需要先完成對應(yīng)模型的建立，找到上部主題結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不足，在此基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，這里的重點內(nèi)容是對剪力墻設(shè)計進行相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化。在優(yōu)化階段，首先需要對剪力墻的構(gòu)建有總體的了解，包括數(shù)量以及結(jié)構(gòu)，確保剪力墻數(shù)量的合理性。剪力墻在保證自身質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還要為整體承重提供重要支撐，因此，對剪力墻結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化是建筑整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要內(nèi)容，其重要性不言而喻。通過優(yōu)化和升級剪力墻結(jié)構(gòu)，可以將房屋的整體抗震性顯著提升，增強房屋抵御災(zāi)害的能力，為居住者的生命安全提供保證，剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重點內(nèi)容。最后，在抗剪能力得到明顯提升之后，還要以保證工程質(zhì)量作為前提，盡可能將剪力墻的數(shù)量減少。

三、結(jié)語

綜上所述，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以起到提升建筑設(shè)計水平和施工質(zhì)量的作用，是建筑總體質(zhì)量提升的基本保障，其重要性非常明顯。隨著建筑市場競爭的加劇，施工企業(yè)通過房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化還可以實現(xiàn)成本的高效控制，提升施工成本的管控能力，將施工投入合理控制，在不影響建筑質(zhì)量的同時，實現(xiàn)利益的最優(yōu)化。房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化還可以讓房屋結(jié)構(gòu)布局變得貼合實際，延長總體使用壽命，保障建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。