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

霍亞捷

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化;房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

一、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)用步驟

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外觀設(shè)計(jì)，科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外觀設(shè)計(jì)能夠體現(xiàn)出建筑的優(yōu)質(zhì)性能。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是重要的構(gòu)成部分和影響建筑整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素，房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要將關(guān)注點(diǎn)放在房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，要確保優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)性能，同時(shí)設(shè)計(jì)出外觀規(guī)整的房屋結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在實(shí)施時(shí)是遵循相應(yīng)的步驟的，將其應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)建筑工程特點(diǎn)制定出符合房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體步驟。結(jié)合實(shí)際的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐可知，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟如下。

1.1設(shè)計(jì)函數(shù)模型優(yōu)化

設(shè)計(jì)函數(shù)模型是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，做好對(duì)房屋結(jié)構(gòu)函數(shù)模型設(shè)計(jì)的優(yōu)化能為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作奠定堅(jiān)實(shí)的根基。設(shè)計(jì)函數(shù)模型優(yōu)化的第一步是挖掘出影響房屋結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)，并根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求提煉出相關(guān)變量。影響整體設(shè)計(jì)的主要因素是設(shè)計(jì)函數(shù)模型中的主要變量，將對(duì)整體設(shè)計(jì)影響較小的變量作為預(yù)定參數(shù)。設(shè)計(jì)函數(shù)模型時(shí)要用函數(shù)模型將預(yù)定參數(shù)中建筑切面的尺寸及涉及到其截面積的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行表示。建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中會(huì)受到一些條件的約束，將約束建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)揮的條件成為約束條件，在設(shè)計(jì)模型時(shí)要將約束條件作為重要的參考因素，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)中的尺寸規(guī)劃、整體強(qiáng)度、變形情況等進(jìn)行分析和規(guī)定，并以房屋構(gòu)造要求為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃好約束條件，盡量處理好約束條件和房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)間的關(guān)系。

1.2計(jì)算方案優(yōu)化

對(duì)計(jì)算方案進(jìn)行優(yōu)化能提高計(jì)算參數(shù)的精確率，計(jì)算方案的優(yōu)化的重點(diǎn)在于處理好復(fù)雜的變量，采用信息處理技術(shù)對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在具體的房屋結(jié)構(gòu)計(jì)算方案的優(yōu)化過程中會(huì)遇到限制性的問題，此時(shí)一般采用將限制性問題轉(zhuǎn)化為無限定性的問題，拉氏乘子法、Powell算法等是優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)的計(jì)算方案時(shí)常用的方法。

1.3結(jié)果分析優(yōu)化

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中最重要的一步就是結(jié)果分析，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整個(gè)過程尤其是計(jì)算過程都需要計(jì)算機(jī)的支持，通過計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，結(jié)果分析就是對(duì)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并以分析結(jié)果為依據(jù)制定出房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體方案。在得出房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析結(jié)果和方案之后，要明確房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，要在整個(gè)設(shè)計(jì)過程和施工過程中提高資金和勞動(dòng)力的利用效益，同時(shí)工程負(fù)責(zé)人員要把握住房屋建筑和經(jīng)濟(jì)效益之間的平衡點(diǎn)，處理好二者的矛盾，盡可能的提高高新技術(shù)的應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)方案中的占比，在提高工程質(zhì)量的同時(shí)減少不必要的經(jīng)濟(jì)支出。

二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1建筑結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化使用

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先創(chuàng)新使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。建筑結(jié)構(gòu)模型制定的選擇使用的過程中，一方面，注重不同變量的選擇，從建筑結(jié)構(gòu)本身出發(fā)，立足于項(xiàng)目工程本身，全面分析影響建筑結(jié)構(gòu)的因素，無論是單一性因素還是多樣化因素，都能夠切實(shí)按照預(yù)定參數(shù)表現(xiàn)出來，將其反饋在模型的優(yōu)化建設(shè)中。另一方面，在建筑結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，多種因素共同反應(yīng)，以此減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)量和實(shí)際計(jì)算數(shù)量，幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員工作量降低，在模型優(yōu)化選擇基礎(chǔ)上，提升工作效率。

2.2基本目標(biāo)函數(shù)的確定

在模型優(yōu)化選擇基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定目標(biāo)函數(shù)。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法設(shè)計(jì)應(yīng)用的過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑環(huán)節(jié)有效清理、對(duì)各種建筑材料的規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)量等清楚到位，在明確造價(jià)總體成本基礎(chǔ)上，確定材料應(yīng)用函數(shù)。此外，在明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化約束條件下，需要突出鋼筋的優(yōu)化使用，鋼筋作為結(jié)構(gòu)主要構(gòu)成部分，明確鋼筋結(jié)構(gòu)截面的面積，通過鋼筋的使用有效控制成本。

2.3約束條件的合理化制定

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用中，需要明確結(jié)構(gòu)完整性實(shí)現(xiàn)的重要性，不能隨意的更改結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)基本需求滿足基礎(chǔ)上，設(shè)定特定的約束條件，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的合理化優(yōu)化。但是，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，約束條件的內(nèi)容不可以太過于寬泛，需要精細(xì)化規(guī)定。如，房屋裂縫可控寬度、建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)、尺寸大小以及結(jié)構(gòu)其他層面的約束等都需要細(xì)致化的體現(xiàn)出來。在遵循各種約束條件基礎(chǔ)上，將優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)與最初的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，以此滿足工程結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量需求。此外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員積極借助現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，將約束條件通過計(jì)算機(jī)程序的方式表現(xiàn)出來，通過運(yùn)算核驗(yàn)檢查條件是否符合結(jié)構(gòu)的基本需求，以此在約束條件合理化制定的基礎(chǔ)上，發(fā)揮對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的參考價(jià)值，提升工作效率。

2.4綜合結(jié)果科學(xué)分析

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)最為主要是通過量化的方式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析。房屋結(jié)構(gòu)綜合結(jié)果的科學(xué)化分析，需要通過計(jì)算的方式，將優(yōu)化結(jié)果和最初的設(shè)計(jì)方案試下對(duì)比，在滿足工程基本要求前提下，最優(yōu)化選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要從房屋整體出發(fā)，在自然地理環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件全面分析基礎(chǔ)上，對(duì)深刻影響房屋結(jié)構(gòu)的因素和問題進(jìn)行專門的立項(xiàng)研究，以此多角度的、專業(yè)化的分析，得出精確化的結(jié)果，嚴(yán)禁避免結(jié)構(gòu)優(yōu)化中出現(xiàn)模棱兩可的問題。在整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，這一階段的分析是非常重要的，也是房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化同時(shí)滿足美觀性、實(shí)用性、牢固性的需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)成本的控制。

三、結(jié)束語

總而言之，在現(xiàn)階段的房屋建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的建設(shè)是影響建筑整體質(zhì)量的重中之重，因此為從根本上提升房屋結(jié)構(gòu)的安全性的與穩(wěn)定性，當(dāng)前建筑企業(yè)就要在確保建筑結(jié)構(gòu)符合一定使用性功能后，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式的應(yīng)用，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，從根本上保障房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的全面性與科學(xué)性，并為提升當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量水平，推進(jìn)就特色社會(huì)主義構(gòu)建的發(fā)展進(jìn)程發(fā)揮出積極作用。

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