房屋結(jié)構(gòu)設計中建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法的應用

劉成龍

莒南縣廣宇設計咨詢服務中心 山東臨沂 276600

房屋建筑是人們生產(chǎn)和生活的重要場所，其結(jié)構(gòu)設計工作受到普遍關(guān)注。因而，若對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設計優(yōu)化并加以應用，可有效提升其設計質(zhì)量，進一步滿足人們的生活和生產(chǎn)需求，這同時也是當前所有的房屋建筑結(jié)構(gòu)設計單位需要重點考慮的問題。本文根據(jù)房屋建筑工程的特點，從其與經(jīng)濟效益之間的關(guān)系出發(fā)，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)設計實踐，探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化相關(guān)方法，同時基于某一實際工程案例，淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的實際應用，以驗證結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的實踐效果，體現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法及其應用的實際價值[1]。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計內(nèi)容

對我國房屋建筑結(jié)構(gòu)進行全面分析，可以得知其建筑優(yōu)化的內(nèi)容可以先遵循“設計規(guī)范”以及相關(guān)的“使用要求”為前提，考慮到房屋建筑在設計過程當中遇到的實際情況以及實際因素，在實現(xiàn)經(jīng)濟整體合理性為緣由過程當中，實現(xiàn)一定層次的建設。此建設過程通稱為“優(yōu)化設計”。優(yōu)化設計對于建筑結(jié)構(gòu)自有的構(gòu)建、布局等實現(xiàn)了有效排列，減輕結(jié)構(gòu)的受力情況，優(yōu)化設計結(jié)構(gòu)。首先，優(yōu)化設計可以以“結(jié)構(gòu)”為主體，對相關(guān)樓層的圍護欄結(jié)構(gòu)實現(xiàn)細化。此外，可以基于房屋的基礎(chǔ)部分進行優(yōu)化，完成屋蓋結(jié)構(gòu)等提升。

2 對建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的意義研究

2.1 房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的作用

在現(xiàn)代化的建筑工程領(lǐng)域，越發(fā)注重對建筑質(zhì)量的要求，這樣既能保障在房屋建筑施工時的安全性，同時也可以順利推進建筑施工，保障建筑體的質(zhì)量要求。因此在建筑行業(yè)將重心放在了對建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化中，通過針對房屋結(jié)構(gòu)的社會優(yōu)化，能夠很好的提高建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，大大增強房屋的質(zhì)量與安全性。最為關(guān)鍵的時，針對建筑結(jié)構(gòu)的設計優(yōu)化能夠在保障建筑體結(jié)構(gòu)性能的同時最大程度節(jié)約建筑的施工成本。如針對建筑結(jié)構(gòu)進行合理、科學化調(diào)整，能夠有效節(jié)約施工的材料、降低人力資源的投入，對于后期質(zhì)量的監(jiān)管也更容易等。房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化前后對比明顯，基于更加科學完善的優(yōu)化技術(shù)，使得建筑材料的使用率被大大提高，同時降低了房屋的整體重量，使得材料需求降低，同時建筑力學性能得到有效提高，更加科學、合理化的建筑室內(nèi)布局，能夠給人們提供更加美觀、多功能化的住房舒適體驗，因此房屋結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化既符合建筑的使用價值，也符合建筑的經(jīng)濟性價值與美觀性價值，并提升建筑的整體質(zhì)量要求[2]。

2.2 房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化原則

整個房屋建筑設計優(yōu)化是一項技術(shù)含量很高的工作內(nèi)容，其相關(guān)設計人員既要充分對房屋建筑周邊的地理、水文參數(shù)有一個詳細了解，同時需要專業(yè)化、系統(tǒng)化的建筑結(jié)構(gòu)設計知識，在眾多設計優(yōu)化方案中選擇最佳、符合各項要求的方案，其中對房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化將涉及到如對建筑整體框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、房屋屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)的設計優(yōu)化、圍護結(jié)構(gòu)以及屋內(nèi)細節(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等，同時在設計優(yōu)化環(huán)節(jié)還要考慮房屋建筑的整體功能布局要求，對房屋受力性、穩(wěn)定性做全面性優(yōu)化，在保障質(zhì)量的同時，還需要在豎直方向?qū)Ψ课莩兄亟Y(jié)構(gòu)進行設計，避免轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的使用。后續(xù)還要增加房屋環(huán)節(jié)布局的優(yōu)化方案，通過合理對環(huán)境生態(tài)的保護與布局，使得整個建筑更具有美觀性，能夠在舒適性、安全性、穩(wěn)定性等方面符合居住人的條件與要求。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法

3.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)應用

目前，在我國房屋優(yōu)化設計當中，其整體項目自身擁有巨大的影響。因此，必須進行高度重視，保證房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以參與到前期方案當中。目前，我國房屋的建筑方案未能考量到綜合優(yōu)化技術(shù)，必須根據(jù)房屋的自有結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)全面優(yōu)化，保證優(yōu)化技術(shù)有效貫穿。在前期方案優(yōu)化當中，出于總成本的預估，可以給整體的設計帶來一定的啟發(fā)價值，保證相關(guān)的優(yōu)化技術(shù)，可以解決結(jié)構(gòu)性問題，節(jié)約相關(guān)成本。

3.2 科學構(gòu)建房屋建筑設計的模型

在具體的房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化中，需要精準科學化的對房主建筑結(jié)構(gòu)進行模型建構(gòu)。首先，就是需要科學選擇變量。變量就是在房屋建筑設計中可以用來進一步優(yōu)化的參數(shù)值，通常而言在設計優(yōu)化前需要整體性分析建筑結(jié)構(gòu)的各項性能，認真了解需要優(yōu)化的內(nèi)容點以及關(guān)鍵點，從而對整體的設計方案能有全面的掌握認識，同時也要考慮建筑建設中其他因素的影響。從具體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化環(huán)節(jié)來看，特別是相關(guān)工程涉及到的細節(jié)參數(shù)，需要作為優(yōu)化的理論依據(jù)，在選擇最佳方案時在其中做合理的取舍，參考房屋工程建設的參數(shù)，明確數(shù)據(jù)目標，最大限度降低對建筑的直接性影響，同時降低設計優(yōu)化所帶來的偏差；然后是科學化選擇優(yōu)化函數(shù)，在以實用性跟穩(wěn)定性的前提下，既要做好成本控制，同時對房屋整體結(jié)構(gòu)、尺寸、用料等進行合理選擇，保障穩(wěn)定，再結(jié)合具體施工的條件，最終合理施工[3]。

3.3 結(jié)合相關(guān)參數(shù)進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作具體過程可通過建立結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化模型、計算方案選擇、程序創(chuàng)新及結(jié)果分析幾個方面進行具體實施。具體而言，在結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化時，可建立相關(guān)函數(shù)模型，以提高結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的有效性。對于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計，可通過函數(shù)模型中分析其截面尺寸等參數(shù)，從而實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)施工成本的控制。此外，對于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，設計人員可從房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)的牢固性等多方面加以考慮，從而實現(xiàn)設計優(yōu)化。

4 結(jié)語

綜上所述，在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計當中，對于房屋建筑設計人員而言，進行優(yōu)化設計不僅可以保證其自有建設的有效性，更是可以對我國居民的生命安全產(chǎn)生重要的保證作用。在我國后續(xù)的發(fā)展過程當中，為了保證房屋建筑的實用性，就必須將優(yōu)化技術(shù)進行全面融合。因此，對于優(yōu)化技術(shù)自身的開展工作而言，其具有非常優(yōu)良的應用前景，可以實現(xiàn)有效增長。