房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)探究

黎文豪

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平也得到了一定的發(fā)展，居民對于購房過程中逐漸考慮多方面因素，無論是安全性還是經(jīng)濟性和外觀設(shè)計，都成為了主導(dǎo)消費者選擇的因素。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要對施工過程是否合理進行考慮，還要實現(xiàn)對設(shè)計方案的不斷優(yōu)化，從經(jīng)濟性以及安全性和外觀設(shè)計等方面提高建筑的基本價值?；诖耍疚木头课萁ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)進行詳細剖析，以期為有關(guān)方面的研究提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

引言

目前，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑投資增加，同時為了滿足人民的生活條件和居住環(huán)境的要求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本要求應(yīng)具有一定的功能、安全性和耐久性。同時，還需要一定數(shù)量的特征，如經(jīng)濟、美觀、易施工等若干方面。這篇文章是關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是滿足上述基本要求采取更多和更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計、建設(shè)項目不僅可以滿足外形美觀的現(xiàn)實意義，結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟安全等方面，為群眾提供一個良好的生活環(huán)境。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的重要性

在傳統(tǒng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理念中，建筑安全占據(jù)了絕對核心的位置。但是隨著時代的不同，人們對住房環(huán)境也有了不同的要求。但是無論時間如何變化，安全問題仍是建筑領(lǐng)域中關(guān)注的核心問題。只是隨著時代的變化，處于核心地位的因素應(yīng)當被擴充，同時如何將造價降到最低也應(yīng)當是建筑工程中重點考慮的問題。在以往實踐的過程中，由于設(shè)計上的紕漏導(dǎo)致造價不準確的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。鑒于此，必須要加強對設(shè)計階段工程造價的重視。另外，如果在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中沒有進行優(yōu)化，也會對建筑整體的觀賞性產(chǎn)生一定的影響，進而難以滿足人們的審美需求。因此，對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計是十分必要的。這樣不僅可以滿足人們對房屋美觀性和功能性方面的要求，同時還可以提升房屋的經(jīng)濟價值，降低房屋建設(shè)的成本，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

（一）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)

設(shè)計模型是整個房屋建筑構(gòu)建的基礎(chǔ)，房屋建筑的質(zhì)量和合理化程度都會受到設(shè)計模型的影響，所以設(shè)計人員首先需要優(yōu)化設(shè)計模型，基于施工場地和實際居住要求來對房屋建筑進行更為合理的設(shè)計，尤其是應(yīng)用現(xiàn)代高強度的材料和現(xiàn)代施工技術(shù)，為居住者提供更加舒適和科學的空間。第一，選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計變量，設(shè)計人員在對房屋變量進行選擇時需要基于房屋結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)來選擇設(shè)計變量。第二，目標函數(shù)的制定也需要基于實地測繪和考察，將重點的測繪工作得出的數(shù)值輸入到系統(tǒng)之后確定函數(shù)值，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的準確性和有效性。第三，確定約束條件，想要實現(xiàn)整個房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性、優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計人員必須要對房屋結(jié)構(gòu)的條件因素進行準確的測繪和選擇施工材料。如建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會受到建筑材料硬度、承重梁強度等多個因素約束。

（二）選擇合理的優(yōu)化計算方案

在進行方案設(shè)計的過程中，設(shè)計者要充分考慮當前的施工過程中的內(nèi)部和外部環(huán)境，確保各種因素能夠在可行的范圍之內(nèi)。借助對約束條件以及非線性優(yōu)化問題等的具體研究和分析，最計算方案之中選取最適合當前施工狀況的方案，從而確保方案設(shè)計更具有合理性。而在對設(shè)計方案進行優(yōu)化的方法選擇中，拉氏乘子法、復(fù)合形法使用相對較為頻繁。

（三）建筑概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)

在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，不同的設(shè)計工作人員在設(shè)計方式和設(shè)計理念上都存在較大的差異性。因此，在進行房屋建設(shè)和設(shè)計過程中，必須要對工程設(shè)計理念來進行有效的轉(zhuǎn)變，在設(shè)計過程當中必須要從多層次多角度的方向來加以開展，對建筑工程的施工材料選擇、建筑設(shè)計標準以及其他建筑參數(shù)等進行有效的分析和考慮。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計工作主要是為了保證建筑整體的設(shè)計符合用戶的使用需求，可以為人們帶來更高質(zhì)量的生活環(huán)境，因此在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計工作中，需要通過更加先進的計算機技術(shù)來加以開展，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中的綜合性能進行合理的優(yōu)化。

（四）節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化

節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化需要以綠色建筑理念為基礎(chǔ)，并主動運用設(shè)計學中的方法。主要內(nèi)容：一是為了使房屋具有優(yōu)良的采光性，要結(jié)合項目所處的地理部位、氣候條件和當?shù)爻鞘幸?guī)劃的現(xiàn)實狀況和要求，實施針對性的選擇建筑的朝向。這樣房屋不但能夠確?？梢越邮艿礁鼮楹侠淼年柟庹丈洌矠槭覂?nèi)通風奠定了更為堅實的硬件基礎(chǔ);二是對于建筑的美觀，盡量不要和寒風呈90°。這種做法不僅能夠最大程度的降低熱量損耗，并且可得到高效節(jié)能的優(yōu)良效果;三是對于房屋建筑維護，其屋頂、門和窗戶等設(shè)計是關(guān)鍵表現(xiàn)，在面對陽光一側(cè)，窗戶面積要盡可能擴大，也要盡可能的加多數(shù)量，這樣來讓房屋能夠充分的收集到陽光;在背光一側(cè)，窗戶要盡量減少數(shù)量，目的是熱量避免過度的散失。對于建筑頂棚的設(shè)計，可循環(huán)的水管能夠加裝，便于得到冬暖夏涼的應(yīng)用效果。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)應(yīng)注意的事項

（一）前期方案應(yīng)當包含優(yōu)化設(shè)計

眾所周知，房屋建筑結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計方案對于建筑項目的設(shè)計成本有著十分重要的影響，但是，就我國目前的情況來看，在前期方案中很少涉及到優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，這就使得相關(guān)的設(shè)計人員在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計時常忽視建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，忽略了設(shè)計的合理性和可行性。這樣一來既給建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計增加了難度，又增加了整個工程的建筑成本。因此，在建筑工程的前期方案中就應(yīng)當植人優(yōu)化設(shè)計，這樣才能更好的節(jié)約成本，同時又可以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，提高整個建筑的實用性和美觀性，增加其性價比。

（二）除注重整體設(shè)計外，還應(yīng)加強結(jié)構(gòu)基本部件的精細設(shè)計

例如，鑄造填料板的設(shè)計盡可能地分成矩形板，從而可以合理地平衡鑄造填料板的設(shè)計，并且可以避免角裂縫的發(fā)生。優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，必須有效地將計算機設(shè)計與人工設(shè)計相結(jié)合，而不是盲目依賴計算機設(shè)計軟件，要充分發(fā)揮概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在建筑中的作用。在優(yōu)化各種建筑材料的選擇方面，各種材料的缺點和優(yōu)點也應(yīng)得到充分的考慮和選擇。在結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)中，設(shè)計和優(yōu)化使用的人員應(yīng)基于工程設(shè)計標準，而不是盲目依賴計算機分析，但這主要是因為計算機可以對各種數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的計算設(shè)計，并根據(jù)實際需要設(shè)計建筑物，但不能完全滿足工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的具體要求。

（三）過程優(yōu)化

結(jié)構(gòu)優(yōu)化是整個工作中的重點，因為受前期方案的要求或者時間等方面的限制，許多的優(yōu)化工作在實際中難以落實。要真正地解決這類問題，就需要在項目設(shè)計的前期就確定好成本控制，以此要求建筑公司需要采取優(yōu)化的設(shè)計管理方式。整個過程是需要管理公司從初期就參與其中，并且始終貫穿全程，都做到時常檢查并督促工作的全面落實。

（四）提高施工人員的專業(yè)化

在建筑項目的施工中需要對于施工人員進行有意識地培養(yǎng)，提高施工人員的專業(yè)技能與綜合素質(zhì)，并且進行定期的考核，以確保能夠在施工中真正做到質(zhì)量有保證。

結(jié)束語

近些年來，我國經(jīng)濟、社會與科技取得不斷提高，而廣大民眾的生活亦隨之不斷提升，民眾對于房屋建筑亦具有更高的要求，要求建筑本體的環(huán)保性、經(jīng)濟性、安全性以及功能性較強。而建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計可將上述目標較好的實現(xiàn)，因此現(xiàn)在及未來房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員應(yīng)遵循優(yōu)化設(shè)計原則，優(yōu)化升級房屋建筑結(jié)構(gòu)，進而將更適宜的一個物質(zhì)生存以及發(fā)展環(huán)境提供給民眾。

參考文獻

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[2]張虎.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探究[J].四川水泥，2021（8）：2.