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

崔晶巍

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，建筑行業(yè)迎來新發(fā)展的同時也面臨著強大的挑戰(zhàn)。建筑行業(yè)是我國城市化建設(shè)的重要推動力，有利于促進國民經(jīng)濟建設(shè)，加強國際競爭力。建筑行業(yè)也與此同時逐步發(fā)展，技術(shù)水平和機械設(shè)備也取得較大突破。本文淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如何優(yōu)化應(yīng)用技術(shù)，希望有助于相關(guān)技術(shù)人員參考和借鑒，建造出更加安全、穩(wěn)定和精美的房屋建筑，促進建筑行業(yè)發(fā)展進步。

關(guān)鍵詞：建筑行業(yè)；房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)

隨著生活水平的提高，人們對于物質(zhì)生活條件有了更高的要求，對于房屋的質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格。在房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要兼顧經(jīng)濟性與實用性，既要保證建筑物的安全性、合理性，又要考慮建筑物的實用性、美觀度。因此不斷對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行研究、優(yōu)化和創(chuàng)新，希望有助于建筑行業(yè)發(fā)展。本文淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中技術(shù)優(yōu)化的意義和具體方法，簡要介紹優(yōu)化技術(shù)的實際應(yīng)用。

1 關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的意義

在建筑房屋施工建設(shè)過程中，合理優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，有助于減少工程成本，節(jié)約工程造價，因此至關(guān)重要。建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的房屋，在工程造價上比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的房屋的工程造價要低6%-35%，可以有效減少工程造價。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是采用科學(xué)合理的方法選擇和使用建筑材料，各個工程項目相互協(xié)作，合理分配，通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，可有有效實現(xiàn)建筑工程安全穩(wěn)定與經(jīng)濟發(fā)展的雙重目標(biāo)。通過降低樓層數(shù)、節(jié)約建筑材料、合理減少建筑用地，增加受力性能，有效增加建筑物的使用壽命和安全指數(shù)，為建筑企業(yè)提高經(jīng)濟效益。有關(guān)于房屋容積率的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以通過合理增加樓層數(shù)，減少每棟樓之間的距離，提高經(jīng)濟熊阿姨。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，必須科學(xué)合理利用優(yōu)化技術(shù)，在保證建筑物安全、美觀的同時，節(jié)約建筑物的工程造價，減少建筑成本，全方面促進建筑企業(yè)發(fā)展。

2 關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的具體方法

選擇設(shè)計變量：將對設(shè)計起到主要影響的因素作為設(shè)計變量，諸如結(jié)構(gòu)造價、損失期望等目標(biāo)控制參數(shù)、結(jié)構(gòu)可靠度等約束控制參數(shù)，對于設(shè)計影響不大，只需要進行局部考慮的因素設(shè)為預(yù)定參數(shù)，有利于減少設(shè)計、計算等工作量，確定目標(biāo)函數(shù)，實現(xiàn)總費用最小的目標(biāo)。確定約束條件：約束條件有尺寸、結(jié)構(gòu)強度、應(yīng)力、裂縫寬度等，在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，要確保各個約束條件都符合相關(guān)規(guī)范要求，以實現(xiàn)最佳設(shè)計目標(biāo)。設(shè)計優(yōu)化計算方案：對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，是非常復(fù)雜的，涉及到很多多變量，在進行計算時，將有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)為無約束優(yōu)化問題后，進行求解，利用復(fù)合形法、powell法等進行優(yōu)化設(shè)計計算。設(shè)計程序：根據(jù)可靠度優(yōu)化設(shè)計模型及優(yōu)化計算法，編制出運算快、功能全的綜合程序。分析結(jié)果，確定最佳方案。執(zhí)行以上所述步驟，綜合考慮各個方面，不能為了降低投資而忽視設(shè)計優(yōu)化的作用，正確處理經(jīng)濟和技術(shù)的對立統(tǒng)一關(guān)系，設(shè)計過程中，不能過分強調(diào)節(jié)約，忽視技術(shù)問題，也不能過分強調(diào)技術(shù)，輕視經(jīng)濟性的要求。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是一項比較復(fù)雜的綜合性決策問題，往往存在對立面，滿足經(jīng)濟、適用、安全、美觀及便于施工等原則，這五個原則之間也互相矛盾，所以需要進行研究、探索，實現(xiàn)用最少的投資，獲得最大的效益目標(biāo)，滿足設(shè)計要求。

3 關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 關(guān)于建筑物整體與局部的分配

房屋建筑物基本都有層次性、復(fù)雜性等顯著特點。一般情況下，層次性指建筑物的設(shè)計、結(jié)構(gòu)和安裝操作，每一個環(huán)節(jié)其中都包含著很多小的工程施工，因此要將每一個小的工程項目進行合理優(yōu)化，避免疊加工程，產(chǎn)生沖突。復(fù)雜性是指建筑材料、零件、設(shè)備的選用、采購和結(jié)構(gòu)類型的選擇上，因為種類較多具有較高的復(fù)雜性。因此需要施工單位和相關(guān)工作人員合理分配整體與局部的施工細(xì)則，切實做好建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。

3.2 關(guān)于前期規(guī)劃安排

建筑設(shè)計人員需要全面了解工程項目的整體，才能做出合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，因此要自身參與到建筑工程的前期規(guī)劃安排中，有針對、有計劃的對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和選擇，設(shè)計出科學(xué)合理的建筑施工方案。建筑工程采用的設(shè)計結(jié)構(gòu)方案不同，建筑物的整體質(zhì)量和效果就不盡相同，因此要注重細(xì)節(jié)優(yōu)化同整體的設(shè)計進行有機的、科學(xué)的融合。針對缺少準(zhǔn)確數(shù)值的細(xì)節(jié)部位進行針對性的處理，使用概念設(shè)計法，有效把握結(jié)構(gòu)設(shè)計的細(xì)節(jié)和局部，提高建筑物的整體質(zhì)量。同時，通過分段化的優(yōu)化處理，在有限使用期內(nèi)，設(shè)計多個操作方案，以備不時之需額，確保工程項目正常運行，保證建筑工程質(zhì)量。

3.3 對樁基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化

樁基礎(chǔ)：對于房屋建筑而言，樁基礎(chǔ)有兩種類型，其中，灌注樁在施工中的質(zhì)量不好控制，操作比較復(fù)雜，若沉降符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則進行預(yù)制樁施工。為了避免土壤對樁身的摩擦，應(yīng)選取長度較大的預(yù)制樁。

上部結(jié)構(gòu)：對該工程上部結(jié)構(gòu)建立了模型，并進行相應(yīng)的優(yōu)化，將剪力墻進行合理的布置，確保質(zhì)量均勻，將樓層剛度中心點重合于同樓層的結(jié)構(gòu)重心，減少外部荷載作用對建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響。剪力墻中的暗柱施工應(yīng)采用鋼筋建材，這時可采用大開間的剪力墻構(gòu)造，減少鋼筋的使用數(shù)量。

3.4 協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計

為了實現(xiàn)造型美觀、結(jié)構(gòu)合理的目標(biāo)，在設(shè)計時，結(jié)構(gòu)要和整體平面緊密配合。布設(shè)柱和墻的過程中，應(yīng)遵循房建平面功能，盡量保持一致，每個房間的開間和進深要保持統(tǒng)一，墻和柱不允許出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，每層的截面和高度要保持一致，不允許出現(xiàn)較大誤差；設(shè)計樓梯時，應(yīng)力應(yīng)集中在轉(zhuǎn)角區(qū)域，承重構(gòu)件必須是高強度建材，選擇材質(zhì)較輕的建筑構(gòu)件，降低自重，整體設(shè)計要保證剛心、重心等交疊，防止扭轉(zhuǎn)出現(xiàn)。電梯房存在很多孔洞，需進行預(yù)埋的構(gòu)件較多，因此，要對電梯房的強度進行單獨的計算，確保設(shè)計合理和施工安全。確保房屋建筑的經(jīng)濟、合理、安全，使其成為實質(zhì)意義上的經(jīng)濟適用房。

結(jié)束語

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計對于建筑物的質(zhì)量和工程的順利實施有著重要作用。因此隨著物質(zhì)生活水平提高，人們在建筑房屋質(zhì)量上精益求精。為滿足人們?nèi)找娓邼q的需求，因此必須將優(yōu)化技術(shù)考慮到房屋建筑結(jié)構(gòu)中。本文簡要闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中技術(shù)優(yōu)化的意義和具體方法，淺談優(yōu)化技術(shù)的實際應(yīng)用，希望有助于節(jié)約建筑工程成本，節(jié)約工程造價，提高建筑項目施工質(zhì)量和效率，通過優(yōu)化技術(shù)，建造安全、穩(wěn)定、美觀的房屋建筑。

參考文獻

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