結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張繼衡

【摘要】在房屋建筑施工領(lǐng)域，針對(duì)建筑進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)性優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜且全面的工作，在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中需要不斷改善結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能參數(shù)，以滿足人們對(duì)房屋建筑的苛刻要求，同時(shí)在優(yōu)化中需要企業(yè)不斷創(chuàng)新技術(shù)，做好全面性技術(shù)研究，保持先進(jìn)的創(chuàng)新理念，能夠有效的提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性能要求。在優(yōu)化前需要實(shí)地對(duì)建筑施工環(huán)境進(jìn)行全面性勘察，了解水文地質(zhì)情況，并根據(jù)地地理?xiàng)l件與用戶需求對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)做優(yōu)化調(diào)整，確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程符合科學(xué)性與標(biāo)準(zhǔn)性要求。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化;房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，我國建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)局勢(shì)也越發(fā)嚴(yán)峻，建筑企業(yè)要在競(jìng)爭(zhēng)的浪潮中站穩(wěn)腳跟，就必須加強(qiáng)革新，對(duì)工程施工設(shè)計(jì)與技術(shù)方法進(jìn)行深入分析和完善，尤其是建筑設(shè)計(jì)人員必須注重提高自身的專業(yè)技能，積極運(yùn)用各種現(xiàn)代化技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，充分突顯出房屋建筑的經(jīng)濟(jì)性與安全性，從而增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，使企業(yè)在同行競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用意義

1.1提升房屋建筑工程整體效益

房屋建筑工程整體效益受到多方面因素影響，其中質(zhì)量與造價(jià)屬于兩個(gè)重要因素，通過房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效提升房屋建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與降低房屋建筑造價(jià)，實(shí)現(xiàn)房屋建筑工程整體效益提升。首先，房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)便于施工人員提升房屋建筑工程整體建設(shè)質(zhì)量。相關(guān)施工人員可以按照建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，確保施工全程盡可能地與設(shè)計(jì)圖紙一致，保證建筑工程質(zhì)量。其次，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，施工人員可以精細(xì)化計(jì)算具體建筑工程建設(shè)所需要的施工量等，通過調(diào)整施工量實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑成本管控。相關(guān)施工企業(yè)可以根據(jù)施工要求與工程合同要求，盡可能地減少非必要建筑結(jié)構(gòu)搭建，并針對(duì)每一處建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)位置進(jìn)行優(yōu)化，盡可能地減少各建筑結(jié)構(gòu)具體所需施工量，幫助施工企業(yè)減少施工時(shí)間、施工勞動(dòng)量、施工材料量等，在一定程度上降低工程造價(jià)。

1.2優(yōu)化整體建筑結(jié)構(gòu)

通過房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以提升整體建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，使得建筑結(jié)構(gòu)兼具美麗外表與實(shí)用內(nèi)在。一般房屋建筑主要功能為生活場(chǎng)所，其基本功能包括居住、使用等，同時(shí)房屋建筑作為重要建筑物，還需要具備一定審美性，需要符合大眾審美，而要想確保房屋建筑對(duì)大眾具有足夠吸引力，就需要同時(shí)滿足以上兩點(diǎn)。但在實(shí)際的房屋建筑過程中，常常會(huì)偏重于其中一點(diǎn)，大多數(shù)情況建筑設(shè)計(jì)人員會(huì)放棄外形，選擇確保建筑基本使用功能，在一定程度上降低了建筑綜合效益。針對(duì)此種情況，設(shè)計(jì)人員可以通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式，找到建筑外形與內(nèi)在的平衡點(diǎn)，提升建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，全面滿足用戶需求，促進(jìn)建筑行業(yè)良性發(fā)展。另外，通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。安全是大眾選擇房屋建筑首要考慮要素，設(shè)計(jì)人員通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)，增強(qiáng)建筑穩(wěn)定性與安全性，滿足大眾首要需求。

2、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的策略

2.1建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

要實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效優(yōu)化，首先就必須建立科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化需要從大量變量中選擇出最為重要的參數(shù)，通過這些參數(shù)建立函數(shù)模型，從而計(jì)算出最優(yōu)解。一般來說，模型的構(gòu)建主要可分成兩大環(huán)節(jié)：首先，應(yīng)選擇最為合理的設(shè)計(jì)變量，這是構(gòu)建模型的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，變量的設(shè)計(jì)將對(duì)參數(shù)的選擇產(chǎn)生直接影響，科學(xué)合理地對(duì)變量進(jìn)行計(jì)算可大大降低后期計(jì)算編程的工作量。其次，應(yīng)對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行確定。相關(guān)人員應(yīng)先找出符合函數(shù)條件的最優(yōu)解，然后再確定約束條件，約束條件具體主要涉及到彈塑性、強(qiáng)度和尺寸等方面。在對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，必須確保上述約束條件都處在規(guī)定范圍內(nèi)，盡可能滿足設(shè)計(jì)的相關(guān)需求。

2.2對(duì)計(jì)算方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，各方面的約束條件以及變量參數(shù)都會(huì)直接影響到優(yōu)化過程。因此，在開展相關(guān)計(jì)算工作的時(shí)候，必須將所有的約束條件轉(zhuǎn)化成非約束條件，保證整個(gè)優(yōu)化過程的順利完成。與此同時(shí)，還要綜合考慮變量的因素，采用科學(xué)有效的計(jì)算方式對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以優(yōu)化。

2.3針對(duì)房屋形體的優(yōu)化

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化既要保障建筑體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)建筑體的整體室內(nèi)布局、外觀布局也有著嚴(yán)格的要求。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化講究科學(xué)性要求，在不斷提高建筑的整體穩(wěn)定性的同時(shí)，對(duì)建筑的布局、外觀優(yōu)化也同樣提出了更好的要求，符合當(dāng)下對(duì)建筑的審美要求，并在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中做創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在原有優(yōu)化措施的基礎(chǔ)上，科學(xué)調(diào)整建筑內(nèi)部的形狀和結(jié)構(gòu)，提升設(shè)計(jì)的完整性，并不斷提高客戶的住房需求體驗(yàn)。所以在具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化中，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)建筑體的選址、設(shè)計(jì)方案、結(jié)構(gòu)布局、水文氣象等綜合性因素進(jìn)行分析，同時(shí)還要結(jié)合設(shè)計(jì)的要求與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，初步確定相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并在后續(xù)的數(shù)據(jù)模型優(yōu)化中不斷對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。應(yīng)用外形優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，借助建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和外形結(jié)構(gòu)的特征，進(jìn)行高度整合重新優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中也要注重對(duì)連續(xù)性結(jié)構(gòu)以及桿系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，保障其發(fā)揮相應(yīng)的功能作用，同時(shí)也符合功能美觀性需求，確保建筑的整體外貌完整一體化，滿足設(shè)計(jì)的審美要求。

2.4房屋截面優(yōu)化

設(shè)計(jì)者需要對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性加以綜合考慮，結(jié)合房屋設(shè)計(jì)需要，努力確保截面運(yùn)算的完整性與科學(xué)性，同時(shí)在優(yōu)化調(diào)整中讓截面設(shè)計(jì)都符合設(shè)計(jì)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。筑截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅需要注重對(duì)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性的把控，同時(shí)在操作時(shí)也需要保障界面的穩(wěn)定性，能夠確保建筑體整體建構(gòu)穩(wěn)固，提高建筑體的整體使用壽命。

結(jié)語：

社會(huì)現(xiàn)代化的今天，人們對(duì)于房屋建筑的功能、設(shè)計(jì)要求越來越高，如何有效提高房屋的住房品質(zhì)與安全性要求，就需要從設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量檢測(cè)各個(gè)層面入手，努力對(duì)建筑施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，才能有效提高建筑的品質(zhì)與性能。對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化要注重設(shè)計(jì)要求的規(guī)范性，既要保障其具備良好的力學(xué)性能，同時(shí)對(duì)于其外觀、室內(nèi)布局.建筑風(fēng)格、截面優(yōu)化設(shè)計(jì)同樣提出了很高的要求，從而為客戶提供優(yōu)質(zhì)、滿意的住房，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張凱月.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（16）：37-38.

[2]趙志強(qiáng).房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（14）：42-43.