房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術應用探討

李建超（湖南省長沙市望城區(qū)規(guī)劃建筑勘測設計院，湖南 望城 410200）

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房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術應用探討

李建超（湖南省長沙市望城區(qū)規(guī)劃建筑勘測設計院，湖南 望城 410200）

近年來，隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們生活水平與質量穩(wěn)步提升，人們對房屋結構的要求也越來越高。在進行房屋建筑結構設計時，通過應用優(yōu)化技術，能夠有效滿足人們對房屋建筑的基本需求，并且還能提高房屋建筑功能的完善程度。基于此，本文首先分析了結構設計優(yōu)化技術的作用與應用注意事項，其次對優(yōu)化技術在房屋建筑結構設計中的應用進行了一定的研究，最后對某工程實例進行了詳細的闡述，以供參考。

房屋建筑；結構設計；優(yōu)化技術；應用

1　引言

近年來，隨著我國社會主義經(jīng)濟改革的不斷深入，建筑行業(yè)市場競爭日益加劇，此背景下，要想獲得更好的發(fā)展，建筑企業(yè)必須適當改進自身施工設計、施工工藝等，從而建造出美觀的、功能齊全的現(xiàn)代化建筑。其中，建筑結構設計在建筑工程中具有十分重要的作用，設計人員應當高度關注其優(yōu)化設計，從而實現(xiàn)嚴格控制施工整體結構的目的，確保建筑項目整體施工質量，減少施工成本，提升建筑企業(yè)經(jīng)濟效益與社會效益。

2　結構設計優(yōu)化技術的作用與應用注意事項

2.1房屋結構設計優(yōu)化技術的作用

2.1.1提升建筑的安全性

在優(yōu)化房屋建筑結構設計時，需要在嚴格遵循建筑結構整體性與安全性原則下進行。此外，為了有效提升建筑結構設計質量，必須要對原先的設計方案進行一定的優(yōu)化，并及時的修整方案中的不足與缺陷之處，從而有效規(guī)避結構受力不合理問題的出現(xiàn)。根據(jù)我國部分項目結果顯示，在對房屋結構進行合理的優(yōu)化之后，房屋項目總體施工成本要明顯低于原先方案，并且還有效確保了建筑項目工程的整體性能。

2.1.2減少工程造價

在房屋建筑結構設計過程中，不僅需要確保建筑整體質量，還需要重視建筑結構施工成本，從而獲得最優(yōu)化建筑質量成本，確保施工企業(yè)經(jīng)濟效益。現(xiàn)階段，依據(jù)我國一些相關數(shù)據(jù)顯示，應用結構設計優(yōu)化技術之后的建筑設計方案成本可降低10～30%。此外，在對建筑結構進行優(yōu)化設計之后，不僅提高了其結構的經(jīng)濟性，還使得建筑原材料性能得到了充分的發(fā)揮，從而有效降低了建筑的施工成本。

2.2應用注意事項分析

2.2.1重視對工程項目的前期參與

設計階段是房屋建筑項目的核心部分，其設計質量直接影響房屋建筑性能、施工質量、施工成本等。因此，在應用優(yōu)化技術過程中，首先要重視工程項目的前期參與，并且還要將其合理融入房屋建筑結構設計環(huán)節(jié)，之后還需依據(jù)設計結果，提出相應的技術優(yōu)化建議，確保在項目初期階段，整個房屋結構就能夠較好的體現(xiàn)出結構優(yōu)化設計理念。

2.2.2重視對內(nèi)部結構的優(yōu)化設計

在房屋建筑結構內(nèi)部設計過程中，設計人員需要高度重視房屋建筑整體結構的優(yōu)化與其內(nèi)部結構優(yōu)化，并且還要將“優(yōu)化設計”思想落實到工程項目各環(huán)節(jié)中。例如在現(xiàn)澆板設計中，設計人員要重點分析現(xiàn)澆板的受力情況，并且還要根據(jù)優(yōu)化技術思想，提出多種解決措施，以避免工程后期拐角裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.3重視與計算機等新型技術的融合

近年來，隨著信息化建設的快速發(fā)展，計算機技術與優(yōu)化技術的有效融合已成為未來工程項目發(fā)展的主要趨勢。基于不同工程項目中優(yōu)化技術應用實況，計算技術的應用范圍主要體現(xiàn)在工程數(shù)據(jù)分析與工程建模上，其主要是通過獲取多種工程參數(shù)的方式來構建工程結構模型，從而使得技術人員能夠及時了解相關參數(shù)標準下的工程結構穩(wěn)定性問題，有利于更好的控制建筑結構的整體安定性。

3　優(yōu)化技術在房屋建筑結構設計中的應用

3.1建筑結構設計優(yōu)化

3.1.1選擇參數(shù)變量

在房屋建筑結構設計中，為了確保自身設計思想的科學性，設計人員為通常會大量獲取與工程相關的參數(shù)，并將其作為變量。例如，常見的建筑工程目標參數(shù)包括房屋價格參數(shù)、預期出現(xiàn)的損失參數(shù)等，在優(yōu)化設計環(huán)節(jié)中，設計人員需要充分分析可能出現(xiàn)的參數(shù)變化對整個工程的影響，再加上程度的復雜性，影響了正常的工程進度。此情況下，在優(yōu)化分析環(huán)節(jié)中，如果設計人員能選擇變幅較小的參數(shù)或影響因素較少的參數(shù)作為設計指標，則建筑結構設計、編程等工作的難度會明顯降低，設計人員也能快速找到目標點展開設計。

3.1.2確定函數(shù)

在進行房屋建筑結構設計優(yōu)化工作時，設計人員往往會在諸多相似的函數(shù)中獲取目標函數(shù)，例如在鋼結構施工中，設計人員通常會選擇事先所設定好的房屋橫截面尺寸與鋼筋尺寸面積最符合的函數(shù)，并在對該組函數(shù)的性質進行細致分析的基礎上，嚴格控制鋼結構項目的施工成本。

3.1.3條件衡量

通常情況下，在進行房屋建筑結構設計時，為了確保房屋建筑結構的耐久性與穩(wěn)定性，在設計過程中，通常需要對房屋尺寸、結構剛性、架構穩(wěn)定性等諸多因素對房屋的影響進行充分的考慮，并且還需要依據(jù)諸多設計要求，對施工條件進行準確的衡量，之后還要比較分析施工中的約束性條件與目標，確保設計環(huán)節(jié)指標能夠滿足質量控制規(guī)范要求，實現(xiàn)優(yōu)化設計目的。

3.2在鋼結構中的應用

在房屋建筑結構設計過程中，建筑材料質量對結構整體性能存在重要的影響。在優(yōu)化應用過程中，設計人員需要對以下事項進行充分的考慮：①與其他施工技術相比，鋼結構在本次工程項目中的應用優(yōu)勢。②鋼結構在本次工程項目中的具體應用內(nèi)容，以及其中涉及的關鍵技術。③本次工程項目中鋼結構的施工內(nèi)容，以及其中可能存在的可優(yōu)化項目。④根據(jù)可能存在的可優(yōu)化項目，提出建筑結構設計討論，并通過頭腦風暴法，討論建筑結構設計措施的可行性。⑤通過計算機等新型媒介，深入討論技術可行性，并生成模型。⑥模型分析，判斷技術標準以及其在施工中的應用效果。⑦生成房屋建筑鋼結構優(yōu)化報告，并提出優(yōu)化技術措施。

4　實際工程案例分析

4.1工程案例簡介

該工程項目為普通的商業(yè)樓，地上建筑6層，地下1層，整體結構形式為鋼結構框架剪力墻。在建筑項目建設初期階段，通過綜合考慮從施工現(xiàn)場的實際條件與業(yè)主要求，決定對整個工程項目進行結構優(yōu)化設計，并且在優(yōu)化工程中積極采取計算機技術，以確保各項優(yōu)化措施的順利開展。

4.2前期參與

在該項目建設過程中，設計人員在整個工程前期階段就積極實施了工程優(yōu)化內(nèi)容，并且在依據(jù)項目具體要求與施工條件的基礎上，對整體建筑結構形式進行了科學的選用，最大限度的實現(xiàn)了施工經(jīng)濟化目的。此外，在該項目建設過程中，設計人員重視自身與一線生產(chǎn)人員之間的交流，充分考慮一線人員對建筑結構優(yōu)化的建議，確保各項結構優(yōu)化措施能順利進行落實。

4.3概念分析

通過對該房屋建筑項目結構布局形式進行綜合的考慮之后，在進行優(yōu)化設計工作時，對結構優(yōu)化設計與內(nèi)部結構、概念設計進行了有機的結合，也就是在設計環(huán)節(jié)中，根據(jù)建筑既有的內(nèi)部結構，提出了多種概念，并將其貫穿于整個項目的始終。例如在建筑抗震性能分析中，如果單方面依據(jù)數(shù)據(jù)公式進行計算，則計算結構不一定能夠真實反映建筑整體性能，而在概念設計思想的指導下，設計人員會將公式計算結果作為一種概念，然后根據(jù)這種概念逐步把握建筑抗震設計細節(jié)，從而實現(xiàn)提高建筑設計質量的目的。

4.4效益分析

在該項目結構設計中，通過優(yōu)化技術的應用，其整體性能得到了有效的改善，且其工程造價比預期降低了23.9%，由此可以看出，在該項目工程中，優(yōu)化技術獲得了良好的應用效果。

5　結語

總而言之，隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對建筑工程提出了更高的要求，這使得建筑結構設計優(yōu)化技術在建筑工程領域中的重要作用日益顯著。因此，設計人員必須對房屋結構優(yōu)化設計的復雜性以及系統(tǒng)性有一個清晰、明確的認識，并且還要不斷提升自身專業(yè)能力與設計水平，促進結構設計優(yōu)化技術水平的進一步提高，從而實現(xiàn)我國建筑行業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

［1］費慶松.房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術應用探討［J］.工業(yè)設計，2015 （48）：73～74.

［2］程利婧，許博文.淺談房屋建筑結構設計中如何應用優(yōu)化技術［J］.城市建設理論研究：電子版，2015（05）：78～80.

［3］吳 強.房屋建筑結構設計中應用優(yōu)化技術的探討［J］.建材與裝飾，2013（29）：22～23.

李建超（1981-），男，工程師，本科，主要從事結構設計工作。

TU318

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2095-2066（2016）09-0146-02

2016-3-12