房屋建筑結構設計中應用優(yōu)化技術分析

唐甸龍 宋海鋒

在我國城市發(fā)展過程中，來越多的農村人口涌入到城市當中，出現(xiàn)城市住房緊張問題，這種情況下就出石建筑工程項目不斷增加。但是隨著人們生活水平的普遍提高，需要在滿足人們對居住質量的要求上，確保房屋功能性以及安全性。所以，做好房屋建筑結構設計的優(yōu)化非常重要。不僅如此，在進行建筑結構優(yōu)化設計時，還需要確保房屋建筑的經(jīng)濟性以及美觀性。下面將從房屋建筑結構優(yōu)化技術的內容出發(fā)，進行相關探討。

1 房屋建筑結構的優(yōu)化技術的內容

想要對房屋建筑結構進行優(yōu)化，首先需要對需要進行優(yōu)化的內容加以了解，通常情況下，在房屋建筑結構設計中，需要使用優(yōu)化技術的，主要有以下幾方面內容：在對房屋建筑結構設計進行優(yōu)化時，一方面需要考慮建筑結構的安全性以及使用性能，另一方面，還需要考慮房屋建筑結構設計過程中存在的一些隱患問題，以最少的資金投入，完成結構設計工作。其次，房屋建筑結構設計優(yōu)化的主要內容包括以下兩方面：①需要對房屋的具體構造進行全面的掌握，在進行設計時，需要尋找最佳設計方案，同時對于漏洞以及不完善的地方進行優(yōu)化。②對于房屋建筑結構設計當中涉及的子結構以及整體結構分別進行優(yōu)化設計，其中在進行組織結構優(yōu)化設計時需要對此結構當中的所有細節(jié)進行詳細劃分，這樣就可以使結構進行全面的優(yōu)化。

2 結構設計優(yōu)化的意義

眾所周知，我國人口基數(shù)龐大，尤其是隨著大量的農村人口涌入城市，促使建筑用地愈發(fā)緊張，社會整體對房屋建筑的需求量在日益增加。這種情況下，就促使我國房屋建筑逐漸向著高層以及超高層建筑發(fā)展，因此在進行房屋建筑，設計師也是以高層為主。對于建筑結構設計的基本要求就是滿足使用者的居住需求，降低資金投入。因此在進行房屋建筑施工設計時，為了確保建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益，就需要提高設計方案的科學性以及規(guī)劃性，盡量保證建筑企業(yè)的經(jīng)濟利益，這種方法也是對建筑工程造價進行合理控制的一種重要措施。因此，為了確保建筑結構設計能夠最大程度上發(fā)揮作用，進而提升房屋建筑質量，需要對房屋建筑結構設計進行優(yōu)化和完善。

3 房屋建筑與經(jīng)濟效益之間的關系

3.1 層數(shù)與用地面積之間的關系

從表面來看，不管是高層建筑還是多層建筑，在建筑層數(shù)增加的過程中，建筑工程總建筑面使用的土地面積就會將相對減少。不過實際卻不一樣，因為建筑工程層數(shù)的不斷增加，使得建筑工程的總高度可以隨時增加，這樣一來就會使得相鄰建筑工程之間的距離逐漸增加，進而建筑工程單位總建筑面積所使用的土地面積就會擴大。因此建筑工程層數(shù)與用地面積之間存在著必然聯(lián)系，一言以蔽之，就是土地面積的減少以及建筑層數(shù)的增加，能夠有效的減少工程最近投入，降低成本，確保企業(yè)經(jīng)濟效益。所以在對房屋建筑結構設計進行優(yōu)化時，需要對此進行重點考慮。

3.2 房屋建筑結構設計與建筑設備之間的經(jīng)濟關系

為了確保建筑物能夠有良好的使用功能，因此及排水管道以及電氣設備等必不可少。而隨著高層以及超高層建筑的不斷增加，這就導致及排水管道和電氣設備都會有所遞增，這種情況下就會導致建筑物的成本逐漸增加，進而提高了房屋建筑的整體成本。

4 房屋建筑結構設計優(yōu)化技術的應用

4.1 建立優(yōu)化模型

（1）對設計變量進行合理的選擇。房屋建筑結構設計優(yōu)化人員需要選擇對房屋結構具有較大影響的參數(shù)當做是涉及的變量，例如，目標控制參數(shù)以及約束控制參數(shù)等，這些包含結構可靠度以及工程造價等相關指標的參數(shù)。在進行結構優(yōu)化時，對于那些變化不明顯自己沒有較大影響程度的參數(shù)需要使用特定參數(shù)來滿足相關要求，對此，設計人員可以對設計事先預定參數(shù)，這樣一來設計人員不管是在計算還是編程過程中都會最大程度上減少工作量。

（2）對目標函數(shù)加以確定。在進行房屋建筑結構設計優(yōu)化時，設計人員需要對符合相關條件的鋼筋截面積以及構件幾何尺寸進行設定，還需要計算失效概率，確保成本最優(yōu)化。

（3）對約束調價加以確定。眾所周知的是，房屋結構設計的基礎要求就是確保安全性以及可靠性，這是進行優(yōu)化的前提。所以，在進行函數(shù)設定時，需要做好約束條件的設定工作。房屋結構設計優(yōu)化的相關約束條件主要有：尺寸約束、裂縫寬度約束以及結構強度約束等等。在進行優(yōu)化時，設計人員需要將實際約束條件與假定約束條件進行對比，保證約束條件符合工程需要。

4.2 優(yōu)化建筑總體設計方案

在建筑結構設計優(yōu)化過程中，還需要對地域問題以及自然環(huán)境因素等進行充分的考慮。例如，我國南方夏季高溫且多雨，而冬季溫和少雨，就需要合理選擇建筑的朝向以及做好防水。另外，在進行建筑總體設計時還需要對建筑樓房之間的距離進行充分的考慮，距離太近或者太遠都會對建筑結構的使用產(chǎn)生影響，而且還會導致建筑結構資源浪費。所以，在進行建筑結構設計時，需要對建筑設計總方向進行整體把握，從而設計出符合人們要求的建筑物。

4.3 整體性與局部性優(yōu)化

房屋建筑設計具有復雜性以及層次性，站在層次角度進行分析，建筑物設計主要包含建筑整體設計、安裝工程等，而每個體系相互獨立，又有很多子體系。在進行房屋建筑設計時，應該對字數(shù)系統(tǒng)進行充分的考慮，進行工藝疊加。而站在復雜性角度進行分析，其主要內容就是建筑零部件以及建筑材料等，此時需要考慮從整體著手，對整體進行設計優(yōu)化。

4.4 優(yōu)化底部加強部位的設計

剪力墻屬于建筑結構的重要支撐。在剪力墻結構設計過程中，高層剪力墻結構底部需要按照下述標準進行加強處理：底部兩層高度以及嵌固部位的上方剪力墻高度需要選擇二者12.5%高度的較大值；而具有轉換層的高層剪力墻結構底部的高度：框支層和其上方2層高度以及墻肢高度二者12.5%當中的較大值。若是嵌固部位是在地下室頂板處，需要滿足地震條件下的屈服部位在地上樓層，同時還會影響下一層，這時候以方便不可以降低地下一層的抗震等級，另一方面還需要加強邊緣約束構件設計。

4.5 應強化計算機技術的應用

現(xiàn)如今，全球進入信息化時代，計算機技術已經(jīng)非常普遍，在各行各業(yè)當中都有著廣泛的應用，通過計算機技術的應用，有效提升了工作效率，還大大節(jié)約了時間成本，解決了很多人腦無法解決的額問題，所以廣受歡迎。在進行房屋建筑結構設計優(yōu)化時，通過計算機技術的因公，可以提高設計的高效性以及精確性，而對于設計過程中的復雜問題，可以通過相應的計算機軟件進行準確的分析和計算，這樣設計人員以及造價人員就可以直觀的掌握房屋建筑結構設計優(yōu)化的結果。

總而言之，本文主要對房屋建筑結構設計進行了分析和闡述，重點探討了房屋建筑結構設計優(yōu)化的意義和優(yōu)化技術的應用。目的在于為廣大人民群眾提供質量優(yōu)良、安全性高以及舒適性好的房屋建筑。筆者相信，在房屋建筑不斷優(yōu)化的同時，我國建筑行業(yè)勢必有更加廣闊的發(fā)展前景。

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