建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法及應(yīng)用分析

李喜忠

葫蘆島有色治金設(shè)計院有限公司 遼寧 葫蘆島 125000

引言：在我國城市化進(jìn)程不斷加快的過程中，建筑行業(yè)的市場競爭愈發(fā)激烈，對于相關(guān)的建筑企業(yè)來說，若想獲得長久的競爭優(yōu)勢，就必須保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，并對建筑結(jié)構(gòu)的整體水平進(jìn)行優(yōu)化。整個建筑設(shè)計當(dāng)中，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計是比較重要的一項(xiàng)內(nèi)容，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計方法具有比較高使用價值和優(yōu)勢。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要性分析

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)獲得了長足的發(fā)展，并呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展方向，人們對建筑結(jié)構(gòu)也有了新的要求，除了關(guān)注它的質(zhì)量之外，還對其經(jīng)濟(jì)適用性、建筑的功能和外觀都比較關(guān)注，這也使得房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計有著很大的發(fā)展空間。從目前我國建筑行業(yè)發(fā)展的情況來看，高層建筑的數(shù)量越來越多，針對其房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，就可以通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法應(yīng)用來達(dá)到節(jié)約成本的目的，當(dāng)然是在滿足質(zhì)量要求的前提下，這樣可以確保方案更加有利。

把建筑結(jié)構(gòu)的安全與質(zhì)量工作當(dāng)做整個設(shè)計工作的基礎(chǔ)，并全面研究和優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中的每一個細(xì)節(jié)與要點(diǎn)。在具體設(shè)計工作的過程中，設(shè)計人員要充分運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計理念和方法來優(yōu)化設(shè)計方案，這樣可以最大程度控制整體建筑施工的成本[1]。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法具有比較高的價值。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要具體分析到可能涉及到的各種情況，全面優(yōu)化整體及部分建筑結(jié)構(gòu)，這樣可以最大程度保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，提高其設(shè)計合理性。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)化分析

1. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法分解

首先，要單獨(dú)優(yōu)化處理每一個小的問題，完善不同的優(yōu)化方法，尤其是在細(xì)節(jié)上應(yīng)該注意。其次，綜合調(diào)整上一步的優(yōu)化問題，在這樣的優(yōu)化中，才能獲得比較最符合實(shí)際要求的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。

2. 優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的使用期限與壽命

對于任何一種類型的房屋建筑結(jié)構(gòu)來說，優(yōu)化其使用年限是比較重要的一項(xiàng)內(nèi)容。建筑工程項(xiàng)目施工的每一個環(huán)節(jié)，都會對建筑的使用壽命產(chǎn)生影響，所以在應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的時候，應(yīng)該優(yōu)化每一個施工的環(huán)節(jié)，結(jié)合具體的施工情況與施工特點(diǎn)，對房屋建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，從而保證其質(zhì)量。

3. 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的局部與整體

由于當(dāng)前房屋建筑的規(guī)模都比較大，在設(shè)計的過程中就會相對復(fù)雜一些，所以設(shè)計人員要特別注意設(shè)計的層次劃分。從建筑工程項(xiàng)目具體的施工情況來看，一般都是有小環(huán)節(jié)、小局部的施工構(gòu)成整體的施工，所以各環(huán)節(jié)、各局部之間的配合就會比較復(fù)雜。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，就需要充分考慮到建筑材料的選擇，房屋結(jié)構(gòu)的類型是否合適，以及在安裝設(shè)計中，也需要對安裝體系進(jìn)行優(yōu)化，通過將一個整體分為不同的環(huán)節(jié)，來開展局部優(yōu)化，從局部到整體，這樣才能實(shí)現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化，進(jìn)而提高建筑的質(zhì)量[2]。

4. 優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化，是房屋建筑結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要內(nèi)容，在具體的實(shí)施過程中，需要把樓層剛度的重心與整個房屋結(jié)構(gòu)的重心進(jìn)行重合，對設(shè)計方案進(jìn)行合理優(yōu)化，這樣有助于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與質(zhì)量提高，可以最大程度避免由于外力而產(chǎn)生的整體結(jié)構(gòu)損壞。

當(dāng)前高層建筑比較普遍，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用中，若想提升房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全性能，就需要選擇合適的優(yōu)化方法，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平，促使其合理性與科學(xué)性得到保障。建筑結(jié)構(gòu)剛度的要求是上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，在具體優(yōu)化中，需要選擇合適的建筑材料，根據(jù)實(shí)際施工情況確定鋼筋的使用數(shù)量。

5. 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性

設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，我們需要站在整體結(jié)構(gòu)的角度上，盡最大努力保證建筑結(jié)構(gòu)整體的可靠性與穩(wěn)定性，同時要在提高整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)外部的美觀。對內(nèi)部設(shè)計布局的過程中，也應(yīng)該考慮到房屋質(zhì)量、結(jié)構(gòu)外觀以及房屋結(jié)構(gòu)功能方面的需求。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法具體應(yīng)用主要是先明確優(yōu)化計算方法，接著對其目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行分析，最后則是要優(yōu)化設(shè)計整個房屋結(jié)構(gòu)的施工流程與程序。

1. 確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化計算方法

針對整體建筑結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行優(yōu)化分析，是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化前需要做到的一項(xiàng)工作，主要目的是為了能夠?qū)Ω髯兞恐g的復(fù)雜情況以及各優(yōu)化問題的約束條件進(jìn)行了解，并以此來確定相應(yīng)的優(yōu)化計算方法，這樣就可以將其轉(zhuǎn)化為無約束的優(yōu)化計算問題，為優(yōu)化設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。

2. 確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行分析

依據(jù)各個變量之間的關(guān)系，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，來確立一個目標(biāo)函數(shù)，而整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的最優(yōu)解就是求解的目標(biāo)，然后來歸類計算影響建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的因素，最終來獲取一個最優(yōu)的設(shè)計方案[3]。

3. 對整個房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工流程與程序的優(yōu)化設(shè)計

除了上述的工作以外，設(shè)計人員還需要結(jié)合實(shí)際情況來規(guī)劃與設(shè)計整個建筑結(jié)構(gòu)的施工程序，這樣的目的就是保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性，明確房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化的計算方式，這樣才能制定出更加有效的結(jié)構(gòu)分析程序，保證其應(yīng)用的效果。

4. 要注意對框架梁以及箍筋的間距進(jìn)行優(yōu)化

對于加密箍筋來說，箍筋與框架梁之間的距離應(yīng)該控制在十厘米以內(nèi)，如果是非加密梁，這個距離就需要保持在二十厘米內(nèi)，在實(shí)際的設(shè)計過程中，必須要合理設(shè)計與優(yōu)化框架梁和箍筋之間的距離，保證建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計質(zhì)量。

結(jié)束語：總而言之，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法有著比較廣泛的應(yīng)用，同時具有良好的推廣價值，為了可以進(jìn)一步提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，我們就必須加大對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法的要求，充分掌握其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計水平的提高。