試述房屋結構設計中建筑結構設計優(yōu)化方法的應用

盧思淼

摘要：隨著我國近年來房屋建筑規(guī)模的日益加大，房屋結構設計的重要性越來越突出。本文主要從建筑結構設計優(yōu)化方法的意義、應用步驟和相關應用三個層面進行了分析。

關鍵詞：結構設計;函數(shù)模型;剪力墻

目前，建筑居住用途已經(jīng)不能滿足大眾的基礎要求。時代的快速發(fā)展，人們越來越重視建筑的美觀和安全，對建筑的實際性能要求也越來越高。基于以上要求的變化，要求我們不斷改變和優(yōu)化結構設計，既能達到美學和實用要求，又能將預算知促控制在一個合理范圍內，實現(xiàn)經(jīng)濟的效益最大化，提升整個建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

一、建筑結構設計優(yōu)化方法的意義

建筑結構設計的優(yōu)化方法旨在優(yōu)化建筑結構各種性能的設計方法。其功能能夠讓建筑結構設計更加完善。傳統(tǒng)的建筑結構一直將重心放在實用性和預算兩個方面，不注重建筑的外觀和環(huán)保性能。傳統(tǒng)建筑結構設計方法重在提升整個建筑的可行性和效益性。與傳統(tǒng)方法相比，現(xiàn)代設計方法采用更加科學的方法，將審美價值和生態(tài)效益納入了設計范圍。例如，現(xiàn)代房屋結構設計將全面計算自然采光，采用全陰天、全日照等標準模型設計建筑采光結構，從而提高建筑節(jié)能價值。利用光線對眼睛的刺激，優(yōu)化建筑物的亮度設計，提高建筑物的舒適度。

二、建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用步驟

建筑結構設計有兩個主要層面，涵蓋結構設計和外部設計。合理的結構設計和外部設計可以很大程度上反映建筑的高質量性能。在建筑結構設計中，房屋建筑結構設計是其中的核心組成環(huán)節(jié)，對建筑的整體質量有著關鍵性作用。建筑結構的優(yōu)化設計需要注重建筑基礎結構、主體結構和抗震結構的設計，以保證建筑結構性能的優(yōu)化，還要外觀符合房屋結構的基本要求。在具體操作時還要符合對應的步驟。要將其應用于建筑結構設計，必須制定出符合建筑結構工程特點的具體步驟。根據(jù)房屋結構優(yōu)化設計的相關案例得知，房屋結構優(yōu)化設計有主要幾個核心的步驟。下面做一個系統(tǒng)介紹，從各個方面進行詳細分析。

（一）設計函數(shù)模型優(yōu)化

建筑結構設計中的設計函數(shù)模型是一項基本工作。優(yōu)化房屋結構函數(shù)模型的設計可以為后續(xù)設計工作打下一個扎實的基礎。設計函數(shù)模型優(yōu)化的第一步，核心在于找出房屋結構最優(yōu)化設計的相關數(shù)據(jù)參數(shù)，按照房屋結構設計的標準，提取相關變量。影響總體設計的主要因素是設計函數(shù)模型中的主要變量，對總體設計影響較小的變量作為預定參數(shù)。

（二）計算方案優(yōu)化

優(yōu)化計算方案可以提高計算參數(shù)的準確性。計算方案優(yōu)化的重點核心是處理復雜變量，利用信息處理技術處理復雜數(shù)據(jù)。在實際房屋結構中，計算方案優(yōu)化會產生各種難點，比如過限制性問題。這時限制性問題通常轉化為無限定性問題

（三）結果分析優(yōu)化

結果分析作為房屋結構優(yōu)化設計過程中最為關鍵的步驟。貫穿房屋結構優(yōu)化設計的整個過程，特別計算過程一定會使用到計算機。結果分析就是通過計算機中數(shù)據(jù)來進行科學的分析。根據(jù)分析結果，擬定出房屋結構優(yōu)化設計的實際解決方案。在獲得建筑結構優(yōu)化設計的分析結果和方案后，清楚了解房屋結構優(yōu)化設計的目的，在實施設計與具體作業(yè)的中，會伴隨著投入和相關人力的增大，使其效益最大化。同時，項目主管工程師應掌握好房屋建設與經(jīng)濟效益兩者的均衡，對于高新技術的應用應該在優(yōu)化方案中具有相對大的比例，從而降低預算支出。

三、建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的深入應用

（一）房屋建筑主體上部結構優(yōu)化設計

建筑結構的優(yōu)化設計與科學的建筑模型息息相關，建筑模型的主體結構是建筑主體結構優(yōu)化設計的重要參考。建筑上部結構的優(yōu)化一定要反映在建筑模式中。建筑上部結構主體結構的優(yōu)化是指優(yōu)化剪力墻的設置，保證使用正規(guī)安全的剪力墻材料，并且剪力墻結構設計要均勻，從而確保樓層的重心安全穩(wěn)固，提高建筑主體結構的風險承載能力。

（二）房屋基礎結構優(yōu)化設計

地基設計作為建筑結構優(yōu)化設計的核心要點，建筑結構影響建筑結構的堅固性，需要特別重視。建筑地基結構優(yōu)化設計遵守安全第一的準則，勘察施工地質和類型，并據(jù)此制定建筑結構優(yōu)化設計方案。設計人員應事先了解和勘察施工地質，按照建筑的形狀和功能確定建筑基礎的強度，并根據(jù)具體情況優(yōu)化設計方案。

（三）房屋建筑結構剛度的優(yōu)化設計

建筑材料的含鋼量將直接影響建筑結構的剛度。在擬定建筑結構優(yōu)化設計方案時，應盡量選用含鋼量高的建筑材料，以保證建筑質量。在各種地理因素下，選擇建筑材料時，應按照地質條件確定建筑物的剛度要求。在這個基礎上，應該購買具有針對性的建筑材料。低剛度的建筑結構對應鋼含量稍低的建筑材料。相反，一定要嚴格的選擇含鋼量高的建筑材料，唯有這樣才能使得剛度設計獲得最優(yōu)化。

（四）杭震概念優(yōu)化設計

建筑結構設計優(yōu)化方法中有一種重要的設計方法，可以應用于建筑結構優(yōu)化設計中的抗震設計，即概念設計。正常來說，抗震性能設計是缺乏相關數(shù)據(jù)作為依據(jù)的，因此對優(yōu)化設計有著嚴格的標準?？拐鹪O計在沒有具體項目的參照下，需要采用概念設計的概念和方法，并利用以往的數(shù)據(jù)來設計具體的抗震結構?？拐鸶拍钤O計方法需要同其他結構設計優(yōu)化方法相互結合，以提升抗震設計整體效益。

（五）結構細節(jié)優(yōu)化設計

房屋結構的優(yōu)化設計需要注重所有的細節(jié)，并對其進行優(yōu)化。建筑結構施工時用到功能大量的現(xiàn)澆板。結構拐角處的異形板容易斷裂。設計人員需要雜相關方案中，應在設計方案中清晰的羅列出鋼筋的選用標準，一般來說，鋼筋材料具有很強的極限張力，達到塑性要求。當選定的加固材料處于良好的應力狀態(tài)時，有必要進一步滿足加固材料的塑性要求，并選擇合適的加固材料。除現(xiàn)澆板外，整個施工細節(jié)一定要遵循優(yōu)化原則。在該方案中，一定要讓施工人員依照相關流程進行施工作業(yè)。

四、結語

綜上所述，房屋結構設計是一項極為復雜的工程項目，建筑結構設計方法在房屋結構的應用可以在很大程度上提升房屋建筑的穩(wěn)定性，從而確保工程質量。建筑企業(yè)一定要做好相關技術優(yōu)化，采用科學的技術的手段，為我國的建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展獻計獻策。

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