房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析钟如强

房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析钟如强

钟如强

身份证号码：44088119850522XXXX

摘要：城市发展进程的不断加快,各类房屋建筑总量也在增加,房屋建筑结构设计受到越来越多的关注,其要求也越来越高。房屋建筑结构设计对于建筑整体而言是非常重要的设计内容之一,其结果会影响建筑使用寿命、功能性、美观性。论文简述了房屋建筑结构设计优化技术的主要内容及作用,分析了房屋建筑结构设计优化技术的具体应用。

关键词：建筑结构设计优化方法问题

前言：随着我国国民经济水平的不断提高，人们对精神及物质方面的追求也越来越高，同时更加注重居住的舒适性和安全性。衣食住行自古就是人类最基本的需求，对于现代人来说，居住问题仍然是人们共同关注的问题。面对建筑需求越来越丰富的市场，我们如何做到它绝对的经济性、美观性，保证房屋设计的合理性，最大限度降低施工的成本，确保工程的顺利展开。为此，相关单位在施工之前，必须明确房屋建筑结构设计中的优化技术，要采取切实可行的措施，将这些技术运用到实际工作中去，科学的选择合理的建筑结构设计方案，为广大人民群众提供一个良好，美观，实用的生活居住环境。

一、建筑结构设计优化的意义

一个合理的建筑结构设计方案中，除了要满足建筑结构的抗震目的，还要保证建筑工程的稳定性、安全性和经济性，这就需要对结构设计进行合理的调整。而完善的建筑结构设计，可以提升建筑工程整体的刚度，且保持均匀和对称的实际效果，那么在地震的作用下也能够保障建筑结构的安全性和稳定性。比如在对高层建筑工程进行设计时，合理的建筑结构设计可以在保证抗震安全的基础上，对材料成本进行有效控制，能使建筑使用空间更合理，并且降低建筑工程的总造价。因此，对建筑结构设计进行优化有重要的意义。

二、建筑结构优化设计结构化建模的方法

1、目标函数的选择。我们的专业人员在对建筑结构进行设计的优化时，第一步就要根据建筑物的安全标准和建筑参数确定房屋结构的目标函数，然后根据建筑施工现状、材料和工程造价等方面来优化设计方案。在此之后，设计人员需要将重点放在项目成本计划上。通过对项目的最低成本的选择进行分析计算，以满足建筑基础的需要，在科学范围内用最低的成本做最好的建筑。

2、变量的选择。合理选择目标函数后，下一步就需要选择建筑物的变量。专业人员分析出可能会影响房屋结构设计的因素，针对这些因素去研究，选择最有影响的变量进行计算和控制，以达到变量选择的目的。

3、约束条件的选择。要优化创新建筑结构的可靠性，要准确地确定建筑结构的定量和限制条件内容，并且按照限制条件，把建筑物相关的工程标准做到限制条件之内，这样来最优化房屋的结构设计。例如，必须要根据建筑物结构的实际情况来确定应力、尺寸和结构强度的约束。

三、建筑结构设计优化的新方法

建筑结构整体优化和结构细部优化是建筑结构优化设计在两个方面的体现。当对某些结构进行优化设计的时候，就要对结构体系、基础、承重结构系统及结构细部等部分进行优化设计。对这些内容的优化设计涉及到选择、布局、受力分析和成本分析等几个环节，满足使用要求的前提下，最大限度地提高经济效益。并且为了满足建筑结构的长远效益，以减少近期投资为目的，降低建设成本6%～31%。同时优化工艺，通过合理使用不同结构体系和材料，使建筑各单元的内部结构达到最佳状态。

1、拓扑优化方法。设计人员在对房屋进行设计优化时，需要准确找到建筑结构理想的分布形式，有效分析建筑物结构的承重等属性，让建筑物结构总重量减小，这就是拓扑优化方法。在使用此方法时，设计人员一定要对此方法的优点有充分的认识，把此方案科学合理的应用到建筑物结构的设计中去，让建筑物的结构更加科学合理。

2、外形优化方法。在形状优化方法中，设计者可以根据截面优化方法对建筑物的结构和内部形状进行进一步的调整和完善。并且需要设计者对我国现行的建筑物结构设计规范和标准进行准确掌握，达到让所设计的建筑物符合国家现行相关标准。杆系结构和连续性结构就是外形优化的方法。

3、截面优化方法。细节决定成败，通常建筑物的可靠性和安全性能最好的体现就是其结构的细节。面对这类问题时，设计者在处理建筑物截面时除了要考虑配合建筑的使用性，还要考虑建筑物截面结构的安全可靠性，对此进行科学的计算，同时对稳定性和美观度进行一定提升。如何对建筑物截面进行优化设计呢？我们的设计者要先计算设计变量的应力特点和位移情况，再用相关结构计算软件进行再计算，最后验算和统计得出最后的数据，根据这个数据来确定调整范围，然后再进行下一步的优化设计。

4、概念设计与细部结构设计优化相结合。在数据不是很详实充分的时候，设计的优化也可以通过概念设计来进行优化。比如：在对建筑物的抗风能力进行设计时，此因素的数据不是特别确定，其方法就无法找到。这个时候，我们就可以使用概念设计，把那些数据当作辅助，在设计中合理结合其他优化设计的方法，让设计达到最好的效果。

5、建筑物下部基础结构的优化设计。设计者在建筑物底部地基基础结构的优化时，在方案选择上一定要选择最合理的。比如，在选择桩基时，要以实际的现场和施工情况为基础，尽可能的节省成本，对灌注桩长度的科学选择以桩端持力层的厚度为依据，而且要把多种方案进行详尽对比，选择最佳方案。

四、建筑结构优化技术应用中的注意问题

在应用相关的优化技术时，我们必须注意一下几个问题：

首先，这种优化技术只应用于最初的结构设计中。前期的结构设计方案与建筑物本身的建筑成本相关，在施工的前期，如果不能有效的使用房屋建筑结构优化技术，就会导致严重的建筑物不合理问题，这会直接影响结构设计的设计成本。

其次，这种结构优化技术更多的是运用于结构细部。在很多人看来，我们只需要注重房屋建筑的主体设计，其实不然，它要求相关工作人员在重视主体设计的同时，要注重一些基本构建的优化工作。

由此可见，新形势下，房屋建筑优化设计问题已不再是简单的工程实践问题，而是数学问题。这就要求相关工作人员必须掌握一定的计算机技术，只有这样，才能真正意义上，全身心的投入到房屋建筑结构优化设计工作中去。

结束语：

总之，房屋建筑中不断的优化其设计势在必行，这既有利于保障建筑的安全应用，也有利于保证人们的生命，财产安全。为此，相关工作人员在工作中必须树立主人翁意识，要能够切实提高自身负责的危机感，不断适应社会主义市场经济发展的需要，充分解决房屋建筑结构设计中常见的问题，为人们的生活提供强而有力的技术支撑。

参考文献：

【1】唐益林．建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用【J】．建材与装饰，2017．

【2】张岩．建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析【J】．现代装饰(理论)，2014．