建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

2019-11-29岳林飞

建材发展导向 2019年7期

岳林飞

（山西建工设计院有限公司，山西太原 030000）

房屋建筑结构设计优化是通过利用优化方法对建筑结构进行全面升级的一项工作，能够满足人们对建筑产品不断提高的新要求，同时也能促进建筑企业不断创新，增加企业竞争力。在相关设计优化展开之前，首先应当对房屋建筑的质量以及周边环境等情况进行充分了解，以保证设计优化的科学性、合理性。

1 建筑结构优化方法在房屋结构设计中的应用

1.1 建筑结构模型优化使用

首先，及时进行设计变量的有效选择。房建结构设计人员要及时进行房屋结构相关参数的分析，考虑这一变量的影响。建立目标控制函数、约束控制参数等，其中必须包括结构可靠度、工程造价等关键指标。结构优化中，针对变化幅度小、重要性薄弱的参数，可选择特定参数进行处理。对此，设计人员可预先进行参数设定，保证编程作业量的合理压缩。其次，目标函数的确定，房建结构的设计优化中，设计人员要充分考虑钢筋截面积、构件尺寸两方面要求，及时进行失效概率的分析和计算，保证成本最优化效果。再者，及时进行约束调价的确定。房屋结构设计中，最为基础的要求便是保证其安全性、可靠性，这是执行优化操作的前提。为此，函数设定中要及时进行约束条件的设定。房屋结构设计优化主要尺寸包括：尺寸约束、裂缝宽度约束、强度计算等方面。优化环节中，相关设计人员要及时将约束条件、假定约束条件进行合理比对，保证约束满足实际工程需求。

1.2 基本目标函数的确定

在模型优化选择基础上，进一步确定目标函数。房屋建筑结构优化方法设计应用的过程中，结构设计人员需要对建筑环节有效清理、对各种建筑材料的规格、标准和数量等清楚到位，在明确造价总体成本基础上，确定材料应用函数。此外，在明确结构设计优化约束条件下，需要突出钢筋的优化使用，钢筋作为结构主要构成部分，明确钢筋结构截面的面积，通过钢筋的使用有效控制成本。

1.3 约束条件的合理化制定

建筑结构优化方法应用中，需要明确结构完整性实现的重要性，不能随意的更改结构，在结构基本需求满足基础上，设定特定的约束条件，实现结构的合理化优化。但是，在房屋结构优化中，约束条件的内容不可以太过于宽泛，需要精细化规定。如，房屋裂缝可控宽度、建筑结构强度等级、尺寸大小以及结构其他层面的约束等都需要细致化的体现出来。在遵循各种约束条件基础上，将优化后的结构与最初的设计结构进行对比分析，以此满足工程结构建设质量需求。此外，结构设计人员积极借助现代化信息技术手段，将约束条件通过计算机程序的方式表现出来，通过运算核验检查条件是否符合结构的基本需求，以此在约束条件合理化制定的基础上，发挥对结构优化设计的参考价值，提升工作效率。

1.4 综合结果科学分析

房屋结构优化设计最为主要是通过量化的方式对结构进行计算分析。房屋结构综合结果的科学化分析，需要通过计算的方式，将优化结果和最初的设计方案试下对比，在满足工程基本要求前提下，最优化选择合理的结构设计方案。房屋建筑结构优化设计中，需要从房屋整体出发，在自然地理环境和社会经济条件全面分析基础上，对深刻影响房屋结构的因素和问题进行专门的立项研究，以此多角度的、专业化的分析，得出精确化的结果，严禁避免结构优化中出现模棱两可的问题。在整个房屋结构优化中，这一阶段的分析是非常重要的，也是房屋结构优化同时满足美观性、实用性、牢固性的需求，同时实现结构成本的控制。

2 建筑结构优化方法应用注意问题

2.1 注意适应性方法的使用

建筑结构作为房屋结构工程的重要组成部分，在实现结构优化的过程中，合理选择结构优化方法，保证结构优化方法在工程项目中合理适应，避免因方法应用不合理损害结构稳定性的现象。这就需要，工程结构人员在优化方法选择中，需要从工程项目本身出发，立足于项目基础建设，从地势地形条件、社会经济条件以及施工单位专业化水平考虑层面上，增强结构优化方法的适宜性。

2.2 结构优化注重多方面利益人员协调

房屋结构作为建筑工程的主体部分，结构优化是一项涉及多方面利益人员的工作，这就需要在结构优化中能够积极构建协调沟通平台，促使多方面利益人员之间就结构优问题进行及时的沟通，以此保证结构优化结果落实到工程实践中创造良好的环境。实际结构优化中，首先需要获得业主单位人员的同意，设计人员优化结构需要加强与施工人员、监理人员的协调，强化专家学者的咨询和指导，多方面汲取结构优化专业意见，保证结构优化的科学性、合理性，满足实际房屋结构优化质量需求。