探究房屋建筑结构设计中应用优化技术

摘 要：人们生活水平是伴随着我国当下社会经济的发展不断提高，对于居住的房屋处所安全性和耐久性的要求也是越来越高。由此可见，要注重采用优化技术应用于房屋建筑结构设计。首先简要描述了结构设计优化技术的主要作用，然后分析了房屋建筑中结构设计优化法的应用问题。

关键词：房屋;建筑设计;优化技术;作用

一、 房屋建筑结构设计中优化技术的理论概述

在进行房屋建筑结构设计的过程中，要充分考虑带房屋建筑的可靠性和安全性以及基本的使用功能，这是房屋建筑结构设计的基础和前提，在此基础上，还要重视房屋建筑美感和艺术感的充分表现，从而给人们一种即视感，提高人们的居住环境，这些就是房屋建筑结构设计中优化技术的主要内容。从理论的角度上看，优化技术是通过数学方式将房屋建筑结构中所有的结构设计方案进行有效的分析、整理和比较后获得相對较为优秀的设计方案，以达到房屋建筑的预期效果和目标。优化技术主要表现在房屋建筑的总体结构设计以及房屋建筑的部分结构设计，总体结构设计包括围护结构和屋盖系统以及房屋结构细部等设计方案的优化技术，在进行优化技术的过程中要做好房屋建筑布置和造价以及造型等方面的优化技术内容，并结合房屋建筑施工中的实际情况和经济性对房屋建筑结构设计进行进一步的优化。

二、 房屋建筑结构设计中优化技术的作用

在现代化社会发展背景下，对房屋建筑结构设计进行进一步的优化和完善对整个房屋建筑来说具有非常重要的意义和作用，一方面，优化技术可以保证房屋建筑的安全性和使用寿命以及基本使用功能，为人们创造了一个良好的居住环境。另一方面，优化技术赋予了房屋建筑一定的美感和艺术感，并在工程造价方面进行有效的控制。从建筑企业的角度上看，在保证房屋建筑整体质量的基础上尽可能减少对房屋建筑工程的投资，实现建筑企业经济效益最大化是所有建筑企业的最终目标，对房屋建筑工程造价以及施工成本进行有效的控制，从而实现建筑企业的可持续长久发展。

三、 优化技术在房屋建筑结构设计中的实际应用

要想对房屋建筑结构设计进行有效的优化，最关键的一点就是构建房屋建筑结构优化模型，分层三个层次进行房屋建筑结构优化，其具体表现在以下三方面，第一，合理选择设计变量。就一般情况下，在进行设计变量选择的过程中，设计人员要把房屋建筑结构影响因素和参数转化成设计变量，例如房屋建筑结构设计中的损失的期望和结构可靠度以及约束控制参数等变量设计。针对那些对房屋建筑结构设计影响比较小的参数，并且这些参数的变化范围相对较小，参数结构和局部性可以达到房屋建筑结构设计的要求，设计人员可以将这些参数生作为预定参数，从而有效减小房屋建筑结构设计中的设计量和计算量以及结构编制程序的操作量。第二，明确目标函数。在进行优化技术的过程中，设计人员要及时找出截面的几何尺寸和钢筋截面积以及相应的概率函数，使得截面尺寸和钢筋截面积以及概率函数可以满足房屋建筑结构设计的预设条件，从而实现对房屋建筑工程造价的有效控制。第三，确定约束条件。在房屋建筑结构设计的优化技术中，设计人员将优化技术建立在房屋建筑可靠度的基础上，进一步明确房屋建筑结构设计的约束条件，其中主要有裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。

四、 房屋建筑结构优化技术应用的注意事项

（一）设计方案的前期参与

建筑施工的成本投入和建筑施工质量很大成分取决于建筑施工项目前期的设计方案，大多建筑项目前期方案都会存在的通病是，一般不会对结构进行优化，都会忽略建筑结构的经济性和科学合理性，从而提高了建筑结构设计的成本支出同时又增加了设计难度。因此，设计人员在建筑设计初期，应注重将优化方案融入其中，从而达到提高质量、节约成本开支的目标。

（二）细节优化设计

在建筑结构优化过程中，不仅要注意建筑结构整体的优化设计，更要多加关注其基本构架的细节问题。如：设计现浇板，要时刻注意计算和观察其受力程度，避免受力过大导致拐角裂缝等。伴随科学技术的发展创新，优化设计的理论应多与现代计算机技术相融合，提高建筑设计的准确度和合理化。

（三）工程实例

1. 工程概况

通过对某住宅建筑结构优化设计方案的分析，该住宅楼层包括1个地下室共有33层，结构形式是以钢结构框架剪力墙为主。综合考虑其周围情况和建筑项目实际需求，最终决定采用建筑结构优化设计方案，实现对传统建筑结构体系的一个创新。在整个优化过程中会选用计算机辅助，促使整个工程全局达到最佳优化效果。

2. 设计规范性的优化

在优化建筑工程项目的结构时，设计工程师要严格遵守结构设计的规范操作，对于结构设计中常出现的要求过宽、安全性较差等不足之处，结合周围实际的施工环境进行优化处理。

3. 参与前期设计

在此次设计中，设计工程师在建筑设计的前期就注意到结构的优化设计，根据施工条件和实际需求，对建筑结构形式进行了科学的优化改进，保障施工经济性和可行性。此外，在前期规划中，设计工程师不能单凭靠自身丰富的经验对结构进行优化设计，否则容易对建筑结构受力情况把握不当，直接影响建筑质量是否过关，于后期的施工不利，容易增加建筑成本的大量浪费。

五、 结束语

文章通过对房屋建筑结构设计中优化技术的应用，让我们知道了优化技术对房屋建筑结构设计具有非常重要的意义和作用，保证了房屋建筑的安全使用功能和耐久性的同时，还是使得房屋建筑具有一定的观赏性以及经济性，为整个房屋建筑的质量与设计水平提供了重要的保障。

参考文献：

[1]李能能，董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理，2013（12）：73-75.

[2]王璇，王磊.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].工业设计，2015（5）：73-74.

[3]葛洋.房屋建筑结构设计中的优化技术应用研究[J].四川水泥，2015（10）：130.

作者简介：

徐昌，男，安徽安庆人，研究方向：建筑工程。