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時(shí)間：2023-09-14 09:21:13
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1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性
如今，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建筑土地資源越來越緊缺，因此高層或超高層住房將成為城市住宅的發(fā)展方向，相較于傳統(tǒng)的建筑模式，高層建筑等新型建筑的建設(shè)具有更大的難度，這就要求相關(guān)的施工建設(shè)人員應(yīng)該重視房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，在減少資金投入的同時(shí)，進(jìn)行細(xì)致的建筑設(shè)計(jì)方案規(guī)劃，運(yùn)用新技術(shù)和新理念，建設(shè)出既安全又經(jīng)濟(jì)的建筑。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出合理的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少建設(shè)資金投入，與沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比采用優(yōu)化法進(jìn)行優(yōu)化后的建筑能夠節(jié)省10%～20%的建設(shè)費(fèi)用。不過，在實(shí)際的施工建設(shè)過程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施往往不是一帆風(fēng)順的，可能因?yàn)槎喾矫娴南拗贫y以進(jìn)行。首先，很多施工單位都會(huì)因?yàn)橼s工程進(jìn)度，而不顧施工質(zhì)量，對(duì)于房屋設(shè)計(jì)的缺陷不予及時(shí)的優(yōu)化處理，而對(duì)最后的建筑質(zhì)量造成影響。其次，還有一些施工建設(shè)人員自身經(jīng)驗(yàn)不足、專業(yè)素質(zhì)不高，無法進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化。最后，還因?yàn)橐恍┦┕そㄔO(shè)人員和設(shè)計(jì)人員只注重建筑的部分建設(shè)，而忽視建筑的整體設(shè)計(jì)，不能準(zhǔn)確的制定工程預(yù)案，影響建筑整體的造價(jià)。對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠合理的規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)，減少工程資金投入，房屋結(jié)構(gòu)各個(gè)方面整合起來，能夠保證建筑質(zhì)量，為人們提供經(jīng)濟(jì)安全的住房。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
2.1 分階段優(yōu)化與壽命優(yōu)化。在限定時(shí)間內(nèi)，每一個(gè)項(xiàng)目工程都有使用的期限，而且在每一個(gè)環(huán)節(jié)中，都可以設(shè)計(jì)出多種方案以供參考與挑選。也就是說，在每個(gè)階段，都可以對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員可在確定優(yōu)化方法的時(shí)候，可以將各個(gè)階段的性質(zhì)作為依據(jù)，從而優(yōu)化整體工程的壽命，并對(duì)建筑的施工質(zhì)量予以保障，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益能夠有所增加。
2.2 局部?jī)?yōu)化與整體優(yōu)化。復(fù)雜性與層次性是任何一個(gè)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)都具備的兩大特點(diǎn)。從復(fù)雜性方面來看，其主要包括零部件的選取、建筑原材料的選取以及結(jié)構(gòu)類型的選取等內(nèi)容。從層次性方面來看，其主要包括建筑的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)體系以及安裝設(shè)計(jì)體系等，而在每一個(gè)體系之內(nèi)又包括了很多個(gè)下屬體系。在設(shè)計(jì)房屋建筑的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該優(yōu)化各個(gè)下屬的系統(tǒng)，沖破各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)，對(duì)工程進(jìn)行疊加。因此，在建筑任何房屋的時(shí)候，優(yōu)化的著眼點(diǎn)都應(yīng)該是整體而非局部。只有這樣，才能達(dá)到真正設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。
2.3 優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)。要想模型建立與優(yōu)化房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)，首先就要對(duì)剪力墻進(jìn)行合理的布設(shè)，對(duì)剪力墻的質(zhì)量均勻予以有效保證。這樣，樓層的結(jié)構(gòu)重心便能同樓層的平面剛度中心點(diǎn)實(shí)現(xiàn)重合，從而有效地削減了風(fēng)力以及地震等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。如果房屋的類型允許的話，那么可以盡量使用大開間的剪力墻構(gòu)造，并對(duì)剪力墻的墻肢長(zhǎng)進(jìn)行增加。這樣做，不僅可以有效地對(duì)墻肢的數(shù)量進(jìn)行縮減，還可以確保剛度能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，并以此作為前提與基礎(chǔ)，有效地降低混凝土的使用數(shù)量。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體措施
3.1 地基是建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。對(duì)建筑物的穩(wěn)定性起著決定性的作用。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)時(shí)，要因地制宜，具體情況具體分析。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)地基的設(shè)計(jì)優(yōu)化首先是要選擇合理的優(yōu)化方案，如果是基礎(chǔ)較深，那么就需要對(duì)擬建工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行全面仔細(xì)的勘察，然后再綜合其他現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的各種因素進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計(jì)。
3.2 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。磚砌體在房屋建筑結(jié)構(gòu)中主要擔(dān)負(fù)著抵抗側(cè)向位移和承重的作用，它的布置方式較為多變，但是在躍層結(jié)構(gòu)或表現(xiàn)出過大的受力結(jié)構(gòu)中卻并不適宜。通常應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行以下方面的優(yōu)化，優(yōu)化平立面結(jié)構(gòu)，保證建筑形體的規(guī)則性，抗側(cè)力構(gòu)件平面布置宜規(guī)則對(duì)稱，側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化。縱向抗震墻體在建筑整體中，必須保證有三條以上，合理規(guī)劃門窗的開口規(guī)格，一般要將寬度控制在2m或2m以下，這樣的設(shè)計(jì)有利于增加建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。
3.3 建筑底部剪力墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化。處于房屋建筑底部位置的框架剪力墻因?yàn)榫哂胸Q直方向抵抗側(cè)力部件的不連續(xù)性，所以就增加了受力出現(xiàn)不平衡狀況的因素。也就因此而增加了對(duì)建筑平面的要求。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡最大可能將承重墻放置于框架梁之上，如果受到具體條件限制而只能放置于次梁時(shí)，就必須要將主梁與框架梁的鋼筋配置適度增大，使放置承重墻的樓板厚度增加。
3.4 剪力墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化。對(duì)剪力墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其中連梁是最為重要的環(huán)節(jié)。如果將連梁的剮度增加，就一會(huì)產(chǎn)生增加建筑結(jié)構(gòu)地震作用的情況，同時(shí)也就造成了連梁與墻肢的內(nèi)部受力分配大幅度增加，這樣就應(yīng)該將此處構(gòu)件的鋼筋配置適度增加，從而使建筑材料受到不必要的浪費(fèi)。所以，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)該選擇將大剛度窗下墻當(dāng)做連梁的設(shè)計(jì)。應(yīng)該選擇的設(shè)計(jì)方式應(yīng)該是把連梁設(shè)計(jì)成剛度與截面較小的弱連梁，并且在達(dá)到結(jié)構(gòu)的剛度與變形程度要求的條件下，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)與變形能力等多方面思考，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的布置。一般來說，剪力墻設(shè)計(jì)越多，建筑結(jié)構(gòu)也就具有更大的抗側(cè)力，從而減少建筑結(jié)構(gòu)的位移，卻導(dǎo)致了地震力的增大?；谝陨系目紤]，進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)時(shí)必須要掌握對(duì)稱和分散與均勻的基本理念，以水平位移限度為準(zhǔn)控制剪力墻的數(shù)目。
3.5 房屋建筑結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，不但要關(guān)注整體設(shè)計(jì)，也應(yīng)該對(duì)各個(gè)細(xì)部結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)給予重視，比如進(jìn)行現(xiàn)澆板的設(shè)計(jì)時(shí)，為了達(dá)到去除拐角裂縫與結(jié)構(gòu)受力均勻的目的就需要將異形板劃分為矩形板。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)底部的框架抗震墻的鋼筋配置通常較大，如果在材料選用上使用冷軋帶肋鋼筋則能夠適當(dāng)減少鋼筋配置，從而更加便于施工和達(dá)到控制工程造價(jià)的目的。在有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化方面，也可以增加對(duì)現(xiàn)代化高科技的利用。
4 結(jié)語
總而言之，利用對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，可以保證建筑自身的功能，并且對(duì)工程資金投入進(jìn)行控制。另外，建筑企業(yè)及開發(fā)商不應(yīng)過于重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益，利用縮減建材、降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、削弱技術(shù)性能等方法來追求利益，并且也不可以一味的關(guān)注技術(shù)而忽視經(jīng)濟(jì)效益。房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化其最終的目的在于保證建筑的功能、提高建筑的質(zhì)量、提升環(huán)保性能，增加企業(yè)收益。為了完成這一任務(wù)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷提高自身水平，緊跟時(shí)代步伐，勇于開拓創(chuàng)新，為人民的居住及生活提供安全保障。因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行談?wù)撌侵档孟嚓P(guān)工作人員深入思考的事情。
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，在滿足建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)下，平面布置應(yīng)當(dāng)盡量保持對(duì)稱和規(guī)則，盡可能的縮小剛度中心和質(zhì)量中心之間的差異，從而使建筑物在水平荷載下不至于發(fā)生太大扭轉(zhuǎn)。在豎向布置上，在滿足功能的前提下，應(yīng)盡可能的使豎向承重構(gòu)件上下保持貫通，可以不使用轉(zhuǎn)換層則盡量不使用，避免造成結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的困難。豎向剛度盡量不要突變，應(yīng)采取漸變的方式，避免應(yīng)水平荷載作用產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
在工程項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮設(shè)計(jì)對(duì)象基本的使用功能和可靠性外，還要考慮把設(shè)計(jì)對(duì)象盡可能設(shè)計(jì)的更完善一些，這就是研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的主要目的。它用科學(xué)的計(jì)算選取更合適本項(xiàng)目滿意的結(jié)構(gòu)方案。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型與方案
房屋建筑工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、房屋屋蓋系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)優(yōu)化與結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化。針對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還包括了選型、布置、造價(jià)、受力等內(nèi)容進(jìn)行分析。在實(shí)際實(shí)施中，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)，再結(jié)合具體工程實(shí)施情況，圍繞房屋建筑綜合經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是在各種影響變量中選取主要的參數(shù)建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)的計(jì)算方法得出最好的優(yōu)化方案。結(jié)構(gòu)優(yōu)化建立模型大概分為以下幾個(gè)步驟：設(shè)計(jì)變量中主要參數(shù)的合理選擇，通常的變量選擇主要選擇對(duì)于總體結(jié)構(gòu)影響較大的參數(shù)，將所有的參數(shù)按各自的影響屬性劃分分類，將影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，這樣可以減少函數(shù)模型中大量的計(jì)算。目標(biāo)函數(shù)一旦確定，使用函數(shù)找出符合條件的最優(yōu)解。最后是約束條件的確定，房屋建筑結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件包括了應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、裂縫寬度約束、尺寸約束。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，確定各種約束條件務(wù)必符合現(xiàn)行規(guī)范要求。
（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)計(jì)多個(gè)變量和多個(gè)約束條件，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常常將由約束條件轉(zhuǎn)換為無約束條件計(jì)算，常用的方法包含有符合型法和拉式乘子法。在完成計(jì)算方案設(shè)定時(shí)只需要編制相適應(yīng)的運(yùn)算程序即可得到最優(yōu)化的結(jié)果。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用所面臨的幾個(gè)問題
將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)踐中，是比較廣泛的一項(xiàng)措施，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以不改變使用性能下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、舊房改造等各分部環(huán)節(jié)都能發(fā)揮巨大的效益。在時(shí)間應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)注意幾個(gè)問題。
（一）前期參與。前期方案的確定將直接影響到整體建筑的總投資，前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不參與是現(xiàn)在所面臨的一個(gè)問題，建筑設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的合理性和可行性大多沒有考慮，但建筑設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有些方案有可能造成建筑總投資增加和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度提升。假如我們?cè)诜桨傅某跗?，就選擇合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，那么我們就可以根據(jù)不同的建筑類型，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和合理的設(shè)計(jì)方案，打好一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
（二）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。概念設(shè)計(jì)運(yùn)用于沒有具體化數(shù)值情況下，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，從而達(dá)到最好的效果。在細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，注意各細(xì)節(jié)部分的設(shè)計(jì)，比如現(xiàn)澆板中異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可把異形板劃分成矩形運(yùn)用。
（三）地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先應(yīng)選擇合理的方案，如果是樁基礎(chǔ)，則要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件選擇合適的樁基類型，樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)選擇有很大影響，應(yīng)多比較選擇合適方案。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用
（一）降低建筑總造價(jià)。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，建筑層數(shù)越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用土地面積將越小，這樣節(jié)約了土地占用面積，但隨著建筑層數(shù)的提高，總建筑高端提升，樓與樓之間間距也在提升，傳給基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載也會(huì)增加，我們則要增大基礎(chǔ)，又會(huì)擴(kuò)大土地占用面積。雖然這樣單位面積會(huì)有所降低，但是還是沒有屋蓋效果那么明顯。
（二）提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性。隨著建筑層數(shù)提高，墻體面積和柱體積也會(huì)增加，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重增加，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力相應(yīng)增加，水、電氣管線相應(yīng)加長(zhǎng)，如果層數(shù)降低，可節(jié)約材料、利于抗震等，當(dāng)建筑高度減少，兩建筑間的日照距離也相應(yīng)減少，間接節(jié)約了用地。如果建筑面積相同，選擇的不同的平面形狀，建筑外側(cè)外墻的周長(zhǎng)也會(huì)不同，合理的平面模型使外墻周長(zhǎng)減少，外墻砌體、基礎(chǔ)設(shè)施。內(nèi)外表面裝修都會(huì)減少，與此同時(shí)還提高了受力性能，增強(qiáng)建筑經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)化方法的運(yùn)用，協(xié)調(diào)了建筑各部分單元，使建筑在更加美觀的同時(shí)增強(qiáng)了建筑的可實(shí)用性，還減少了總體建筑的工程造價(jià)，這符合了現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的效益需求。
當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對(duì)于居住條件和生活環(huán)境要求越來越高，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)對(duì)建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)和美觀相互協(xié)調(diào)，同時(shí)安全、經(jīng)濟(jì)、適用和便利是改善人們居住環(huán)境的重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理念注重以實(shí)際情況為準(zhǔn)則，根據(jù)工程建設(shè)的基本情況，以控制造價(jià)成本為中心來進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是利用對(duì)建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案和圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，通過對(duì)各種不同的影響變量參數(shù)中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)意義重大，一方面是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可節(jié)省材料，有利用抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大大降低了建筑工程的成本造價(jià)。節(jié)約用地，大量資料表明，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價(jià)25%左右，同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘?，能夠讓建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用中，可以達(dá)到物美價(jià)廉的效果，不僅實(shí)現(xiàn)了房屋的美觀和實(shí)用性，而且突出的節(jié)約了工程造價(jià)。在每個(gè)投資者眼中，在保證建筑結(jié)構(gòu)可靠性和科學(xué)性的前提下，同時(shí)在建筑長(zhǎng)遠(yuǎn)效益下，最大程度的節(jié)約工程成本，是首先考慮的因素，這樣才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，用最低的投資成本獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。
五、結(jié)論
房屋建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)在工程中是考慮因素較大的一個(gè)方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。所以建筑部門和建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)遵守經(jīng)濟(jì)性、適用性和合理性的設(shè)計(jì)原則，再運(yùn)用現(xiàn)代高科技手段，選擇運(yùn)用合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，用以實(shí)現(xiàn)降低建筑總工程造價(jià)并獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
[1]饒遠(yuǎn)文.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2010，（09）：160.
中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
建筑行業(yè)民用建筑市場(chǎng)的內(nèi)需一直在隨著現(xiàn)代人口的增長(zhǎng)而不斷擴(kuò)大，這也間接推動(dòng)了建筑行業(yè)朝著民用房屋結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。而現(xiàn)代社會(huì)也是一個(gè)追求高效和速度的時(shí)代，在現(xiàn)代房屋結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中，人們更追求的是高質(zhì)量、高品位和低成本。因此，為了房屋建筑行業(yè)中獲得成功，占有市場(chǎng)，現(xiàn)代建筑企業(yè)和設(shè)計(jì)師更多的在其房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用了優(yōu)化理論和方法，這樣能夠運(yùn)用建筑工程、數(shù)學(xué)等等科學(xué)知識(shí)方法和現(xiàn)代化手段來最大程度上節(jié)約資源和成本，并確保工程的質(zhì)量安全和經(jīng)濟(jì)效益都能夠?qū)崿F(xiàn)。下面文章簡(jiǎn)要探討了建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的理念意義、方法原則和其具體應(yīng)用。
一、簡(jiǎn)述建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化及其意義
建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的理論主要是從其不斷的實(shí)際應(yīng)用中提煉出來的。顧名思義，建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是對(duì)建筑房屋的整體結(jié)構(gòu)和分化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化處理處理，確保整體結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀、大方、安全，對(duì)每部分細(xì)節(jié)都要做到盡善盡美。這才能夠使得其設(shè)計(jì)產(chǎn)品在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品中脫穎而出，才能夠使得其設(shè)計(jì)作品得到大眾和企業(yè)的認(rèn)可。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，主要包括結(jié)構(gòu)項(xiàng)目整體和項(xiàng)目具體分布結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)主要就是要考慮其整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建筑群體圍護(hù)結(jié)構(gòu)等等設(shè)計(jì)。而項(xiàng)目具體分布結(jié)構(gòu)則要考慮的是其房屋形體、內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布、剪力墻等受力結(jié)構(gòu)分布等等。
建筑設(shè)計(jì)師對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化處理也就是會(huì)對(duì)其作品的所有整體部分和細(xì)節(jié)部分進(jìn)行精細(xì)琢磨，設(shè)計(jì)師們會(huì)廣泛調(diào)查參考市場(chǎng)設(shè)計(jì)作品，對(duì)其設(shè)計(jì)作品進(jìn)行再三計(jì)算和研究，這對(duì)于建筑產(chǎn)品質(zhì)量而言，無疑有著極大的保障，因?yàn)樵O(shè)計(jì)師在對(duì)其作品精益求精的同時(shí)，也使得其對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全和原材料等等元素都進(jìn)行大量的演算和實(shí)踐，因此設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量是毋庸置疑的。與此同時(shí)，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，是大量運(yùn)用了科學(xué)知識(shí)，這能夠充分運(yùn)用其資源成本，使得其結(jié)構(gòu)既安全、美觀，又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。而且通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的房屋結(jié)構(gòu)其質(zhì)量和成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)要優(yōu)于其他沒有運(yùn)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的。由此可見在現(xiàn)代建筑市場(chǎng)，運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)理念和方法是實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要手段，也是提高現(xiàn)代人們生活質(zhì)量，確保人們經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。
二、建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法原則
一般來說，建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要遵循一些原則。首先就是要符合企業(yè)和社會(huì)大眾的需要，也就是要確保建筑能夠滿足現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ畹幕A(chǔ)功能，使得居住者能夠生活方便、舒適。其次，要充分考慮使用者的健康安全，也就是在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)中，必須要把安全性和環(huán)保性放在第一位，要使得其作品能夠長(zhǎng)久使用，使得居住者舒適愉悅。然后，還要考慮到開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益，因此設(shè)計(jì)師們?cè)趦?yōu)化結(jié)構(gòu)時(shí)，也要使得建筑項(xiàng)目資源分配最優(yōu)化，盡力節(jié)省資源和成本。最后，建筑設(shè)計(jì)師在對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)和考慮時(shí)，在充分結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)和時(shí)尚元素后，還要大膽進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)一些新的結(jié)構(gòu)和思路，在設(shè)計(jì)過程中不僅僅要使得結(jié)構(gòu)勻稱規(guī)則，充分融合自己的設(shè)計(jì)理念和元素，還要按照建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡量使得建筑結(jié)構(gòu)的縱向功能齊全、承重應(yīng)力均勻，剛?cè)岫冗m中。這才是確保其設(shè)計(jì)作品獲得成功的主要基礎(chǔ)，也就是要使得其建筑設(shè)計(jì)作品在優(yōu)化的同時(shí)，也要實(shí)用。
三、建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體應(yīng)用
建筑設(shè)計(jì)師們?cè)趯?duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，一般會(huì)按照從總到分的步驟來進(jìn)行。
首先就是對(duì)房屋整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目整體模型和結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)師一般會(huì)建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，也就是把影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果和作用的元素作為設(shè)計(jì)變量元素，如結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定度、結(jié)構(gòu)造價(jià)、應(yīng)力約束、彈性約束等等，然后確立其模型的控制參數(shù)和目標(biāo)，通過確定其房屋結(jié)構(gòu)的約束條件，然后綜合計(jì)算其結(jié)構(gòu)的最優(yōu)結(jié)果。簡(jiǎn)而言之，也就是把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響元素進(jìn)行組合來代入到設(shè)計(jì)好的模式和函數(shù)中，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)方法來評(píng)比出最優(yōu)結(jié)構(gòu)。一般在進(jìn)行計(jì)算時(shí)會(huì)大量運(yùn)用到一些數(shù)學(xué)知識(shí)、如拉式乘法等等，而且其計(jì)算量也會(huì)很大，這是就會(huì)要求設(shè)計(jì)師根據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)模式，綜合考慮其計(jì)算方法和變量來設(shè)計(jì)計(jì)算程序。通過這些步驟的計(jì)算和驗(yàn)證，逐步找出其設(shè)計(jì)中的不科學(xué)、不完善的地方，然后進(jìn)行逐一改進(jìn)優(yōu)化，最后達(dá)到整體結(jié)構(gòu)的完美。
然后就是對(duì)房屋分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這主要包括其房屋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)拉梁、荷載、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)等等進(jìn)行優(yōu)化處理。在房屋基礎(chǔ)拉梁結(jié)構(gòu)上，設(shè)計(jì)師一般會(huì)從其要求高度、層數(shù)來綜合考慮其防震性和穩(wěn)固性，然后對(duì)其基礎(chǔ)樁基和基礎(chǔ)拉梁的配筋率進(jìn)行綜合計(jì)算，確保整個(gè)拉梁基礎(chǔ)和樁基能夠和諧一致。在對(duì)房屋的荷載設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)師也會(huì)充分考慮其施工地周圍的土質(zhì)狀況，明確其地基的受力荷載狀況，然后根據(jù)這些情況和風(fēng)力、氣候等等元素來設(shè)計(jì)其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)建造房屋的鋼筋混凝土和剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，一般會(huì)采用準(zhǔn)則方法的設(shè)計(jì)步驟，對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力和部件受力狀況進(jìn)行演算，通過核定其單元截面上的受力優(yōu)化不斷推進(jìn)，從而得出整體結(jié)構(gòu)受力的優(yōu)化。通過這些步驟能夠輔助設(shè)計(jì)師找出最適合、最低成本、最穩(wěn)定安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
最后，在對(duì)其整體結(jié)構(gòu)和分部結(jié)構(gòu)都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，也要注意以下問題。一般來說，除了能夠在書面上進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算的結(jié)構(gòu)外，建筑工程中也有其他部位構(gòu)件能夠進(jìn)行優(yōu)化處理，因此，設(shè)計(jì)師們?cè)谕瓿梢陨喜襟E后，也要綜合考慮其設(shè)計(jì)原則規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)不斷驗(yàn)證核算其構(gòu)件截面結(jié)構(gòu)，抱著精益求精的態(tài)度和雞蛋里挑骨頭的勁頭來不斷完善其結(jié)構(gòu)的含金量和尺寸。與此同時(shí)，在實(shí)際施工過程中，可能會(huì)產(chǎn)生一些誤差或者其他因素，對(duì)于其結(jié)構(gòu)超限項(xiàng)目和軟件結(jié)構(gòu)模型也要隨機(jī)應(yīng)變，運(yùn)用概念設(shè)計(jì)優(yōu)化方法來調(diào)整其后期設(shè)計(jì)，使得其設(shè)計(jì)作品趨向科學(xué)、合理及優(yōu)化。
結(jié)束語
綜上所述，現(xiàn)在房屋建筑行業(yè)是追求經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益俱全的領(lǐng)域，在房屋建筑工程中，為了房屋項(xiàng)目工程的經(jīng)濟(jì)適用性、安全穩(wěn)定性以及長(zhǎng)久性，就必須要在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中和原材料等等上面下功夫。通過對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的整體和所有細(xì)化項(xiàng)目的優(yōu)化處理，確保整個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的所有部位都能夠達(dá)到綜合最優(yōu)和平衡狀態(tài)，使得項(xiàng)目的質(zhì)量安全得到保障，促進(jìn)項(xiàng)目的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化，也是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)師們靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的主要目標(biāo)，更是其使用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的綜合體現(xiàn)。為了達(dá)成這一目的，并使得自己和企業(yè)都能夠獲得成功，現(xiàn)代設(shè)計(jì)師們就必須要朝著這個(gè)方面不斷研究和努力。促進(jìn)自己優(yōu)化設(shè)計(jì)水平和實(shí)力的穩(wěn)步增長(zhǎng)。
參考文獻(xiàn)
[1]王愛娟,劉士英.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013(5).
[2]樊劍.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,3013(24).
中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言：
進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們的生活理念發(fā)生了巨大的變化。作為人們工作生活的場(chǎng)所，房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也成為人們關(guān)心的話題。在現(xiàn)代消費(fèi)觀念的影響下，房屋不再僅僅是供人居住辦公，遮風(fēng)擋雨的場(chǎng)所，同時(shí)還被賦予了滿足人們審美觀念的新功能。當(dāng)前，除了最基本使用功能外，建筑正在被開發(fā)出越來越多的新用途，同時(shí)也是人們實(shí)現(xiàn)審美追求，提高生活格調(diào)重要途徑。建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)房屋時(shí)，不僅要考慮房屋的使用功能，更要從美學(xué)角度考慮更多的內(nèi)容。只有二者協(xié)調(diào)統(tǒng)一，完美結(jié)合，同時(shí)滿足使用者在使用功能和審美要求上的雙重要求，才能成為受人青睞的建筑佳品。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容非常廣泛，其根本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)功能完善、質(zhì)量可靠、符合人們審美情趣的設(shè)計(jì)方案。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需要持之以恒的長(zhǎng)期學(xué)習(xí)和實(shí)踐，需要汲取其它優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案的菁華，取長(zhǎng)補(bǔ)短，融會(huì)貫通，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，充分利用空間資源，最大程度地滿足房屋使用者的實(shí)際需要。
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法理論
在對(duì)工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象基礎(chǔ)性的是用功能進(jìn)行合理有效的考慮，還要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的美觀程度進(jìn)行有效的考慮。這也是工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的問題所在，簡(jiǎn)而言之就是使用科學(xué)的方法和語言把所有可能設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行集中，從而找到能夠滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)又能讓人滿意的設(shè)計(jì)方案。
對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案從理論上進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在房屋設(shè)計(jì)的工程上面，其中包括房屋工程結(jié)構(gòu)總體優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋結(jié)構(gòu)工程局部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。對(duì)房屋整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)又包括房頂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。建筑師在保證設(shè)計(jì)安全的前提之后，就應(yīng)該要對(duì)房屋設(shè)計(jì)勇敢的去創(chuàng)新和挑戰(zhàn)，從而設(shè)計(jì)出獨(dú)特美觀的房屋設(shè)計(jì)。但是在創(chuàng)新的時(shí)候應(yīng)該要注意盡量規(guī)則、對(duì)稱，使質(zhì)量中心和剛度中心盡可能的縮小，從而使得建筑的荷載能力進(jìn)一步的提高。在豎向的設(shè)計(jì)方面應(yīng)該注意盡可能的不用要使用轉(zhuǎn)換層，從而減少結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)困難，可以大程度的減少建造經(jīng)濟(jì)，而且還能夠增加荷載強(qiáng)度。
二、對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的重要性
在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，采用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的實(shí)際使用價(jià)值，還能夠很好地實(shí)現(xiàn)建筑物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。此外，好的結(jié)構(gòu)方案還可以最大程度上減少建設(shè)單位的資本投入，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保相結(jié)合的良好經(jīng)營(yíng)模式。因此，合理地使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠更好地實(shí)現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設(shè)單位開發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑物的高質(zhì)量和長(zhǎng)期使用。況且建筑物只有在保證良好質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其美觀、耐用、新穎等特點(diǎn)，才能夠滿足不同人群的需要，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)利益。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模式可以降低建筑成本。其采用的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施可以有效地實(shí)現(xiàn)建筑施工中各個(gè)資源的合理配置，以及各項(xiàng)建筑材料的充分利用，并且協(xié)調(diào)好房間的布局，使得這些布局能夠有效的結(jié)合，共同發(fā)揮其使用功能。合理的利用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，在確保建筑物安全性能的前提下能夠充分的體現(xiàn)出其創(chuàng)新性。此外，這種技術(shù)還能夠幫助設(shè)計(jì)人員選擇最為合理的設(shè)計(jì)方式。
三、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)意義
使用優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的方法，能夠使房屋在整體結(jié)構(gòu)上更加科學(xué)、合理。在實(shí)際的房屋施工建設(shè)中，房屋的層數(shù)對(duì)房屋的成本造價(jià)產(chǎn)生了直接的影響。在一般情況下建筑物的單位面積造價(jià)會(huì)隨著層數(shù)的增加而降低，但是在超過一定的層數(shù)之后(即超限建筑物)，房屋單位面積的造價(jià)反而會(huì)增加。因?yàn)殡S著建筑物樓層的增高，房屋中的承重墻和柱等結(jié)構(gòu)將會(huì)受到更多的荷載，房屋的穩(wěn)定性也將受到一定的影響。為了確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)建筑物的抗震性能以滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)形式將會(huì)發(fā)生大的變化，從而房屋的單位面積造價(jià)也會(huì)進(jìn)一步增加。想要在相同的用地面積內(nèi)，達(dá)到理想的房屋設(shè)計(jì)效果，提高建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益，就需要合理的控制建筑物的層數(shù)，并且確保房屋良好的設(shè)計(jì)效果。使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，還能夠在有限的用地面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大化的利用效果，促進(jìn)對(duì)建筑用地的合理使用。
四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅能夠降低工程投入成本，同樣可以做到使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)配置，體現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。通常來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法一般應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗震設(shè)計(jì)、舊房屋的整體改造等方面。
（1）前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是影響房屋經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的重要方面，它會(huì)對(duì)項(xiàng)目的總投資資金造成影響。當(dāng)前，在房屋設(shè)計(jì)方面存在的普遍的問題便是在前期環(huán)節(jié)并沒有將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法應(yīng)用其中，在設(shè)計(jì)前期并沒有考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，甚至部分情況下，會(huì)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成負(fù)面影響。因此，必須在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用其中，選擇較為合理、可行的結(jié)構(gòu)形式，策劃合理的設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)初始時(shí)期保障設(shè)計(jì)的合理性，為整體設(shè)計(jì)創(chuàng)造較好的開端。
（2）上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
想要對(duì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型建立及優(yōu)化，首先應(yīng)合理布設(shè)剪力墻。保證剪力墻的質(zhì)量均勻，使對(duì)稱樓層的平面剛度中心點(diǎn)同樓層的結(jié)構(gòu)重心相重合，從而削減地震、風(fēng)力等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。假如房屋類型允許，盡可能應(yīng)用大開間的剪力墻構(gòu)造，同時(shí)增加剪力墻的墻肢長(zhǎng)，這樣，不但可以縮減墻肢的數(shù)量，同時(shí)還能夠在保證剛度符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上降低混凝土使用數(shù)量。另外，因?yàn)榧袅χ械陌抵话銘?yīng)用鋼筋建材，如果應(yīng)用大開間的剪力墻構(gòu)造能夠縮減鋼筋的使用該數(shù)量。然而，假如建筑所在地區(qū)的地質(zhì)情況較差，而建筑對(duì)抗震性能的要求較高，那么，就不應(yīng)采用大開間的剪力墻構(gòu)造。
（3）房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計(jì)
房屋地基作為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，為達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，首先需要確保其地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)規(guī)劃。隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，房屋地基設(shè)計(jì)也正根據(jù)其建筑成品的功能、具體形態(tài)不同，其對(duì)地基的具體標(biāo)準(zhǔn)要求也存在著強(qiáng)弱差異，基于房屋基礎(chǔ)地基設(shè)計(jì)更需要從其實(shí)際情況出發(fā)，設(shè)定好地基實(shí)際勘測(cè)計(jì)劃，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，秉承節(jié)省工程造價(jià)的原則，若地基設(shè)計(jì)主要以地樁為基礎(chǔ)，則需要根據(jù)實(shí)際受力情況，對(duì)不同材質(zhì)的地樁進(jìn)行考察，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。
（4）抗震概念設(shè)計(jì)
在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要應(yīng)用于無具體數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)的抗震設(shè)計(jì)情況。將抗震設(shè)防烈度作為設(shè)計(jì)案例，正是由于其發(fā)生具有較大的不確定性，實(shí)際計(jì)算情況通常會(huì)與預(yù)定設(shè)計(jì)情況產(chǎn)生差異，因此需要采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)方案。將以往的數(shù)據(jù)作為輔助考察依據(jù)，在具體設(shè)計(jì)過程中，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法靈活運(yùn)用于設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到最佳設(shè)計(jì)值。另外，在保障宏觀設(shè)計(jì)滿足要求的同時(shí)還需要注重結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。將房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)中現(xiàn)澆板的選用作為具體設(shè)計(jì)要求，若其異形板在拐角末端較易產(chǎn)生斷裂情況，設(shè)計(jì)時(shí)則需要考慮鋼筋選擇的范圍，在投入成本相當(dāng)?shù)那闆r下，選用極限拉力較強(qiáng)、能夠滿足塑性要求的鋼筋材料。若現(xiàn)行規(guī)劃的現(xiàn)澆板所選用的材質(zhì)是在受力方面有較強(qiáng)功能的，此時(shí)為保障塑性要求，則可選擇冷軋帶肋式的鋼筋材料。保障在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)澆板外部里面的配置鋼筋材料能夠滿足結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體條件，不僅能夠?yàn)榻ㄖ踩O(shè)計(jì)提供保障，同樣也可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性控制的目的。
（5）對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)論進(jìn)行分析
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行了各種計(jì)算之后，要對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真的分析，并且找出各個(gè)設(shè)計(jì)方案中不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，并且結(jié)合總體的設(shè)計(jì)情況和進(jìn)展選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)論分析的時(shí)候，要注意不要遺漏一些細(xì)節(jié)問題。房屋的建設(shè)與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)耗時(shí)長(zhǎng)、成本高的項(xiàng)目，它不僅涉及到建設(shè)單位的利益，也涉及到了房屋使用者的利益，設(shè)計(jì)人員在把握細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上，要注意從宏觀上把握住當(dāng)事人的利益，這樣才能夠有效的節(jié)約建設(shè)成本，進(jìn)一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員不僅要避免追求片面的利益，還應(yīng)該避免為了追求設(shè)計(jì)創(chuàng)新而忽略了建筑實(shí)際情況。
（6）設(shè)計(jì)優(yōu)化的范圍
在對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，要求相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格的遵守相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，不僅僅能夠?qū)υO(shè)計(jì)規(guī)范中的條例進(jìn)行充分的了解，還要借個(gè)工程周邊環(huán)境的實(shí)際對(duì)建筑進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。與此同時(shí)還應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的不足之處做出有效的改變，比如:安全性比較差、要求過于寬松等等，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況適當(dāng)?shù)南嘟Y(jié)合，從而在實(shí)際的情況下保證建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的效果。
五、結(jié)束語
總而言之，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以有效的達(dá)到降低工程總造價(jià)、提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性的目的。在保障房屋安全和使用質(zhì)量的前提下，設(shè)計(jì)人員可以通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得房屋結(jié)構(gòu)在整體上達(dá)到安全、舒適和經(jīng)濟(jì)的目的。除去對(duì)房屋實(shí)用性及安全性的要求外，同時(shí)能夠從整體上節(jié)省房屋工程建造成本，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，較好地迎合了當(dāng)前科學(xué)發(fā)展觀、可持續(xù)發(fā)展理念的要求。
參考文獻(xiàn):
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[2]辛海虹．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2010，29(27):121．
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活水平也得到了不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來越高。在房屋建筑方面，人們不僅要求建筑必須要有一定的安全性與適用性，而且還要求建筑要具有一定的美觀與經(jīng)濟(jì)性。但是，在實(shí)際操作的過程中，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員一定要對(duì)施工的便利性進(jìn)行考慮，這樣才能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完工。因此，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，采取適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，不僅能充分滿足人們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及合理性要求，而且還能滿足人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的美觀要求。因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析與研究具有非常重大的意義。
1.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋建筑中的重要性
從我國(guó)現(xiàn)階段的國(guó)情與發(fā)展趨勢(shì)來看，房屋建筑在不久的將來，主要表現(xiàn)為高層或者超高層住房?；谶@種客觀實(shí)際，如何盡可能地減少投入的資金，并對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與時(shí)展的需求相符合予以保證，便成為了很多建筑企業(yè)與投資人員越來越關(guān)注的問題[1]。
要想優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)，施工人員一定要將保障建筑質(zhì)量安全作為前提與基礎(chǔ)，細(xì)致分析設(shè)計(jì)方案中的各個(gè)細(xì)節(jié)，并采用較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念與技術(shù)，控制好工程造價(jià)。從相關(guān)的數(shù)據(jù)反映情況來看，與沒有經(jīng)過設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比較而言，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化之后，經(jīng)費(fèi)可以縮減8%-22%。然而，在實(shí)際的操作過程中，因?yàn)楸欢喾矫娴臈l件限制住了，要真正地施展起來，需面臨非常多的困難，而且也無法將其優(yōu)越性充分地發(fā)揮出來。
在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以將建材的性能與機(jī)械設(shè)備的性能充分地發(fā)揮出來，這樣，與之前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比較而言，則更加具有優(yōu)勢(shì)。而且，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之后，工程造價(jià)的資金投入便能得到有效地降低，從而讓企業(yè)能夠贏得更高的經(jīng)濟(jì)效益。此外，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之后，可以實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)中各個(gè)單元的有機(jī)整合，從而提升了建筑的質(zhì)量，對(duì)人們的居住安全給予了重要保障。因此，要想對(duì)房屋結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的適用性與更好的經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一條行之有效且非常重要的途徑[2]。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
（1）分階段優(yōu)化與壽命優(yōu)化
在限定時(shí)間內(nèi)，每一個(gè)項(xiàng)目工程都有使用的期限，而且在每一個(gè)環(huán)節(jié)中，都可以設(shè)計(jì)出多種方案以供參考與挑選。也就是說，在每個(gè)階段，都可以對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員可在確定優(yōu)化方法的時(shí)候，可以將各個(gè)階段的性質(zhì)作為依據(jù)，從而優(yōu)化整體工程的壽命，并對(duì)建筑的施工質(zhì)量予以保障，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益能夠有所增加。
（2）局部?jī)?yōu)化與整體優(yōu)化
復(fù)雜性與層次性是任何一個(gè)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)都具備的兩大特點(diǎn)[3]。從復(fù)雜性方面來看，其主要包括零部件的選取、建筑原材料的選取以及結(jié)構(gòu)類型的選取等內(nèi)容。從層次性方面來看，其主要包括建筑的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)體系以及安裝設(shè)計(jì)體系等，而在每一個(gè)體系之內(nèi)又包括了很多個(gè)下屬體系。在設(shè)計(jì)房屋建筑的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該優(yōu)化各個(gè)下屬的系統(tǒng)，沖破各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)，對(duì)工程進(jìn)行疊加。因此，在建筑任何房屋的時(shí)候，優(yōu)化的著眼點(diǎn)都應(yīng)該是整體而非局部。只有這樣，才能達(dá)到真正設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。
（3）優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)
要想模型建立與優(yōu)化房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)，首先就要對(duì)剪力墻進(jìn)行合理的布設(shè)，對(duì)剪力墻的質(zhì)量均勻予以有效保證。這樣，樓層的結(jié)構(gòu)重心便能同樓層的平面剛度中心點(diǎn)實(shí)現(xiàn)重合，從而有效地削減了風(fēng)力以及地震等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。如果房屋的類型允許的話，那么可以盡量使用大開間的剪力墻構(gòu)造，并對(duì)剪力墻的墻肢長(zhǎng)進(jìn)行增加。這樣做，不僅可以有效地對(duì)墻肢的數(shù)量進(jìn)行縮減，還可以確保剛度能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，并以此作為前提與基礎(chǔ)，有效地降低混凝土的使用數(shù)量。此外，因?yàn)榧袅χ械陌抵ǔ２捎玫亩际卿摻罱ú?，通過大開間的剪力墻構(gòu)造應(yīng)用，是可以有效縮減鋼筋的使用
數(shù)量。
（4）協(xié)調(diào)優(yōu)化結(jié)構(gòu)與建筑
對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該盡可能地對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)與整體平面的配合緊密予以有效保證，使得結(jié)構(gòu)合理、造型美觀的效果可以有效的實(shí)現(xiàn)出來。對(duì)建筑墻與柱進(jìn)行布設(shè)的時(shí)候，應(yīng)該和房建平面的功能需求一樣，每個(gè)房建的開間與進(jìn)深等都應(yīng)該保持一致。盡可能地簡(jiǎn)潔建筑系統(tǒng)，不可以讓柱與墻之間出現(xiàn)錯(cuò)位的情況，而且每一層的截面面積與高度都應(yīng)該是一樣的。
結(jié)語
建筑行業(yè)與過去相比產(chǎn)生了很大變化，以往人們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的美化并不過分注重，隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，居民對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的美感要求非常高，建筑已經(jīng)不單純是作為住房而存在，而是一種藝術(shù)?，F(xiàn)階段，建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，投資者為了能夠獲取更好的經(jīng)濟(jì)效益，往往會(huì)提高房屋建筑的安全性、美觀度，吸引業(yè)主的眼球。就房屋建筑而言，投入最多的部分就是結(jié)構(gòu)投入，通過優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)，有利于提高住房質(zhì)量與安全性，還可使項(xiàng)目投入資金減少，便于投資者獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益[1]。
一、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述
成功的建筑可以將審美、功能集合起來，實(shí)現(xiàn)兩者的一體化，就建筑工程而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的重點(diǎn)內(nèi)容，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化包含多個(gè)方面的內(nèi)容，例如房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、周圍護(hù)欄的優(yōu)化、頂蓋系統(tǒng)的優(yōu)化等，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化要求注重細(xì)節(jié)，根據(jù)房屋建筑工程的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足居民需求，確定功能性符合要求后，可設(shè)置平面布置規(guī)模，縮小建筑剛度與質(zhì)量中心差距。
（一） 模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)
在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，對(duì)設(shè)計(jì)過程有明顯影響的就是模型設(shè)計(jì)，模型設(shè)計(jì)可以反映建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，提煉相關(guān)變量，對(duì)初步函數(shù)模型進(jìn)行建立，制定合理的設(shè)計(jì)方案。要想建立建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，首先需選擇設(shè)計(jì)變量，針對(duì)無太大影響的變量，可將其作為預(yù)定參數(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有較大影響的因素，可作為設(shè)計(jì)變量。其次，要利用函數(shù)表示建筑切面尺寸，還需表示涉及到的截面積，另外，要對(duì)設(shè)計(jì)條件進(jìn)行約束，約束條件包括規(guī)劃房屋尺寸、預(yù)應(yīng)力參數(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等，在規(guī)劃約束條件時(shí)，需根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，且設(shè)計(jì)要符合房屋結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，確保約束條件與實(shí)際操作情況相符，取得最好的設(shè)計(jì)效果[2]。
（二） 實(shí)現(xiàn)計(jì)算方案的優(yōu)化
在建筑結(jié)構(gòu)中，要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化涉及到的變量非常多，且其中包含復(fù)雜的數(shù)據(jù)，通常情況下，在計(jì)算方案規(guī)劃過程中，一般將限制性問題轉(zhuǎn)換為無限定性問題。
二、 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用分析
在房屋結(jié)構(gòu)中采用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，可使工程投資成本降低，除此之外，還能夠優(yōu)化配置房屋結(jié)構(gòu)，將最大化社會(huì)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)出來，一般情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要以房屋前期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理。
（一） 建筑結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)
前期設(shè)計(jì)對(duì)房屋經(jīng)濟(jì)性的影響非常大，還可影響項(xiàng)目總投資資金。現(xiàn)階段，從房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上看，其中存在較多的問題，主要表現(xiàn)為在前期設(shè)計(jì)中，并未應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在前期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性、科學(xué)性，甚至可能對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生不良影響。這就要求將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于前期設(shè)計(jì)中，為房屋設(shè)計(jì)提供可實(shí)踐、合理的方案，提高前期設(shè)計(jì)合理性，有利于為建筑整體設(shè)計(jì)提供依據(jù)[3]。
（二） 建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵內(nèi)容，為了獲取最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案，首先就需要實(shí)現(xiàn)地基結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。目前，建筑行業(yè)發(fā)展速度非?？?，隨著建筑產(chǎn)品具體形態(tài)、功能的不同，房屋地基設(shè)計(jì)也存在差異，從地基設(shè)計(jì)的具體情況上看，必須做好實(shí)地勘查工作，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)的過程中，遵循控制施工成本的原則，如果在地基設(shè)計(jì)中，其基礎(chǔ)部分為地樁，則要以其受力情況為依據(jù)，考察不同材質(zhì)地樁，選取合理的設(shè)計(jì)方案。
（三） 建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化
房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要根據(jù)具體參數(shù)完成，抗震設(shè)計(jì)具備很多不確定因素，預(yù)定設(shè)計(jì)與實(shí)際設(shè)計(jì)可能存在差異，這就需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。以往采集的數(shù)據(jù)可以作為抗震設(shè)計(jì)的依據(jù)，在設(shè)計(jì)階段，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化融入抗震設(shè)計(jì)中，獲得最佳的設(shè)計(jì)方案[4]。除此之外，為了使宏觀需求得以滿足，還要對(duì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)非常注重，合理選用現(xiàn)澆板，如果異形板易出現(xiàn)斷裂，則在設(shè)計(jì)過程中，要將鋼筋選擇范圍納入抗震設(shè)計(jì)中，在成本基本不會(huì)增加的情況下，選用功能更強(qiáng)的材料。為了確保塑性要求滿足條件，可以選用冷軋帶肋式鋼筋材料，當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)滿足條件，鋼筋材料的配置也符合要求后，可以提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，同時(shí)還可以控制施工成本。
（四） 科學(xué)優(yōu)化建筑主體
房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要以模型為依據(jù)完成系統(tǒng)優(yōu)化，其過程比較復(fù)雜，涉及到的內(nèi)容非常多，剪刀墻的設(shè)置必須合理，確保墻體質(zhì)量均勻，便于使樓層整體結(jié)構(gòu)重心與樓層中平面剛度中心點(diǎn)重合。在建設(shè)房屋的過程中，若擁有較好的施工條件，則需盡量采用大開間構(gòu)造，將剪刀墻墻肢長(zhǎng)度加長(zhǎng)，促使墻肢數(shù)量減少，能夠控制混凝土的用量。除此之外，通常采用鋼材對(duì)剪刀墻暗柱進(jìn)行鑄造，控制成本，如果建筑設(shè)計(jì)條件無法滿足，則不可使剪刀墻構(gòu)造過大。
（五）優(yōu)化排水結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
房屋建筑排水系統(tǒng)包含的機(jī)械設(shè)備非常多，且要求機(jī)械擁有較強(qiáng)的荷載能力，一般于地下室內(nèi)設(shè)置，且預(yù)留深度、預(yù)留尺寸要符合設(shè)計(jì)要求，還需加固鉆孔部位。施工人員要采取措施降低管線貫穿梁、柱的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，若在建設(shè)過程中，出現(xiàn)了上述貫穿的情況，則要加固墻體。就結(jié)構(gòu)整體而言，需確保管道網(wǎng)與結(jié)構(gòu)設(shè)置的協(xié)調(diào)性。
（六） 優(yōu)化電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電氣管線主要安裝于樓板、墻體或者金屬管體外部，安裝難度較大，若管線需從梁體穿過，則需選取梁體部位，留取孔洞，確保墻體寬度、梁體寬度保持一致。在房屋建筑中，電梯包含的建筑構(gòu)件非常多，建筑方案的設(shè)計(jì)人員要對(duì)電梯部分單獨(dú)給予設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的安全性、科學(xué)性，提高施工質(zhì)量。
（七） 建筑結(jié)構(gòu)局部、整體優(yōu)化
建筑工程設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的復(fù)雜性、層次性，就其復(fù)雜性而言，主要表現(xiàn)為施工人員要對(duì)建筑零部件、建筑材料等進(jìn)行選擇，做好工程的成本控制工作，從層次性上看，建筑工程包含多種體系，例如安裝體系、結(jié)構(gòu)相關(guān)體系、整體設(shè)計(jì)體系等。在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的同時(shí)，建筑工程設(shè)計(jì)人員必須優(yōu)化所有附屬系統(tǒng)，不能夠單純從局部考慮，必須要堅(jiān)持從整體利益出發(fā)，實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)資源的合理配置，提高建筑施工質(zhì)量。
三、結(jié)束語：
對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)，并優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，有利于在確保建筑功能的同時(shí)，對(duì)工程成本進(jìn)行有效控制，提高投資人員的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的在于確保建筑本身功能充分發(fā)揮，促使建筑主體質(zhì)量提升。設(shè)計(jì)人員需要擁有較高的設(shè)計(jì)水平，能夠創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為建筑工程的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供最優(yōu)化方案，希望能夠?qū)V大同行起到借鑒與參考的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]齊建民.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2015（11）：73.
[2]何冬霞.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊），2013（10）：18-19.
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，廣大人民群眾更加關(guān)注房屋的質(zhì)量是否有保證以及房屋內(nèi)外的設(shè)計(jì)是否美觀，地產(chǎn)商為了迎合社會(huì)公眾的上述需求必須要對(duì)房屋建筑加大投入，然而成本超出預(yù)算必然會(huì)為建造者的最終受益帶來消極影響，因此通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用來降低房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的造價(jià)受到青睞，以確保房屋建筑能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)保證廣大消費(fèi)者在房屋質(zhì)量與美觀性方面的需求[1]。
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的界定及其特點(diǎn)分析
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在目前的建筑領(lǐng)域被廣泛采用，其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時(shí)候不僅要考慮到施工整體的便利性，同時(shí)還要關(guān)注建筑外觀的美觀性和實(shí)用性，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法可謂是通過整合眾多專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域之后將建筑功能和使用目標(biāo)全部包含在內(nèi)的一種綜合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，經(jīng)過優(yōu)化的建筑設(shè)計(jì)方案顯然能滿足住戶需求的同時(shí)達(dá)到節(jié)約成本造價(jià)的目的。我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法存在如下特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，其中包括數(shù)學(xué)、美學(xué)以及藝術(shù)學(xué)等，體現(xiàn)了一種學(xué)科的關(guān)聯(lián)性和融合性。
（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是為了滿足廣大住戶的審美需求應(yīng)運(yùn)而生，所以經(jīng)過優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案往往具有很強(qiáng)的美感，而且其在保證美觀性的基礎(chǔ)之上又能保證建筑施工的便利性和可操作性，因此具有美觀性、實(shí)用性和便利性。
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的具體應(yīng)用是在遵循一定原則和標(biāo)準(zhǔn)的前提下進(jìn)行的，其強(qiáng)調(diào)優(yōu)化方法的科學(xué)合理性和經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)的初衷之一就是為了實(shí)現(xiàn)造價(jià)控制，而且為了順應(yīng)科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展理念的精神，優(yōu)化設(shè)計(jì)方法通常也要考慮到對(duì)環(huán)境的影響和能源的消耗，因此其具有科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的特點(diǎn)[2]。
2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)現(xiàn)途徑
在傳統(tǒng)的房屋建筑設(shè)計(jì)之中，由于其過分強(qiáng)調(diào)對(duì)建筑質(zhì)量的高要求和高標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致房屋建筑工程的造價(jià)成本經(jīng)常會(huì)超出預(yù)算，而且每個(gè)施工階段的造價(jià)預(yù)算也會(huì)相應(yīng)的增加5%左右，甚至高的時(shí)候會(huì)增加9%，這樣顯然不利于建筑企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法對(duì)于外觀的審美需求較低，常常只注重其實(shí)用性而忽視其美觀性，有些房屋建筑的風(fēng)格和設(shè)計(jì)模式趨同，缺乏創(chuàng)新性，難以符合現(xiàn)代人，尤其是年輕群體的審美需求和個(gè)性要求。然而，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中恰當(dāng)引進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，不僅能將房屋建筑的整體設(shè)計(jì)更加趨于實(shí)用，而且也能將美觀性與環(huán)保性均融入其中，在有效控制工程造價(jià)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步保證建筑的質(zhì)量安全以及滿足住戶的個(gè)性需求。據(jù)有關(guān)資料顯示，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法之后大約可以節(jié)省四分之一的成本造價(jià)，充分實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)的資源配置，因此將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用與房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的必要性和緊迫性[3]。具體而言，建筑企業(yè)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行努力：
首先，對(duì)房屋建筑主體結(jié)構(gòu)以及子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)尤為重要，因?yàn)榉课葜黧w結(jié)構(gòu)決定著房屋建筑的基本框架，如果主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差就會(huì)直接對(duì)房屋整體的安全性造成威脅，因此必須要重視對(duì)房屋整體以及主體結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)化以確保房屋的安全性，同時(shí)對(duì)房屋子結(jié)構(gòu)也要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整以確保主體結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性和協(xié)調(diào)性。
其次，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)必須在前期進(jìn)行而且在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中也要始終貫穿，在前期設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中必須要對(duì)房屋建筑主體結(jié)構(gòu)以及各個(gè)子結(jié)構(gòu)的具體造價(jià)評(píng)估進(jìn)行優(yōu)化以降低成本，其中對(duì)于樓層的高度以及樓層間距等問題要在技術(shù)方面進(jìn)行準(zhǔn)確試驗(yàn)并確定最后的數(shù)據(jù)。此外要重視設(shè)計(jì)變量的計(jì)算，將各種變量和影響因素進(jìn)行分類并經(jīng)過精密計(jì)算設(shè)定預(yù)定參數(shù)，同時(shí)還要準(zhǔn)確測(cè)定目標(biāo)函數(shù)與約束條件，尤其是對(duì)于房屋建筑尺寸、裂縫寬度、受力等進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化。
最后，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促使計(jì)算機(jī)的利用率明顯提高，充分利用相關(guān)的軟件進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化成為當(dāng)下流行的趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)軟件的相對(duì)精準(zhǔn)性能夠有效的針對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)計(jì)算以及實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)節(jié)方面的改進(jìn)。但僅通過計(jì)算機(jī)軟件來對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化存在缺陷，因?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件畢竟只是機(jī)械的數(shù)據(jù)計(jì)算且不會(huì)綜合考慮各種客觀因素的影響以及沒有應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的應(yīng)急處理能力，因此在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化還需要發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的主觀能動(dòng)性來確保技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用得以順利實(shí)現(xiàn)。
以某地區(qū)的房屋建筑工程為例，此房屋建筑屬于一棟五層樓高的寫字樓，其建筑總面積達(dá)6375平方米，長(zhǎng)57.1米，寬15.9米，房間的開間為4.7米，走廊的寬度為2.3米，此寫字樓的基礎(chǔ)持力層均采用細(xì)砂且凍土的厚度約為1米，地下水位深3.9米，房屋建筑的抗震烈度為8度。該寫字樓由于高度較低可采用最小鋼筋使用率，為了保證抗震結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要采用最大的拉梁設(shè)計(jì)，同時(shí)由于層數(shù)較少可以省略對(duì)房屋建筑抗震能力的基礎(chǔ)校驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)該通過數(shù)學(xué)公式的精確計(jì)算確定最優(yōu)級(jí)框架結(jié)構(gòu)。除此之外，設(shè)計(jì)人員在對(duì)設(shè)計(jì)方案選擇之初就要對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行對(duì)比考慮，對(duì)方案設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)參數(shù)都必須進(jìn)行核對(duì)，在方案確定之后也要對(duì)該方案中所涉及的一些敏感性問題，如房屋建筑的抗壓性等，進(jìn)行綜合考慮，尤其是對(duì)于那些地處復(fù)雜環(huán)境之下的房屋建筑更加要重視對(duì)房屋抗外作用力的優(yōu)化設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)方案的整個(gè)修改過程中都要對(duì)結(jié)構(gòu)的承重性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3.結(jié)束語
綜上所述，生活質(zhì)量的提高讓消費(fèi)者更加注重對(duì)房屋經(jīng)濟(jì)性與美觀性的追求，其中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于房屋建筑成本的影響較大，因此對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法能在保證房屋建筑高質(zhì)量的基礎(chǔ)上滿足消費(fèi)者的各種需求，進(jìn)而達(dá)到實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與滿足客戶需求的完美結(jié)合。同時(shí)建筑企業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時(shí)必須要注意不能以犧牲房屋建筑質(zhì)量來換取企業(yè)利益的實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化同樣要秉持質(zhì)量第一的施工理念。
參考文獻(xiàn)：
伴隨著不斷提升的社會(huì)生活和發(fā)展，人們開始對(duì)建筑的實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)和安全性有更高的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)房屋建筑構(gòu)造直接影響房屋使用功能以及直來給你，所以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化就非常關(guān)鍵。建設(shè)建筑的同時(shí)建筑構(gòu)造方面投入資金比較大，為了降低這部分投入需要持續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，保證建筑質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃，將建設(shè)方案擬定，科學(xué)安排施工工程，將總體構(gòu)造施工控制，保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化重要意義
目前的建筑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來講，未來建筑設(shè)計(jì)的主要方向是高層和超高層，對(duì)建筑行業(yè)來說，怎樣保證業(yè)主房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要的前提下，最大程度上將建筑成本節(jié)約，是最為重要的內(nèi)容。使用優(yōu)化房屋建筑設(shè)計(jì)方式，最大程度上將現(xiàn)代建筑施工設(shè)施、技術(shù)和材料優(yōu)勢(shì)作用發(fā)揮出來，不但將建筑實(shí)用性和美觀性提升，還有效的將建筑成本降低，實(shí)現(xiàn)建筑施工經(jīng)濟(jì)收益以及建筑品質(zhì)和使用功效有機(jī)綜合起來，最大程度上將建筑企業(yè)業(yè)主效益確保。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用
2.1 建筑主體上部結(jié)構(gòu)科學(xué)優(yōu)化
利用建模將建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，第一步科學(xué)設(shè)計(jì)剪力墻，保證剪力墻質(zhì)量均勻分布，保證建筑物中心和各個(gè)平面剛度中心保證一直，從而更好的將結(jié)構(gòu)剛度增強(qiáng)，降低因?yàn)榈卣稹?qiáng)風(fēng)等自然災(zāi)害給建筑結(jié)構(gòu)帶來的影響。建筑施工流程中，使用大開間設(shè)計(jì)的剪力墻，將剪力墻墻肢長(zhǎng)度增長(zhǎng)，就可以將墻肢數(shù)量降低，將混凝土使用量降低，另外，剪力墻當(dāng)中暗柱往常使用普通的鋼筋材料來建造，一旦使用比較大的剪力墻就可以建設(shè)鋼筋用量，將工程造價(jià)節(jié)約，一旦建筑對(duì)抗震性有比較特殊的標(biāo)準(zhǔn)，就不能夠隨意使用構(gòu)造比較大的剪力墻。
2.2 整體和局部?jī)?yōu)化
任何一個(gè)建設(shè)工程設(shè)計(jì)都具有比較復(fù)雜和層次性的特征，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，有些設(shè)計(jì)工作人員要面對(duì)建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)中的每一個(gè)系統(tǒng)都要科學(xué)的進(jìn)行優(yōu)化，將每一個(gè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系進(jìn)行加強(qiáng)，有效的將總體建筑項(xiàng)目進(jìn)行疊加，避免將優(yōu)化局部作為中心，要將總體的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效性。
2.3 優(yōu)化樁基礎(chǔ)
一般將樁基礎(chǔ)的類型分為兩類，一種作為預(yù)制樁一種灌注樁，這樣的灌注樁施工品質(zhì)比較難控制，時(shí)間比較久，操作非常繁雜，所以在符合沉降標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，基本上不適用灌注樁方式，使用預(yù)制樁方式，可是在使用預(yù)制樁的情況下，盡量使用長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，因?yàn)椴粩嗌钊氲拇驑?，?huì)承受越來越大的摩擦力。
2.4 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)直接影響到房屋建造的總體作業(yè)和穩(wěn)定情況，因此在基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計(jì)流程當(dāng)中要全面使用建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)優(yōu)化方式，全面控制地基地質(zhì)、樁基種類、基礎(chǔ)構(gòu)造等各個(gè)方面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全面控制，將樁基項(xiàng)目方式科學(xué)確定，掌握樁身長(zhǎng)度和直徑，優(yōu)化基礎(chǔ)構(gòu)造方法，確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)和資金投入之間的平衡。將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化全面進(jìn)行的前提中，將房屋總體構(gòu)造強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提升。
2.5 節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化
優(yōu)化節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要將綠色建筑理念為前提，同時(shí)自動(dòng)使用設(shè)計(jì)學(xué)方式。重點(diǎn)內(nèi)容就是：①為了讓房屋當(dāng)中獲得更好的采光性能，綜合項(xiàng)目所處的地理環(huán)境、氣候氣溫以及城市規(guī)劃的現(xiàn)實(shí)情況和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的挑選建筑朝向。保證房屋可以保證能夠接收到合適的太陽光照射時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)也為室內(nèi)通風(fēng)打好了非常良好的硬件基礎(chǔ)；②建筑美觀，盡量不與寒風(fēng)構(gòu)成一個(gè)直角，這樣保證最大程度上將熱量保留，同時(shí)獲得高效節(jié)能的成果；③維護(hù)房屋建筑，設(shè)計(jì)屋頂、門窗都是比較關(guān)鍵的，在面對(duì)陽光的一面，窗戶面積盡量的擴(kuò)大，同時(shí)盡量的加多數(shù)量，這樣保證房屋充分獲得陽光。陰面，窗戶要盡量減少數(shù)量，為了保證熱量不散失。設(shè)計(jì)建筑頂棚，加裝可循環(huán)的水管，方便得到冬暖夏涼的使用功效。
2.6 電力設(shè)施與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
電力設(shè)備當(dāng)中，電梯作為比較重要的設(shè)備，電梯房當(dāng)中具有非常多的電線和構(gòu)件，墻體上還有很多孔洞，所以設(shè)計(jì)電梯房的時(shí)候，要關(guān)注電梯房的強(qiáng)度，保證電梯房的品質(zhì)。一般電線將金屬作為內(nèi)心、外皮都是使用塑料等絕緣體，電線安裝的過程中，一旦沒有預(yù)留在墻上或者梁上面通道的話，安裝起來就非常難，所以，預(yù)留一些電線通道在墻上和梁上，保證電線不外漏，保證電力設(shè)施以及結(jié)構(gòu)形成協(xié)調(diào)性，這樣保證電力的用電安全性能。
中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，需要相關(guān)人員不斷進(jìn)行探索和改革，不斷促進(jìn)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，使其更符合設(shè)計(jì)要求、
更符合當(dāng)今社會(huì)的環(huán)保理念。
一、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述
根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況，以計(jì)劃成本控制為中心來進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是利用對(duì)建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型，通過對(duì)各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學(xué)的計(jì)算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化結(jié)果方案。
房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)意義主要有兩點(diǎn)：一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可節(jié)省材料，有利于抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能；二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大大降低了建筑工程的總成本造價(jià)。節(jié)約用地，大量資料表明，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價(jià)25%左右，同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘軌蜃尳ㄖこ探Y(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則
1、經(jīng)濟(jì)適用原則
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)建筑的環(huán)境對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的施工工藝和要求進(jìn)行選擇，保證在施工時(shí)盡量選擇難度低的施工工藝，使各項(xiàng)施工流程都能符合施工環(huán)境的需求。同時(shí)還要考慮到經(jīng)濟(jì)原則，盡量選擇性價(jià)比高的建筑材料，最大程度地節(jié)省工程成本，降低施工單位的投入。
2、安全堅(jiān)固原則
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證建筑工程質(zhì)量和人員財(cái)產(chǎn)安全的問題，必須考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到結(jié)構(gòu)的合理性，運(yùn)用各種先進(jìn)的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，保證建筑在使用過程中的安全穩(wěn)定。同時(shí)還要兼顧施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，減少施工事故的發(fā)生。
3、美觀實(shí)用原則
隨著人們生活水平的提高，人們的居住觀念也在一定程度上得到了相應(yīng)的改變，人們對(duì)于建筑的美觀舒適有了較高要求。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮美觀原則，使民用建筑的美觀程度增加，符合人們的審美需求。
三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用
1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.1選擇合適的鋼材
在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，鋼材的選擇非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能標(biāo)準(zhǔn)，所以鋼材要具有較好的延伸性，在抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度方面符合標(biāo)準(zhǔn)。為了保證焊接的質(zhì)量，要符合含碳量指標(biāo)。如果在地震區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)建筑，還要充分考慮抗震性的需求，要對(duì)鋼材進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn)，保證具有良好的韌性。為保證鋼材的各項(xiàng)性能都符合標(biāo)準(zhǔn)，一定要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)合格后準(zhǔn)予使用。對(duì)于有其他性能需求的，要按照建筑的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)操作，確保鋼材的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
1.2樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在樓面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，比較常見的問題是裂縫，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)將直接影響樓面的施工質(zhì)量。在樓面設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)施工材料的不同設(shè)計(jì)不同的方案，因?yàn)椴牧系男再|(zhì)不同，伸縮縫的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度也不相同。所以在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，對(duì)于樓面的設(shè)計(jì)可以使用現(xiàn)澆混凝土的方法，伸縮縫的長(zhǎng)度可以按照混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)留，以避免施工中樓面出現(xiàn)裂縫。
1.3網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的計(jì)算
在實(shí)際的建筑工作中，建筑設(shè)計(jì)人員通常會(huì)將網(wǎng)架同下部結(jié)構(gòu)分開進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算當(dāng)中，設(shè)定網(wǎng)架支座的剛度是無限大的，并且各個(gè)支座剛度相等，將支座反力與下部結(jié)構(gòu)相加就可以得出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)值。下部結(jié)構(gòu)可能為梁，也可能是其他的形式，其剛度差異很大。
2、地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
地基是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)，地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平直接影響到上層建筑的質(zhì)量。因?yàn)榈鼗幕A(chǔ)不僅要承受來自上層建筑的荷載，同時(shí)還會(huì)受到地下各種應(yīng)力的影響?；A(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的因素較多，在設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)基礎(chǔ)的地質(zhì)條件、水文狀況、荷載的分布情況、周圍建筑的基礎(chǔ)、抗震等級(jí)等各項(xiàng)要素進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，然后根據(jù)建筑的整體需求，設(shè)計(jì)出高水平的結(jié)構(gòu)方案。在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，條形基礎(chǔ)較為常見，基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式主要取決于地基的荷載力、防水要求等因素，有針對(duì)性的選擇基礎(chǔ)類型。
2.2樁基深度
在樁基設(shè)計(jì)方面，要選擇硬巖石為樁端的持力層。在樁端進(jìn)入到持力層時(shí)，應(yīng)對(duì)其深度進(jìn)行控制：以樁徑（d）為標(biāo)準(zhǔn)，如果是粘性土，應(yīng)大于2d；如果是強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖或砂土，應(yīng)大于1.5d；如果是強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖和碎石土，應(yīng)大于1d，且應(yīng)大于0.5m。在樁基進(jìn)入到持力層時(shí)，樁斷面進(jìn)入到巖層的深度應(yīng)大于0.5m，如果持力層為未風(fēng)化的硬質(zhì)巖或灰?guī)r時(shí)，可適當(dāng)減少其嵌巖深度，但也應(yīng)在0.2m以上。
四、民用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施
1、提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量
針對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在標(biāo)注不全、設(shè)計(jì)粗糙和違反規(guī)范條文等問題，應(yīng)在出施工力之前予以解決，這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員具有一定的專業(yè)知識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)。定期對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，不斷提升設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心，端正設(shè)計(jì)人員的態(tài)度，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。在選擇設(shè)計(jì)方時(shí)，要對(duì)設(shè)計(jì)方的相關(guān)證書和資質(zhì)進(jìn)行審查，保證民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，從源頭上提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。
2、優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)模型
民用建筑涉及國(guó)計(jì)民生，是與人民群眾利益聯(lián)系最緊密的建筑工程，因此在設(shè)計(jì)前必須對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、房屋的各個(gè)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)的承重、受力符合相關(guān)規(guī)范和要求。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還要充分考慮經(jīng)濟(jì)原則，保證建筑結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)還要盡可能降低建筑結(jié)構(gòu)的成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
3、提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性
現(xiàn)階段的民用設(shè)計(jì)普遍存在著抗震設(shè)計(jì)不足，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等現(xiàn)象。因此，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命，必須對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能選擇合理的結(jié)構(gòu)類型。比如現(xiàn)階段運(yùn)用廣泛鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、工期短等特點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)階段民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的大空間布置，能更好地保證了民用建筑空間設(shè)置的靈活性，為施工和業(yè)主的裝修設(shè)計(jì)提供了便利。此外，使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)能有限地減少水泥、砂石等建筑原料的使用，能大大減少施工成本，降低工程造價(jià)。同時(shí)還能降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展，提高民用建筑的社會(huì)效益。
為了更好地保障民用建筑的安全性，建筑物地基基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)不容忽視，在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮場(chǎng)地條件及地基承載力特征值，根據(jù)建筑本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，保證地基基礎(chǔ)部分受力均勻，滿足整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)施工過程中出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通，共同商議處理方法，保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，使地基基礎(chǔ)部分符合建筑設(shè)計(jì)的要求。
結(jié)束語
總而言之，只有不斷提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的能力和素質(zhì)，使設(shè)計(jì)出的方案更加合理有效，促進(jìn)我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)向安全、合理、科學(xué)的方向轉(zhuǎn)變。
參考文獻(xiàn)
隨著近年來社會(huì)的迅速發(fā)展，土地制度也在不斷健全與完善，伴隨著土地資源需求量的增多，為緩解土地資源緊張的局勢(shì)，其土地價(jià)格也在迅速上漲。此種資源背景不僅給房產(chǎn)開發(fā)工作帶來了一定的壓力，同樣也在一定程度上影響了建筑成本的控制。當(dāng)前，人們對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)的要求也越來越高，建筑產(chǎn)品的質(zhì)量成為了大多數(shù)社會(huì)群體廣泛關(guān)注的問題。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)理念是在保障房屋實(shí)用性、安全性、經(jīng)濟(jì)、美觀的前提下，來達(dá)到空間的最優(yōu)配置，實(shí)現(xiàn)資源的最佳利用。以下主要介紹建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法
一個(gè)集功能與審美一體化的成功建筑必須是將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與外觀設(shè)計(jì)相結(jié)合的產(chǎn)物。其中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則是設(shè)計(jì)工作中的重中之重，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括房屋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、房屋頂蓋系統(tǒng)的優(yōu)化系統(tǒng)、房屋周圍護(hù)欄方面的方案優(yōu)化設(shè)計(jì)及其他結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要從房屋建筑的實(shí)際情況出發(fā)，從整體效應(yīng)方面去考慮，在確保設(shè)計(jì)滿足功能性要求后，對(duì)平面布置的規(guī)模進(jìn)行設(shè)置，將建筑質(zhì)量中心與其剛度之間的差距縮小，均衡力度的承載方向。以下主要簡(jiǎn)單地介紹建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的模型及其具體的優(yōu)化計(jì)算方案。
1.1設(shè)計(jì)模型
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型建設(shè)主要是將影響結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)的具體參數(shù)發(fā)掘出來，并將相關(guān)變量的參數(shù)提煉出來，建立出初步設(shè)計(jì)的函數(shù)模型。并將其通過合理性的計(jì)算方案，規(guī)劃出最佳的設(shè)計(jì)方案。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型建立第一步，首先需要選擇選擇影響整體設(shè)計(jì)的主要因素作為設(shè)計(jì)變量，將影響并不大的變量作為預(yù)定參數(shù)，從整體上減少設(shè)計(jì)程序的工作冗余。其次，將預(yù)定參數(shù)中建筑切面的尺寸及涉及到其截面積的相關(guān)數(shù)據(jù)函數(shù)表示出來，以控制總費(fèi)用成本為目的。
1.2優(yōu)化計(jì)算方案
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法主要是一種根植于可靠度的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。其中變量較多，各類數(shù)據(jù)比較復(fù)雜。一般而言，在規(guī)劃計(jì)算方案時(shí)常習(xí)慣將限制性的問題轉(zhuǎn)化為無限定性的問題。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化計(jì)算方案一般可以采取拉氏乘子法、Powell算法等。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用
將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅能夠降低工程投入成本，同樣可以做到使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)配置，體現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。通常來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法一般應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗震設(shè)計(jì)、舊房屋的整體改造等方面。
2.1前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是影響房屋經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的重要方面，它會(huì)對(duì)項(xiàng)目的總投資資金造成影響。當(dāng)前，在房屋設(shè)計(jì)方面存在的普遍的問題便是在前期環(huán)節(jié)并沒有將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法應(yīng)用其中，在設(shè)計(jì)前期并沒有考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，甚至部分情況下，會(huì)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成負(fù)面影響。因此，必須在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用其中，選擇較為合理、可行的結(jié)構(gòu)形式，策劃合理的設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)初始時(shí)期保障設(shè)計(jì)的合理性，為整體設(shè)計(jì)創(chuàng)造較好的開端。
2.2抗震概念設(shè)計(jì)
在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要應(yīng)用于無具體數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)的抗震設(shè)計(jì)情況。將抗震設(shè)防烈度作為設(shè)計(jì)案例，正是由于其發(fā)生具有較大的不確定性，實(shí)際計(jì)算情況通常會(huì)與預(yù)定設(shè)計(jì)情況產(chǎn)生差異，因此需要采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)方案。將以往的數(shù)據(jù)作為輔助考察依據(jù)，在具體設(shè)計(jì)過程中，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法靈活運(yùn)用于設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到最佳設(shè)計(jì)值。另外，在保障宏觀設(shè)計(jì)滿足要求的同時(shí)還需要注重結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。將房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)中現(xiàn)澆板的選用作為具體設(shè)計(jì)要求，若其異形板在拐角末端較易產(chǎn)生斷裂情況，設(shè)計(jì)時(shí)則需要考慮鋼筋選擇的范圍，在投入成本相當(dāng)?shù)那闆r下，選用極限拉力較強(qiáng)、能夠滿足塑性要求的鋼筋材料。若現(xiàn)行規(guī)劃的現(xiàn)澆板所選用的材質(zhì)是在受力方面有較強(qiáng)功能的，此時(shí)為保障塑性要求，則可選擇冷軋帶肋式的鋼筋材料。保障在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)澆板外部里面的配置鋼筋材料能夠滿足結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體條件，不僅能夠?yàn)榻ㄖ踩O(shè)計(jì)提供保障，同樣也可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性控制的目的。
2.3房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計(jì)
房屋地基作為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，為達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，首先需要確保其地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)規(guī)劃。隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，房屋地基設(shè)計(jì)也正根據(jù)其建筑成品的功能、具體形態(tài)不同，其對(duì)地基的具體標(biāo)準(zhǔn)要求也存在著強(qiáng)弱差異，基于房屋基礎(chǔ)地基設(shè)計(jì)更需要從其實(shí)際情況出發(fā)，設(shè)定好地基實(shí)際勘測(cè)計(jì)劃，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，秉承節(jié)省工程造價(jià)的原則，若地基設(shè)計(jì)主要以地樁為基礎(chǔ)，則需要根據(jù)實(shí)際受力情況，對(duì)不同材質(zhì)的地樁進(jìn)行考察，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。
2.4選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型
將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要是為了在降低工程造價(jià)的基礎(chǔ)上，提升房屋建成后的整體效益。因此，需要選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型。常規(guī)設(shè)計(jì)中主要有三種房屋結(jié)構(gòu)形式，分別為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)及框架與剪力墻融合的結(jié)構(gòu)模型。第一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能較高，且并不需要較多材料的選用，第二中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于其柱截面較大會(huì)影響房屋內(nèi)部家具的布置，而第三種結(jié)構(gòu)綜合適應(yīng)能力較強(qiáng)，抗震效果好，且抗測(cè)力效果較為明顯。三種結(jié)構(gòu)類型均有其自身存在的優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案時(shí)同時(shí)需要從房屋實(shí)際需求出發(fā)，將造價(jià)與后期效益均納入考慮的范疇，據(jù)實(shí)際情況選擇最佳設(shè)計(jì)方案。
結(jié)束語
總之，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是為了達(dá)到降低工程總造價(jià)、提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性的目的。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇最為合理、科學(xué)的建筑材料，在前期設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、下部地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，不僅能夠使建筑物實(shí)現(xiàn)審美價(jià)值與功能性的統(tǒng)一，同時(shí)能夠從整體上節(jié)省房屋工程建造成本，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，較好地迎合了當(dāng)前科學(xué)發(fā)展觀、可持續(xù)發(fā)展理念的要求。
參考文獻(xiàn)
[1]鄭智，樂肖軍.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（02）.
[2]孫有果.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用探討[J].科技致富導(dǎo)向，2011（08）.
隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步和土地資源需求量逐漸增加的同時(shí)，人們對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)和房屋質(zhì)量的要求也在越來越高。為了滿足廣大購房者的需求和提高經(jīng)濟(jì)效益，很多的房屋建造設(shè)計(jì)商開始進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。目前，從房地產(chǎn)的市場(chǎng)銷售情況來看，應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的房屋得到了大多數(shù)購房者的好評(píng)和青睞。本文主要圍繞建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋設(shè)計(jì)的應(yīng)用展開分析和探討。
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)意義
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義主要有兩方面。一方面，對(duì)于購房者來說，在進(jìn)行房屋選購的過程別關(guān)注房屋的價(jià)格、安全性和外觀設(shè)計(jì)等。而結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用在很大程度上可以實(shí)現(xiàn)房屋的經(jīng)濟(jì)型、適用性、安全性和美觀性等。另一方面，對(duì)于房屋的建造商來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的使用，在滿足購房者需求的同時(shí)，可以最大限度的降低建造成本來實(shí)現(xiàn)房屋建設(shè)的最大經(jīng)濟(jì)效益，這不僅實(shí)現(xiàn)了雙贏，而且有助于房屋建筑得到更好更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展[1]。過去的房屋設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)常是難以同時(shí)滿足房屋消費(fèi)者和房屋建筑商的雙向需求，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法
一個(gè)成功的建筑房屋設(shè)計(jì)是進(jìn)行了審美功能與實(shí)用功能的有效結(jié)合。在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)的過程中，首先要從房屋建筑的整體效應(yīng)和實(shí)際情況出發(fā)，在滿足房屋各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)房屋平面設(shè)計(jì)的規(guī)模進(jìn)行布置，然后，通過縮小房屋建筑質(zhì)量中心與其剛度之間的差距來實(shí)現(xiàn)力度承載方向的均衡。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要包括房屋頂蓋的優(yōu)化系統(tǒng)、房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、房屋周圍護(hù)欄方面的方案優(yōu)化設(shè)計(jì)和其他結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)。以下是幾種常用的房屋建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的模型和具體的優(yōu)化計(jì)算方案：
（一）模型的設(shè)計(jì)
總的來說，對(duì)于建筑機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的建立主要是通過對(duì)影響結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體相關(guān)參數(shù)和相關(guān)變量的參數(shù)進(jìn)行分析來建立初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的函數(shù)模型，再通過一些合理的計(jì)算方案等對(duì)初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的建立主要有這幾點(diǎn)：第一步，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要將影響整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素設(shè)置為設(shè)計(jì)變量，將影響不是特別大的因素變量設(shè)置為預(yù)定參數(shù)，從而達(dá)到從整體上減少設(shè)計(jì)程序的工作冗余。第二步，將預(yù)定參數(shù)中房屋建筑切面的尺寸和有關(guān)房屋建筑截面積的相關(guān)數(shù)據(jù)用函數(shù)表示出來，從而到達(dá)對(duì)成本總費(fèi)用進(jìn)行控制的目的[2]。第三步，規(guī)劃好有關(guān)制約建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的條件，在進(jìn)行約束條件的規(guī)劃過程中，設(shè)計(jì)人員要在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案和房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的情況下，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)約束條件進(jìn)行最佳優(yōu)化。其中房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件主要有預(yù)應(yīng)力的相關(guān)參數(shù)限制、變形情況的規(guī)定、房屋的尺寸規(guī)劃、結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度等方面。
（二）計(jì)算方案的優(yōu)化
建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，主要是一種以房屋結(jié)構(gòu)可靠性為基礎(chǔ)的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，這項(xiàng)方案中的變量較多，而且不同種類的數(shù)據(jù)也比較復(fù)雜，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化人員一般都是在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃方案的計(jì)算時(shí)習(xí)慣于將一些具有限定條件的問題變?yōu)榱藳]有限定條件的問題。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案設(shè)置時(shí)可以采用拉氏乘子法、Powell 等計(jì)算方法。
三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用
在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)際施工中，設(shè)計(jì)人員不僅要對(duì)實(shí)際施工情況進(jìn)行全面考察的情況下對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用性進(jìn)行優(yōu)化，而且要追求房屋綜合價(jià)值的優(yōu)化。這樣才能才能真正實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面優(yōu)化和實(shí)用。
（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的建立
在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，要建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型主要有三點(diǎn)：第一，選擇并且確定合理的設(shè)計(jì)變量。設(shè)計(jì)變量的選擇不僅會(huì)影響到對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)的選擇，也會(huì)涉及到參數(shù)重要性的區(qū)分問題，而且在很大程度上可以減少計(jì)算和編程的工作量。第二，確定優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)。首先，設(shè)計(jì)人員要找出滿足函數(shù)條件的的目標(biāo)函數(shù)，然后在根據(jù)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的計(jì)算[3]。第三，確定模型的約束條件。在房屋的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，存在很多的約束條件，如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、裂縫約束、變形約束和彈性約束等。在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中使用設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，不僅可以在確保約束條件符合設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，通過對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的約束條件與建筑的實(shí)際約束條件的進(jìn)行對(duì)比進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的最佳設(shè)計(jì)。
（二）優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案的選擇和程序的設(shè)計(jì)
第一，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程中，要在充分考慮所有變量因素的前提下，運(yùn)用各種熟悉計(jì)算方法進(jìn)行將所有的約束條件轉(zhuǎn)為非約束條件的計(jì)算，從而達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)算方案的優(yōu)化。第二，在將優(yōu)化計(jì)算方案和結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型構(gòu)建好的前提下，設(shè)計(jì)人員可以將編寫好的程序?qū)胗?jì)算機(jī)中，然后只需要將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入到相關(guān)的系統(tǒng)中，再通過計(jì)算機(jī)程序的自動(dòng)運(yùn)行和計(jì)算就可以得到相關(guān)的結(jié)果。
（三）結(jié)果的分析
在得到計(jì)算結(jié)果之后，就要通過對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析來確定最佳的方案。房屋的建筑是一項(xiàng)資金、人力和施工材料等耗費(fèi)量大的工程，因此，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的主要目的就是能夠在確保房屋美觀和質(zhì)量的前提下降低各種成本費(fèi)用。因此，在進(jìn)行房屋建造的過程中，必須進(jìn)行總體法規(guī)的考慮，不能為了資金的節(jié)約而忽視設(shè)計(jì)的優(yōu)化作用，要正確處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，既要反對(duì)片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約，忽視節(jié)航速上的合理性，導(dǎo)致整個(gè)工程項(xiàng)目達(dá)不到功能的要求，又要反對(duì)只注重技術(shù)，而忽略了對(duì)經(jīng)濟(jì)的考慮。
（四）在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中要注意的問題
一方面，前期方案的制定對(duì)建筑的總投資會(huì)有直接的影響，因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋結(jié)果設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，要注意在前期方案的制定中，就要進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用來提高房屋建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。另一方面，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行整體宏觀把握的同時(shí)，要關(guān)注到細(xì)節(jié)方面。做好每一個(gè)小細(xì)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，才能從根本上確保整個(gè)房屋建筑的整體結(jié)構(gòu)達(dá)到優(yōu)化。
結(jié)束語
總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅實(shí)現(xiàn)了房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的更新的突破，而且使房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)型、美觀性和適用性的完美的結(jié)合。但建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在具體的應(yīng)用中是一個(gè)非常復(fù)雜的綜合性決策問題，因此房屋建筑商需要在實(shí)踐的過程中不斷的進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和問題的發(fā)現(xiàn)與解決，從而使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法能夠真正為我國(guó)的房屋建筑的發(fā)展服務(wù)和產(chǎn)生重大現(xiàn)實(shí)價(jià)值和意義。
參考文獻(xiàn)：
