摘要：文章首先簡要闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要意義，在此基礎(chǔ)上對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化方法的應(yīng)用進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)Ψ课萁ㄖY(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要意義

對(duì)于房屋建筑而言，結(jié)構(gòu)是其設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，不但會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性造成影響，而且還會(huì)縮短其使用壽命。通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，除了能夠大幅度提升建筑質(zhì)量之外，還可以獲得經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重提高。近年來，我國在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的破壞，各種資源和能源也隨之大量耗費(fèi)，在這一背景下，國家提出了節(jié)能環(huán)保、降耗減排的理念，只有遵循這一理念，才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。對(duì)于建筑企業(yè)而言，在當(dāng)前如此激烈的市場競爭中，想要占有更多的市場份額，獲得更多用戶的認(rèn)可，就必須在房屋建筑建設(shè)過程中，提高質(zhì)量、降低成本，以最小的投入獲得最大的收益。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過優(yōu)化方法的合理使用，可以在保證工程質(zhì)量的前提下，降低成本，還能節(jié)省建材的用量，有助于減少資源的浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，我國的城市化建設(shè)進(jìn)程逐步加快，各類建筑工程隨之增多，人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)愈發(fā)重視，優(yōu)化后的建筑結(jié)構(gòu)其內(nèi)部的各個(gè)單元與相關(guān)的建筑元素能夠進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在提升建筑質(zhì)量的同時(shí)，改善了人們的居住環(huán)境，滿足了人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)多樣化和舒適性的需求。對(duì)于傳統(tǒng)的房屋建筑而言，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)更注重結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性，但對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的重視程度卻略顯不足，由于對(duì)工程造價(jià)的控制不到位，常常會(huì)導(dǎo)致超預(yù)算的情況發(fā)生，不僅如此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還或多或少地存在一些缺陷和不足，房屋建筑的美觀性不夠，無法滿足人們對(duì)高品質(zhì)房屋的需要。而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過優(yōu)化方法的應(yīng)用，可以將經(jīng)濟(jì)性與美觀性相結(jié)合，在提高建筑生態(tài)效益的同時(shí)，降低了工程造價(jià)，提高了建筑質(zhì)量。由此可見，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化方法的應(yīng)用

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化方法的應(yīng)用體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

2.1.1在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期的應(yīng)用。對(duì)于房屋建筑而言，前期設(shè)計(jì)對(duì)總體的建造具有重要作用，然而，由于部分設(shè)計(jì)人員對(duì)前期設(shè)計(jì)的重要性認(rèn)識(shí)不足，致使前期設(shè)計(jì)中并沒有對(duì)優(yōu)化方法進(jìn)行合理應(yīng)用，從而忽視了結(jié)構(gòu)的科學(xué)性及合理性，致使設(shè)計(jì)出來的建筑結(jié)構(gòu)差強(qiáng)人意。為此，應(yīng)當(dāng)在房屋建筑結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用優(yōu)化方法對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，制定出合理可行的設(shè)計(jì)方案，為建筑的后續(xù)建造奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.1.2在地基設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在房屋建筑中，地基基礎(chǔ)是最為重要的結(jié)構(gòu)之一，如果地基不穩(wěn)，那么處于其上的建筑主體結(jié)構(gòu)很難穩(wěn)定，所以，必須在地基設(shè)計(jì)中，應(yīng)用優(yōu)化方法。以樁基為例，在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)按照房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況，對(duì)不同材質(zhì)的樁基進(jìn)行考察和選擇，以此來達(dá)到樁基性能最優(yōu)的目的，從而最大限度地提升基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，為上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定提供保障。

2.1.3在抗震中的應(yīng)用。抗震是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，尤其是在地震災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，更要對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)予以重視。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能獲得大幅度提升，即使發(fā)生地震，也不會(huì)出現(xiàn)房倒屋塌的情況。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的具體實(shí)施

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要掌握房屋建筑工程所在地的地質(zhì)情況，結(jié)合技術(shù)可行性和造價(jià)合理性的要求，對(duì)現(xiàn)行設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際施工情況，既滿足房屋建筑功能性的使用需求，又減少施工中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更。

2.2.1建模。綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將自變量定義為影響建筑結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)，合理區(qū)分參數(shù)，合理減少設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算量，提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；在建模過程中，要確定好與房屋建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的函數(shù)，降低工程成本，使工程建設(shè)符合項(xiàng)目管理要求。同時(shí)，要求確定函數(shù)能夠受控于人為操作，通過采取有效的措施可減少成本費(fèi)用支出；設(shè)計(jì)人員確定影響房屋建筑結(jié)構(gòu)的約束條件，如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、裂縫寬度、應(yīng)力約束、構(gòu)件尺寸等指標(biāo)，以及正常狀態(tài)下和終極限狀態(tài)下的彈性約束條件，將這些指標(biāo)為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的重要依據(jù)。

2.2.2確定計(jì)算方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，設(shè)計(jì)人員可采用Powell法、拉氏乘子法，并編寫綜合應(yīng)用程序，保證綜合應(yīng)用程序滿足運(yùn)算速度快、功能齊全、計(jì)算準(zhǔn)確性高的要求，從而避免計(jì)算失誤。在該程序中輸入已確定的設(shè)計(jì)變量，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成設(shè)計(jì)方案。若某一變量發(fā)生變化，則設(shè)計(jì)人員可直接在程序上改寫該變量，之后再輸出改寫后的方案結(jié)果，提高方案計(jì)算效率。

2.2.3結(jié)果分析。設(shè)計(jì)人員要對(duì)比較分析不同的計(jì)算結(jié)果，結(jié)合多方面因素優(yōu)化出最佳的設(shè)計(jì)方案。在結(jié)果分析中，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合建設(shè)方對(duì)房屋建筑提出的投資控制目標(biāo)，并考慮到工程所需使用的施工技術(shù)，處理好先進(jìn)技術(shù)與工程成本之間的關(guān)系，而后再分析評(píng)價(jià)不同的計(jì)算結(jié)果，最終選出最佳的設(shè)計(jì)方案。

3、結(jié)論：

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，由于其中涵蓋的內(nèi)容較多，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)或是細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性、耐久性造成影響。為避免此類情況的發(fā)生，可在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)優(yōu)化方法進(jìn)行合理運(yùn)用，由此除了能夠使設(shè)計(jì)出來的房屋建筑結(jié)構(gòu)更加合理之外，還有助于房屋建筑整體質(zhì)量的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 易思偉.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾， 2016 （3）

[2] 李玉. 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)用探索[J].工程技術(shù)：文摘版：00045-00046

[3] 吳蓬勃，余子亮. 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， 2015 （20）