摘要：隨著我國人民的住房水平不斷提高，人們對房屋建筑的要求也越來越高。要提升房屋建筑的美觀性，降低建設(shè)成本，就需要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要對施工過程是否合理進行考慮，還要實現(xiàn)對設(shè)計方案的不斷優(yōu)化，從經(jīng)濟型以及安全性和外觀設(shè)計等方面提高建筑的基本價值?；诖?，文章就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化策略

1、相關(guān)理論概述

1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法概念

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法指的是從理論及經(jīng)驗層面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法分析和認(rèn)知建筑結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的總體優(yōu)化，完善建筑設(shè)計使得建筑工程分部實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的內(nèi)容

1.2.1數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化

數(shù)學(xué)模型的建立是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法中一項必不可缺的工作，通過對數(shù)學(xué)模型進行科學(xué)合理地優(yōu)化，在一定程度上實現(xiàn)了對原有設(shè)計的分析作用，進而實現(xiàn)了設(shè)計結(jié)果的進一步優(yōu)化。

1.2.2優(yōu)化算法的選取

通過選取科學(xué)的優(yōu)化算法以及優(yōu)化的迭代控制來解決設(shè)計過程中遇到的新問題，設(shè)計者在眾多優(yōu)化的數(shù)學(xué)算法中做出重要的選擇，最終達到設(shè)計效果的優(yōu)化。

1.2.3建筑質(zhì)量安全的滿足

在一定程度上對建筑的舒適度要求及基本功能的需求的滿足是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的所在，同時滿足建筑的美觀度及質(zhì)量安全的要求，有效控制建筑結(jié)構(gòu)造價。為了更好地滿足建筑設(shè)計的總體要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要盡量避免剛度中心及質(zhì)量中心的差異，使得建筑在水平荷載的作用之下避免產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

1.3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的重要性

1.3.1符合可持續(xù)發(fā)展觀

當(dāng)前，我國正提倡可持續(xù)發(fā)展觀，要促進建筑行業(yè)的長遠發(fā)展，以及促進房屋建筑的可持續(xù)發(fā)展就需要采用可長遠利用的房屋結(jié)構(gòu)，以便于房屋建筑結(jié)構(gòu)可以根據(jù)后續(xù)的需求進行相應(yīng)的改動，從而降低房屋建筑的短期投資。通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，可以提升房屋結(jié)構(gòu)的利用率及經(jīng)濟效益。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中具有重要的作用。

1.3.2符合建筑行業(yè)發(fā)展的需求

從我國目前的房屋建筑工程發(fā)展情況來看，建筑的體量將會不斷上升。因此，需要思考如何降低房屋建筑的成本，同時保證房屋建筑后續(xù)的利用，滿足房屋建筑后續(xù)的使用需求。使用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，可以更好的發(fā)揮建筑材料的性能，使建筑結(jié)構(gòu)更具合理性，安全性得到了提高。

2、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的具體方法

2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

（1）對設(shè)計變量的選擇。在進行設(shè)計變量的選擇過程中，要對影響建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)進行系統(tǒng)的研究分析，并進行綜合考慮選擇。（2）確定目標(biāo)函數(shù)。在進行實際優(yōu)化的過程中，除了對必要的參數(shù)進行選擇之外，還需要尋找到一些相關(guān)條件來實現(xiàn)對工程造價的降低，而這些條件主要包括相關(guān)建筑截面的具體尺寸以及鋼筋的截面積等。（3）確定相關(guān)約束條件。在對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中，要保證房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性以及可靠性，確保相關(guān)的設(shè)計條件能夠得到滿足。而設(shè)計優(yōu)化過程中的約束條件主要有裂縫寬度、結(jié)構(gòu)強度、應(yīng)力約束以及結(jié)構(gòu)體系約束和尺寸約束等。

2.2設(shè)定優(yōu)化設(shè)計

計算方案房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度的優(yōu)化設(shè)計問題屬于多變量、多約束非線性優(yōu)化問題，設(shè)定計算方案時，一般將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o約束條件來計算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。

2.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化

統(tǒng)計結(jié)論的合理分析在統(tǒng)計各種情況后，設(shè)計者需根據(jù)所有統(tǒng)計情況確定設(shè)計最佳方案。在分析結(jié)論過程中需要征求各方意見，平衡各方利益，同時需多方位、多角度分析問題，不能遺漏任何可能發(fā)生的情況和細節(jié)。在選擇方案時，也要兼顧技術(shù)改進，用技術(shù)地提升節(jié)約資金地投入。

2.4結(jié)果分析

在方案選取的過程中，要對能夠產(chǎn)生影響的諸多因素都考慮在內(nèi)，并且從多角度來看待這些因素所產(chǎn)生的問題，這能夠更好的促進設(shè)計優(yōu)化的作用，從而確保設(shè)計方案的合理性以及安全性。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的作用

對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實施一定程度的優(yōu)化，能夠使其在房屋結(jié)構(gòu)實際設(shè)計中發(fā)揮著更加極其重要的意義和作用，在符合房屋建筑的美觀及實用的同時，達到了對建筑造價的合理有效的控制。建筑開發(fā)商在保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠、科學(xué)合理的前提下，要想實現(xiàn)在投入較少的資金情況下來獲得更大的經(jīng)濟效益，就必須要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實施合理的優(yōu)化，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理優(yōu)化在建筑中的各部分充分發(fā)揮了其良好協(xié)調(diào)功能，使材料能夠進行科學(xué)合理的利用，實現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際作用性及經(jīng)濟價值。

4、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

4.1 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化與建筑格局在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化

設(shè)計時，要使房屋建筑的外形與房屋結(jié)構(gòu)能夠更好的融合，建筑的整體結(jié)構(gòu)與建筑整體平面更加協(xié)調(diào)。要想實現(xiàn)房屋建筑的整體平面與整體結(jié)構(gòu)的緊密配合，首先就是要保證房屋建筑的簡潔原則，例如：盡量避免房建筑的墻體與建筑支出間產(chǎn)生錯位的情況，確保房屋建筑截面面積與其高度相適應(yīng)，從而實現(xiàn)建筑整體結(jié)構(gòu)與整體平面的協(xié)調(diào)一直。通常情況下，房屋建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角部位的承載力有待加強。因此，在進行優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)對轉(zhuǎn)角部位進行適當(dāng)?shù)难a強，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)角處的配筋。

4.2 確定合理的優(yōu)化方案

設(shè)計師在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)方案時，要結(jié)合建筑參數(shù)，對工程的目標(biāo)進行預(yù)測規(guī)劃。這樣可以實現(xiàn)建筑工程中的資源經(jīng)濟控制，有利于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計工作，更好的實現(xiàn)工程建筑的目標(biāo)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)建筑的設(shè)計來確定最終的方案，根據(jù)固有的建筑面積最大限度的設(shè)計出結(jié)構(gòu)的合理限度性以及空間的利用率，減少工程造價成本。

4.3 優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計

在結(jié)構(gòu)造價中，占據(jù)比重最大的是基礎(chǔ)造價，其決定了整個工程造價。在設(shè)計建筑基礎(chǔ)時，要恰當(dāng)選擇建筑基礎(chǔ)類型。通常情況下，底層建筑較多應(yīng)用淺埋天然基礎(chǔ)，而高層建筑較多應(yīng)用沉降控制符合基礎(chǔ)。對于深埋獨立地下室，可考慮采用補償式基礎(chǔ)。在進行地下室設(shè)置時，要充分比較并驗證地下室的樁型、埋深、底板結(jié)構(gòu)形式、頂板結(jié)構(gòu)形式、抗浮水位、基坑圍護以及側(cè)墻設(shè)計等問題，同時要盡可能的降低工程造價。

4.4 建筑結(jié)構(gòu)分析方法的優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)的分析方法有很多種，常見的有動力彈性分析法、彈性靜力法等，在房屋結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力技術(shù)方面，可使用彈性方法進行分析與計算，要結(jié)合具體情況對建筑結(jié)構(gòu)模型進行分析，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和布局來選定合適的分析方法，從而確保房屋建筑優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量。

5、結(jié)束語

總之、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中有著重要的影響，對房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，可以使得建筑的功能與外形都得到一個科學(xué)的規(guī)劃與提升。因此，相關(guān)設(shè)計人員在滿足建筑使用要求與質(zhì)量的前提下，需要不斷精益求精的對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，才能夠滿足人們對于住房的需要。

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