孫凱

武漢市燃氣熱力規(guī)劃設計院有限公司 湖北武漢 430015

1 房屋建筑結構設計中應用優(yōu)化技術的意義

1.1 提升安全性

設計人員在對房屋建筑結構進行設計時，為了保證房屋建筑結構設計的安全性，需要運用房屋建筑結構設計中的設計優(yōu)化技術來實現(xiàn)。同時，通過對設計優(yōu)化技術的運用不僅能夠有效的增強房屋建筑結構的安全性，還可以避免在房屋結構設計中出現(xiàn)結構受力不合理的問題，從而使房屋建筑結構的質量得到進一步提高。

1.2 完善功能性

在實際的房屋建筑施工過程中，為實現(xiàn)對房屋建筑質量的提升，對房屋建筑實用性、協(xié)調性以及美觀性的進一步提高，施工企業(yè)必須要做好房屋建筑結構設計的深化工作，不斷的完善房屋建筑的各個方面，增強房屋建筑的安全性以及合理性，從而為業(yè)主提供更優(yōu)質的房屋建筑。

1.3 增強經(jīng)濟性

通過對相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)的了解可以看出，房屋建筑設計方案的成本在經(jīng)過房屋建筑設計優(yōu)化之后可以實現(xiàn)大幅的降低，同時房屋建筑施工成本也能得到有效的控制。由此可見，在房屋建筑結構設計中運用設計優(yōu)化技術能夠有效的增強房屋建筑工程的經(jīng)濟性。

2 增強房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術的作用

2.1 合理地利用可用土地資源

根據(jù)目前的土地可用規(guī)模，我國出現(xiàn)土地資源極為短缺的現(xiàn)象，因此，建筑領域的開發(fā)商需要在進行房屋建筑結構的優(yōu)化設計工作的過程中，既要保證人們的居住面積不受到任何因素的影響，同時也要注意在開發(fā)的過程中，產生的土地資源被浪費的現(xiàn)象。在過去的時間里，人們普遍地認為建筑所涵蓋的土地面積就是所居住的地面面積，這種錯誤的潛意識認知要得到及時的整改，在實際的房屋建筑面積測量中，基本的居住面積往往會低于建筑的面積，而具體的面積差異，主要根據(jù)結構設計的質量。所以，在對房屋的建筑結構進行設計優(yōu)化的時候，合理地利用土地的可用資源，實現(xiàn)建筑面積與居住面積無差異的目標，盡量控制土地資源的浪費，提高土地的可用資源利用[1]。

2.2 有效提高建筑物層數(shù)

城市部分地區(qū)因為發(fā)展出現(xiàn)土地資源的昂貴和稀缺的現(xiàn)象，催生了建筑行業(yè)的高速發(fā)展，因此，建筑行業(yè)未來的發(fā)展重心，依然需要往超高層建筑的方向發(fā)展，而關于如何提高土地資源的可用率首先就需要增加建筑物的高層數(shù)量。而針對高層建筑的基本質量要求，在提高建筑物的高度時，需要開發(fā)堅實的地基質量，僅有穩(wěn)定的地基還不足以應對超高層建筑的基本需要，對房屋建筑的結構設計進行合理地優(yōu)化，才能夠保證超高層建筑物最基本的質量要求。在對建筑物進行增高的工程項目中，要對建筑所產生的成本有一定的了解，做好前后期的預算，因為建筑的增高項目一般耗資相對來說是比較高昂的，而這一系列所產生的后期改造主要是因房屋結構的設計不夠合理化而導致的，通過對房屋建筑結構設計的優(yōu)化措施能夠有效地解決目前的問題，推進優(yōu)化技術的過程中，也要提高結構設計的專業(yè)水平，有效地控制房屋的建筑成本以及合理地增加建筑物的層數(shù)。

3 設計優(yōu)化原則

建筑結構優(yōu)化設計是一項對技術含量要求較高的專業(yè)性活動，因此設計人員只有充分結合建筑物的各項指標以及對生態(tài)環(huán)境的影響，才能選擇更為恰當?shù)脑O計方案，滿足優(yōu)化目標。建筑結構的設計優(yōu)化包括對房屋頂部、圍護結構以及屋內細節(jié)結構的優(yōu)化，設計人員需要根據(jù)房屋布局情況、受力以及價格等方面進行設計，探索能夠平衡買賣雙方利益的優(yōu)化方案[2]。房屋結構優(yōu)化設計首先要求房屋建筑的平面建造質量與房屋剛性結構基本一致，建筑的平面結構盡量對稱，確保在水平荷載下建筑物的穩(wěn)定性，其次遵循漸進原則，在豎直方向對房屋承重結構進行設計，避免轉換層結構的使用，同時在優(yōu)化方案中加入對環(huán)境的保護措施，在保證房屋使用功能和安全性的基礎之上，盡可能地突出美感。

4 房屋建筑結構設計優(yōu)化步驟

4.1 建立結構優(yōu)化模型

建筑結構設計優(yōu)化的本質在于從變量中提取重要參數(shù)，建筑工程往往涉及多個數(shù)值，這些數(shù)值通常是設計人員定稿的參考值，因此對于建筑結構模型設計首先是選擇變量，一個變化因素較小的數(shù)值參考指標對于設計具有重要意義，能夠有效降低建筑設計優(yōu)化和相關計算工作的難度，有利于設計師更快地找到設計目標的數(shù)據(jù)組，從而選擇最佳設計方案。出于對房屋結構耐久性的考慮，設計師應當結合房屋的尺寸、結構、剛性和變形與裂隙限度等多個方面分析，確保各個條件都能滿足相關要求。其次，在設計時，將房屋橫截面以及鋼筋的尺寸提前設定，設計人員需要找出符合事先設定值的函數(shù)組，做好目標函數(shù)的確定及約束條件，才能最大程度地滿足設計要求，降低有關費用。

4.2 優(yōu)化計算方法

房屋建筑結構設計優(yōu)化涉及多項復雜的變量，計算方法也很多，在演算過程中需要根據(jù)需求盡量選擇簡便的運算方法，才能提高設計師的工作效率，避免不必要的精力耗費。此外，功能與用途齊全且運轉高效的設計程序在結構設計優(yōu)化上能夠發(fā)揮重要作用，因此設計師應當加強對程序選擇的重視度。在各種數(shù)據(jù)計算之后，設計師需要認真分析統(tǒng)計結論，找到設計方案間的共通點與差異，綜合衡量后確定最佳方案。房屋建筑投資成本較高，涉及的利益成員也較多，因此設計師在進行優(yōu)化設計時還需要結合工程效益以及技術含量等條件多角度思考，避免出現(xiàn)顧此失彼的情況。

5 房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術的應用

5.1 整體、局部優(yōu)化

由于房屋建筑工程項目具有明顯的層次性以及復雜性特征，所以在對房屋建筑結構設計運用優(yōu)化技術時，需要將其層次性特征納入分析的范疇中，注重對整體、局部的合理優(yōu)化。而房屋建筑工程的層次性主要體現(xiàn)在設計、結構、安裝三個體系，而這三個體系又包含了更多的下屬體系。因此，相關設計人員應該對這些因素進行綜合性的分析及優(yōu)化，突破布局的橫向關聯(lián)和疊加工程，分別從整體和局部兩個方面對房屋建筑結構進行設計優(yōu)化，避免對建筑的使用材料、選擇零部件以及選擇結構類型等方面產生更為復雜的影響，確保設計優(yōu)化技術的積極作用能夠得到充分的發(fā)揮。

5.2 重視前期規(guī)劃

房屋建筑工程施工設計人員在對房屋結構進行規(guī)劃設計時，應該進入施工現(xiàn)場對具體的施工環(huán)境和實際的施工要求進行深入的認識和了解，以便于結合房屋建筑工程施工方案對房屋建筑結構進行更為合理的設計，從而推動建筑施工的有序進行。同時，設計人員在進行設計優(yōu)化時，需要結合之前了解到的實際情況和具體要求，根據(jù)自身的經(jīng)驗針對不同的工程機構布局要求設計出不同的效果，并將細部結構優(yōu)化與概念設計有效的結合起來[3]，落實到設計過程的各個環(huán)節(jié)之中。而對于缺少相應數(shù)值的細部處理可以采用概念設計來進行，以實現(xiàn)對方案設計效果的進一步提升。

5.3 協(xié)調優(yōu)化設計

在進行房屋建筑結構設計時，施工設計人員應該注重提升房屋建筑結構的合理性以及適用性，確保房屋結構設計能夠與房屋結構整體平面具有較高的融合性，促使兩者之間處于一個緊密的配合狀態(tài)。設計人員在對房屋建筑結構中的柱和墻進行設計時，確保柱面和墻面的協(xié)調性，避免出現(xiàn)柱與墻的錯位問題，促使兩者之間具有較強的一致性，同時，還應該注重房間開間進深的統(tǒng)一性，避免樓層的截面與高度出現(xiàn)明顯的差異。此外，還需要注重對樓梯方面的設計優(yōu)化。由于高強度建材較為輕便，致使其作用力會集中在轉角區(qū)域。因此，房屋建筑結構設計人員在對樓梯進行設計時，在采用高強度建材的同時，還應該避免剛心、重心偏移出現(xiàn)扭曲的問題，以確保剛心、重心的交疊。

5.4 重視概念設計

在房屋建筑施工的過程中，有些情況無法運用詳細數(shù)據(jù)展開施工，這種情況就可以嵌入概念設計。采用概念性的設計作為房屋的建筑方案，采用不同的結構設計分析的方法，根據(jù)析方法的多樣性，確定結構的布局。而建筑結構布局的多樣性，相對的施工方案則可以選擇不同的結構布局。考慮相同的荷載條件再選擇不同的分析辦法、設計參數(shù)與建筑材料。

6 結語

房屋建筑不斷地優(yōu)化設計是勢在必行的，房屋建筑結構設計的優(yōu)化有利于保障建筑的安全利用，可以很好的保障人們的生命、財產的安全。因此，相關企業(yè)與工作人員必須在房屋建筑結構設計當中樹立主人翁的意識，要切實的提高自身責任的危機感，不斷的適應市場經(jīng)濟發(fā)展的需求，要充分解決房屋建筑結構設計當中的問題，為人們的生活提供有力的保障。總而言之，房屋結構設計者們應該要不斷的進行工程的實踐。