于洪濤 薛 璐

（青島瑞都建筑設(shè)計(jì)有限公司，山東 青島 266000）

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用

1.1 保證結(jié)構(gòu)安全

在對(duì)房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，從安全性、合理性的角度出發(fā)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要根據(jù)房屋的實(shí)際情況和功能要求，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。不僅能夠保證結(jié)構(gòu)自身的安全性，還可提升結(jié)構(gòu)受力的合理性，進(jìn)而顯著完善建筑結(jié)構(gòu)整體性能。

1.2 優(yōu)化建筑的功能

在房屋建筑設(shè)計(jì)中，為了更好地提升工程的建設(shè)質(zhì)量，增強(qiáng)建筑的實(shí)用性、美觀性和協(xié)調(diào)性，需采取有效措施改進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理應(yīng)用設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)房屋建筑的多個(gè)部分予以適度的控制和調(diào)整，完善建筑結(jié)構(gòu)的性能，為住戶提供質(zhì)量更優(yōu)的住房。

1.3 提高結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性

根據(jù)實(shí)際工程案例的統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析，科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在通過進(jìn)一步優(yōu)化之后，在建筑造價(jià)成本方面，可以實(shí)現(xiàn)大幅降低，比如縮減到之前的60%左右，甚至更低，所以說優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是提高經(jīng)濟(jì)性的主要手段。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遇到的問題

在新的發(fā)展時(shí)期，房屋建筑的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著很大的不同，在當(dāng)代房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅僅要考慮到房屋的規(guī)模，還要考慮到房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。所以在新的時(shí)期對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不能夠采用單一的操作模式，因?yàn)閭鹘y(tǒng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單的操作模式不能夠適應(yīng)現(xiàn)當(dāng)代房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，必須要有新的操作方式。一些房屋建筑企業(yè)沒有自己健全的設(shè)計(jì)體系，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)照搬相同企業(yè)的設(shè)計(jì)方案，這樣做的優(yōu)缺點(diǎn)也表現(xiàn)的非常明顯，在一些企業(yè)照搬的案例中我們可以看到，這些案例都是設(shè)計(jì)成功的案例，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)在很多方面都有著很多可借鑒的優(yōu)點(diǎn)，這種方式在發(fā)達(dá)地區(qū)和發(fā)達(dá)城市是有著可實(shí)施的空間的。但是在一些不發(fā)達(dá)地區(qū)，由于這些地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，如果只是照搬發(fā)達(dá)城市的成功設(shè)計(jì)，在這些地區(qū)是很難有可發(fā)展的空間的。

3 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

1） 科學(xué)設(shè)置設(shè)計(jì)變量參數(shù),房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮所有影響建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)，并將其作為設(shè)計(jì)變量，如目標(biāo)控制參數(shù)和約束控制參數(shù)等。同時(shí)，部分參數(shù)并不會(huì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且其變化相對(duì)較小。對(duì)局部設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格且影響較為明顯的參數(shù)，一般以預(yù)定參數(shù)表示，其可有效減少設(shè)計(jì)和編程的工作量，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2） 確定目標(biāo)函數(shù),結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)有的建筑設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，選擇滿足工程要求的截面尺寸設(shè)計(jì)方案，并且科學(xué)計(jì)算其失效率，在全面分析和對(duì)比后，選擇性能最好且造價(jià)最低，性價(jià)比最高的設(shè)計(jì)方案。

3） 明確約束條件,房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，建筑結(jié)構(gòu)需具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和安全性，以此為基礎(chǔ)確定設(shè)計(jì)的約束條件。設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，要充分考慮應(yīng)力約束、強(qiáng)度約束、結(jié)構(gòu)尺寸約束和結(jié)構(gòu)體系約束等多個(gè)要素。同時(shí)設(shè)計(jì)中要以上述條件為前提，確保其處于最理想狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，注意全面分析多個(gè)約束條件，與工程實(shí)際予以科學(xué)分析與比對(duì)，進(jìn)而確保所選的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也可充分滿足工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中所涉及到的所有約束條件，全面優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合水平。

3.2 明確計(jì)算優(yōu)化方案

設(shè)計(jì)人員要立足于建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，合理分析建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的約束性和非線性優(yōu)化問題，全面考量設(shè)計(jì)中的多個(gè)變量參數(shù)，進(jìn)而在建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算的過程中，實(shí)現(xiàn)約束優(yōu)化問題與無約束優(yōu)化問題的順利轉(zhuǎn)化，并充分結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際和工程設(shè)計(jì)的基本要求，選擇最佳的完善建筑設(shè)計(jì)的計(jì)算方式，進(jìn)而提高計(jì)算結(jié)果的精確度。

3.3 做好程序設(shè)計(jì)

以建筑結(jié)構(gòu)的可靠性為基礎(chǔ)和前提，全面分析結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，確保設(shè)計(jì)計(jì)算方法的合理性，并結(jié)合工程的特點(diǎn)和要求編寫滿足要求的控制程序。

3.4 合理分析計(jì)算結(jié)果

在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)合理分析計(jì)算結(jié)果，同時(shí)綜合多個(gè)因素對(duì)計(jì)算結(jié)果予以科學(xué)比對(duì)，明確結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中最為完善的設(shè)計(jì)方案。分析時(shí)，注意結(jié)合建筑工程的多個(gè)因素和多個(gè)方面，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中涉及到的每一個(gè)問題進(jìn)行仔細(xì)分析和最終確認(rèn)，不斷加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。其也可為確定最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，進(jìn)而顯著提高建筑結(jié)構(gòu)的美觀性、穩(wěn)定性與安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展，房屋建筑的規(guī)模越來越大，所遇到的挑戰(zhàn)也越來多多，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用優(yōu)化技術(shù)，可以很好地對(duì)在設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，找到最優(yōu)的解決方法，以此保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的，推動(dòng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展到新的階段。