靳鐵順

摘要：由于社會的快速發(fā)展，人們對居住環(huán)境也提出了更多要求，導(dǎo)致建筑行業(yè)面臨了更大的挑戰(zhàn)。特別是近幾年我國不斷開發(fā)和創(chuàng)新了各種新型技術(shù)，逐漸轉(zhuǎn)變了人們對建筑物的需求，認(rèn)為其不僅具備使用價(jià)值，還能達(dá)到較好的審美效果。因此，設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)具有非常重要的作用。房屋建筑在施工的前期進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，不僅能為企業(yè)節(jié)約大量的成本，還能設(shè)計(jì)美觀的房屋建筑。為此，本文詳細(xì)分析了建筑結(jié)構(gòu)的含義，以及有效的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;建筑結(jié)構(gòu);概念設(shè)計(jì)優(yōu)化

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的含義及其優(yōu)化的重要性

1.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

完成前期設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的相關(guān)工作對完成整個(gè)房屋建筑的施工工作具有非常重要的作用。其需要建筑設(shè)計(jì)師根據(jù)自己所學(xué)的設(shè)計(jì)理論知識以及多年累積的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出符合客戶要求的方案，并且能考慮其他多個(gè)方面的影響因素，以此確保按組織有序設(shè)計(jì)建筑的施工方案，設(shè)計(jì)出滿足客戶需求的美觀與實(shí)用的建筑。對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)要達(dá)到的主要目標(biāo)就是最大程度滿足用戶對居住環(huán)境的多樣化需求，使用先進(jìn)的建筑技術(shù)設(shè)計(jì)美觀的建筑造型。通常情況下，建筑設(shè)計(jì)包括概念和結(jié)構(gòu)兩種，兩者緊密相連，相互影響。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

現(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)在發(fā)展的過程中始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀念，以此為發(fā)展房屋建筑行業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。為此，需要建筑行業(yè)要具備發(fā)展的眼光設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)，完成施工之后能按照多種需求更改設(shè)計(jì)，以此節(jié)約建設(shè)成本。通過這種方式可以最大程度提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的使用效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此，優(yōu)化設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)非常重要。此外，我國的房屋建筑規(guī)模擴(kuò)大了很多，這就需要房屋建筑工程的相關(guān)人員重點(diǎn)思考如何在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中，有效控制和管理工程造價(jià)，并且要考慮到房屋建筑后期投入使用之后要滿足的需求，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化整個(gè)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體步驟

2.1 結(jié)構(gòu)全局優(yōu)化改良

首先，選擇設(shè)計(jì)變量。想要優(yōu)化改良整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要相關(guān)人員選擇合適的設(shè)計(jì)變量。比如，目標(biāo)控制參數(shù)需要相關(guān)人員控制設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的造價(jià)，預(yù)先控制會造成的損失，并且約束控制參數(shù)，也就是結(jié)構(gòu)可靠度;對于某些只需要更改部分，或者基本不影響設(shè)計(jì)要求或結(jié)構(gòu)要求的設(shè)計(jì)方案來說，設(shè)定可達(dá)到的參數(shù)為預(yù)定參數(shù)，可以大范圍地減少設(shè)計(jì)、計(jì)算和編寫程序的工作量。

其次，確定目標(biāo)函數(shù)。選擇一組可以達(dá)到事先預(yù)定條件的參數(shù)，確保最大程度節(jié)約成本，其中可以包括橫截面的幾何尺寸、鋼筋橫截面積及可能會失效 概率。

最后，明確限制條件。房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)優(yōu)化改良的過程中，其可靠性會受大小、應(yīng)力、變形程度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、縫隙寬度、部件條件、結(jié)構(gòu)體系、從常規(guī)使用情況到最終極限使用情況下的彈性、從安全標(biāo)準(zhǔn)到確定等各個(gè)方面限制條件所影響。房屋建筑的設(shè)計(jì)人員必須要采取措施優(yōu)化改良結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要確保所有的限制條件都符合規(guī)定，從而達(dá)到最佳設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2.2 設(shè)置優(yōu)化改良設(shè)計(jì)計(jì)算方法

優(yōu)化改良房屋建筑結(jié)構(gòu)時(shí)保障其安全的關(guān)系比較復(fù)雜，主要是因?yàn)槠渖婕傲撕芏嘧兞亢拖拗茥l件，這些都屬于非線性優(yōu)化方面的問題。房屋建筑設(shè)計(jì)人員可以使用拉格朗日乘子法、 復(fù)合算法以及 Powell 法等優(yōu)化改良計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，以此可以將限制改為無限制條件進(jìn)行處理。

2.3 程序設(shè)計(jì)

在編寫程序的過程中依據(jù)經(jīng)過改良優(yōu)化之后安全可靠的設(shè)計(jì)模型和計(jì)算方法，可以最大程度發(fā)揮其所有功能，高效完成計(jì)算工作。

2.4 結(jié)果分析

相關(guān)人員可以使用最佳設(shè)計(jì)方法分析建設(shè)結(jié)果。因?yàn)榻ㄖこ添?xiàng)目需要投入大量的資金，并且存在很多繁雜的問題，因此，需要建筑企業(yè)的工作人員多方面思考實(shí)際施工中存在的所有問題。要明確經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)成本之間的關(guān)系，不能僅為了節(jié)約投資成本而忽略優(yōu)化設(shè)計(jì)，要確保能遵循想要要求設(shè)計(jì)合格的建筑結(jié)構(gòu)，使其能擁有預(yù)定功能，還應(yīng)該注重節(jié)約成本，保障建筑工程的經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

3.1 建筑結(jié)構(gòu)前期設(shè)計(jì)優(yōu)化

在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的前期開始階段，工作人員應(yīng)該先到施工現(xiàn)場考察當(dāng)?shù)氐闹車h(huán)境和建筑風(fēng)格，之后設(shè)計(jì)符合當(dāng)?shù)亟ㄖL(fēng)格類型的房屋造型，在整理房屋建筑設(shè)計(jì)方案與規(guī)劃時(shí)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法可以避免忽視設(shè)計(jì)中的小細(xì)節(jié)，防止使用房屋過程中可能會出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患，這樣不僅有助于優(yōu)化整個(gè)房屋設(shè)計(jì)，還能統(tǒng)一房屋建筑結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一設(shè)計(jì)形式，確保建筑企業(yè)能達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、效率和效益等效果與收獲。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)優(yōu)化

優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法可以最大程度凸顯房屋內(nèi)部房間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢。當(dāng)設(shè)計(jì)人們賴以生存的居住環(huán)境時(shí)，需要合理安排房屋的布局，設(shè)計(jì)兩個(gè)都處于陽面的臥室，一個(gè)有陽臺，另一個(gè)沒有，這樣可以有效滿足房間內(nèi)部對光照的需求，在大門的右側(cè)設(shè)計(jì)廚房，在廚房邊上設(shè)計(jì)衛(wèi)浴室，這樣設(shè)計(jì)兩室一廳一衛(wèi)的房屋可以有效地滿足人們對居住環(huán)境的需求，讓人們在一個(gè)舒適的環(huán)境下生活。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法還能選擇適合的房屋建筑材料，由于房屋在建設(shè)的初期沒有具體的事物和真實(shí)的數(shù)據(jù)，很容易導(dǎo)致在設(shè)計(jì)房屋內(nèi)部環(huán)境的過程中沒有合適的施工材料，由此導(dǎo)致整個(gè)房屋不夠穩(wěn)定，達(dá)不到建筑工程的標(biāo)準(zhǔn)，后期因?yàn)楦鞣N因素的影響，會導(dǎo)致房屋整體結(jié)構(gòu)承受較大的風(fēng)險(xiǎn)。雖然建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法更多是對于建筑本身，但同樣也可用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以研究和試驗(yàn)房屋材料，并且經(jīng)過反復(fù)的優(yōu)化合理設(shè)計(jì)房屋內(nèi)部，避免房屋出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患。

3.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)優(yōu)化

對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的是為了穩(wěn)定整個(gè)房屋，最大程度發(fā)揮其功能作用，因此，在設(shè)計(jì)房屋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，相關(guān)人員必須要嚴(yán)格設(shè)計(jì)所有環(huán)節(jié)的工作，最大程度使用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法再規(guī)劃建筑地基和樁基，全面控制房屋設(shè)計(jì)，選擇適合的地及樁基類型與使用形式，延長房屋的使用壽命，掌握樁基的長度和直徑，優(yōu)化整個(gè)樁基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，掌握樁基結(jié)構(gòu)、施工技巧和資金投入之間的平衡點(diǎn)，使用設(shè)計(jì)優(yōu)化方法設(shè)計(jì)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)，提高房屋強(qiáng)度以及其各個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

總而言之，想要全面提升建筑的品質(zhì)，需要相關(guān)人員做好結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，以此滿足住戶對生活環(huán)境的高標(biāo)準(zhǔn)和高要求。為了更準(zhǔn)確和順利地完成房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員一定要使用正確的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，從而確保安全開展房屋建筑工程的施工工作，保障其穩(wěn)定性，確保能在正式使用之后能充分發(fā)揮其功能，具有實(shí)用性。

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