1、论房屋建筑结构设计中应用优化技术摘要：随着社会的发展和国民经济的提升，人们对居住环境和生活条件的要求也越来越高，不仅要求房屋结构的安全性、功能性和耐久性，而且还要求有一定的经济性和美观性，要想保证所有功能特点都具备，就不可避免的要对房屋建筑结构进行优化设计。 关键词：房屋建筑 结构设计 优化技术 应用 中图分类号：TU318 文献标识码： A 引言 近年来，随着我国土地价格的逐年增长，这就对开发商控制总建筑成本带来了相应的压力，其次，随着社会的不断发展，人们对居住条件的要求也逐步提升，房屋建筑不断满足人们的居住条件是未来的首要目标，促使开发商不断的探索新技术，既能符合顾客的需求，又能使工程造价
2、得到控制。采用结构设计优化的方法能够使有限的空间及资源得到最大程度的发挥，从而使房屋建筑工程逐渐实现经济化、适用性的发展。一、房屋建筑结构设计优化概述 在建筑方面,其结构设计优化方法主要包括房屋工程部门组织的优化和工程结构整体优化的两个方面。所谓的建筑结构优化主要是指建设部门基础设施解决方案,支护结构优化设计的优化和优化结构的细节设计。其次,还包括选择、安排、受力分析、成本分析等。在房地产项目的设计和施工过程中,应当严格按照从实际出发的原则,确保它能满足该项目自身的发展条件,和综合经济效益的实现以及建筑结构优化的发展,使其满足设计要求的同时,尽可能的进行平面布局计划,逐步降低刚度和质量中心之间
3、的差异。有效的使建筑扭转效应引起的水平荷载的现象得到了改善。应该避免使用转换层在垂直方向,改善应力集中现象。 1、分析结构优化设计。各种变量的影响最关键的是参数选择,并构建一个函数模型,结合科学、有效的方法进行分析。整体的结构设计优化分析主要采用以下方法:首先,设计变量的正确选择。在正常情况下,在设计变量的选择上,应采用相对较大的影响参数,相关参数可以根据他们的重要性,明确划分将改变小影响的参数分为预先确定的参数,通过这些措施可以控制预测设计编程工作量。其次,目标函数的确定。函数是用来挑选合格的最佳解决方案。然后,确定约束条件。在房屋建筑结构的可靠性优化设计的约束条件主要包括以下部分:压力、裂
4、缝宽度的限制,结构强度,尺寸约束等,在设计过程中,应确保各种约束条件符合相关的现有规范的要求。 2、结构设计方案的计算。结构设计优化设计作为一个非线性优化问题,主要反映在多个变量和约束条件中。在计算方案的优化设计中,应该将原来的约束转成无约束条件计算。拉氏乘子法、Power 以及符合型罚属于其常用方法,设计方案制定完成后,需要具体的操作过程,可使计算结果符合最优效果。 二、结构设计优化在房屋建筑施工中的作用 1、促使房建施工中总造价得到有效的降低。高层住宅与多层住宅,层数较多,总建筑面积太大,单位面积的土地面积相对较小,可以降低成本做好成本控制。此外,住房建设层的数量逐渐增加,建筑物高度也增加
5、,导致建筑和建筑之间的间距缩短,促进土地经济效率利用率。在高层建筑施工中,每个建筑将设定一个上限,上限设置与地板的变化不会改变,因此,建设成本不会增加。在基础建设的一部分,虽然在每一层还有一个常见的现象,但随着架构层的生长,增强基本的负载,因此需要增加基础满足负载。2、提升建筑结构的经济性能。随着施工层的数量的增加,可使墙体的区域,一个柱体的体积,和基础梁和柱的承载强度增加;另一方面,通过对建筑楼层的控制,不仅可以节省建筑材料,提高抗震性能,也可以是楼与楼之间的距离是相应的减少,和使用得到有效的节省。当一个建筑面积相同时,不同形状的建筑本身,周边的外墙将会不同。当时的建筑是圆的或类似的广场,外
6、墙之间的周常系数相对较小,所以基础,外墙砌筑,内外装饰区域也有一定程度的降低,如建筑物的力学性能提高,建设经济性能增强。 三、房屋建筑结构优化技术的应用需注意的问题 1、房屋建筑机构优化技术的应用需注意到前期的参与 房屋建筑前期的设计方案直接影响建筑项目的成本，但是很多前期方案确定中却不包括结构优化设计技术，以致相关的设计人员在进行房屋建筑结构设计时，常常忽略建筑结构的和理性和可行性，这样不但增加了机构设计的难度，而且使房屋建筑结构的设计成本也相应增加。因此，设计人员在前期设计时要充分的融入优化设计方案，节约建筑成本。2、设计人员要注重细部优化 设计人员在注重整体设计的同时，还要加强对结构基本
7、构建的精细设计。如尽量划分矩形板块的现浇板设计，增加现浇板的受力程度和避免出现拐角裂缝。随着计算机技术和优化设计理论的相互结合，优化设计已经从工程实践问题逐渐向数学问题过渡，因此，工程设计人员还要加强自身基于计算机技术的优化设计分析，使自身的设计更为合理和科学。设计者要根据事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数，从众多组相似的参考函数中进行合理科学的选取，并分析这组数据函数的相关各种性质，从而最大限度的降低房屋建造的成本费用。在实际的设计过程中，设计者应当结合房屋建造工程的具体情况，对施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件进行比较和分析，确保各种条件都符合相关的建筑规定要求，
8、从而实现优化设计的目的。另外，在对房屋建筑结构进行优化设计时，要充分的考虑到钢结构在建筑中的应用。 四、房屋建筑结构设计中应用优化技术 1、概念设计处理的实际建筑设计问题该项设计要分析的内容非常多。人们都是希望能够借助于该项设计，确保结构在各项力的干扰之下不受到影响，或是把这种影响降到最小。因此，分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能
9、有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。 2、直觉优化技术与建筑结构设计对于同一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：细微之处的处理更是不一样的，此类内容经由电脑是无法有效的分辨的，要靠着工作者自己辨别。此项判断必须在设计的常见规律的指引之下开展，其就是之前讲到的概念设计内容。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。 结束
10、语 综上所述，房屋建筑的结构设计优化技术与传统的结构设计相比，不仅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性，而且还可以在满足人们对各种功能要求的基础上，提升建筑物的美观性和经济性，还能够促使建筑工程的造价得到有效的降低。因此，房屋建筑机构设计人员应该在设计中，充分的应用优化技术，选择合理的建筑结构设计方案，降低建筑工程的成本，合理的协调建筑结构内部各单元间，从而使建筑工程的优化设计能够满足居民的适用、安全、经济等需求，符合现今市场的发展要求。 参考文献： 1潘亮. 房屋结构设计中机构设计优化技术的应用J. 科技风,2011,12:179. 2佟月强,郝明. 试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用J. 科技与企业,2012,08:252. 3益德清,杨学林. 房屋建筑结构设计中的常见问题J. 浙江建筑,2002,02:14-18.
