房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨

马方栋

【摘 要】：建筑艺术就是将建设美观设计与结构设计相互结合的结果，这就要求结构设计必须要做到安全、适用、美观、便于施工，为此，在这里针对房屋建筑结构设计的设计优化方法进行简单分析，提高建筑有限空间，增强建筑的美观性，充分实现经济实用的目标。

【关键词】：房屋建筑 结构设计 优化技术

建筑从一定意义上讲，就是凝固的艺术，因此，需要建设师通过精心的设计，将尽可能地做到美观实用，造型优美，确保房屋建筑的经济、合理、安全，使其成为实质意义上的经济适用房。

1、结构优化设计思路

在从事工程项目时，结构设计除了要考虑到设计对象的基本使用功能和安全可靠性以外，还要求考虑到设计要尽量做到完美，简单来讲，这就是我们所讲到的工程最优化问题。采用现代科学语言进行描述，就是利用最为确定的数学方法，通过对所有方案集合，找到最能够满足预定目标的最佳方案，最终达到令人满意的效果，具体的结构优化设计思路如下：

1.1结构优化设计模型

对于结构设计优化，最为主要的工作就是建立相关的模型，通过函数模型，采用现代科学合理的方法，得到最优角，具体的优化模型方案如下：

一是加强变量合理性的选择，通常情况下，对于设计变量要尽可能地选择最影响最大的参数，地将所有涉及到参数进行对比分析，对其重要性进行合理区分，其中，对于变化量不大的参数可以适当地选择放弃，通过这种设计方法，不仅可以优化设计模型，而且可以减少参数的应用，简化模型的以及计算编程的工作量。

二是合量确定目标函数。根据既定的条件选择最优解，以满足方案需求。

三是要确定合理的约束条件，一般而言，房屋结构的可靠性，必须要有可靠的约束条件，如尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束、应力约束，使得应力从正常极限状态下，从弹性约束转化为弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束等。

通过以上方法，确保房屋结构设计中，合理的约束条件，根据各项约束条件，确定最佳的结构模型，从根本上满足现行规范的要求。

1.2结构优化计算方案

在保证结构优化模型的基础上，就需要地结构设计优化计算方案进行具体的分析。一般而言，对于方案的选择，通常涉及到多个约束条件、多个变量，从数学角度讲，这属于一个非线性优化问题，因此，在确定计算方案时，必须要根据现有的预定方案，将已知的约束条件进行转化处理，使其成为无约束条件，通常主要用到的方法有符合型法、拉氏乘子法等，要求根据庙宇好的计算方案，编制具体的运算程序，进面就可以得到最终优结果。

2、结构设计优化技术的应用

在实践应用中，结构设计优化方法的应用是一个比较广泛的课题，包括项目的整体设计、抗震设计、旧房改造、前期设计等等，必须要通过对这些环节的综合考虑，才能发挥其最大功效，因此，在实践当中结构设计优化技术的应用需要注意以下方面的问题，具体如下：

2.1前期参与

结构设计优化必须要注意到前期参与，因为房屋建筑总投资与前期的方案有着密切关系，而现存在的普遍问题，多数的建筑设计师并没有考虑到前期参与的问题，从而导致结构设计缺乏可行性与实践应用性，进而直接影响到设计结果，加上某些因素的影响，还有可能造成施工的难度。因此，建筑设计师必须要注意日新月异期参与，增强结构设计的可行性，降低结构设计难度，减少建筑设计的总投资，针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，以获取一下合理的设计方案，从而确保房屋建筑工程的良好开端。

2.2细部优化

结构设计优化工作中，细化优化必须要与概念设计完美结合，才能达到应用的效果。因此，必须要重视细部优化的重要性，对于房屋建筑而言，除了具本的数量值变化值以外，如防震强度等，在实际设计时，难免会存在着很大的差异，因此，必须要将具体的数值作为参考依据，并灵活运用优化方法，以达到最佳效果。

另外，与宏观把握相对应的细节设计，具体可以从以下方面入手：一是要强化现浇板的应用设计，如异形板拐角的裂缝控制和处理；二是钢筋的选择，根据工程要求，选择价格合理，且具有极强的抗拉力的钢筋；三是外立面的设计要合理选择配筋与挑板，通过以上措施，既可以，满足基本的规范要求即可，又可以达到既安全又经济的目的。

2.3基础结构设计

結构设计优化中，下部地基基础结构设计优化也极为关键的一项内容。在工程实际工作中，对于地基基础的结构设计优化首要工作就是选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。

2.4综合分析

建筑结构优化设计要求建筑要考虑到建筑与周围环境的结合、建筑物本身的使用功能、技术性能、经济效果、艺术形式等等。同时，在综合考虑这些错综复杂的因素上，进行布局的规划，建筑平面和空间的组合，建筑立面的处理，选定合适的材料结构形式，拟定声、光、热等适宜的环境条件，实现设计优化。

结语

总而言之，房屋建筑设计充分体现了现代建筑技术、美学、文化等魅力，对城市形态也有重要的影响。因此，在房屋建筑工程中，采用结构优化设计方法可以有效地降低工程造价，可以达到30%以上，通过优化设计方法，选择最合理的工程材料，确保建筑结构的协调性，不仅使得工程造价得到了节省，而且有利于实现建筑的实用性和美观性，从而真正地达到适应用、经济、安全、美观的设计效果。

参考文献：

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