建筑類學術論文發(fā)表期刊推薦《建筑工程技術與設計》是由國家新聞出版廣電總局正式批準的連續(xù)型電子出版物，由中南出版傳媒集團股份有限公司主管，湖南科學技術出版社有限責任公司主 辦，國內統(tǒng)一刊號：CN 43-9000/TU國際刊號：本刊將采用圖文聲像多種形式，介紹建筑工程領域新技術、新工藝，反映建筑工程領域新成果、新進展，促進建筑工程行業(yè)交流， 為推動我國建筑科學技術發(fā)展服務。
　　摘要：在房屋建筑領域，結構上的投入是整體投入中較多的部分，所占比重相對較高。不斷地對結構設計進行優(yōu)化可以使房屋質量安全得以保證，還能減少相應項目資金的投入，進而增加企業(yè)的經濟收入與相關收益。本文首先說明了房屋建筑領域結構設計優(yōu)化的重要性，然后分析了房屋建筑結構設計與經濟的關系，最后詳細闡述了房屋建筑結構設計中應用優(yōu)化技術的具體步驟和措施。

　　關鍵詞：房屋建筑,結構設計,優(yōu)化技術,經濟

　　一、房屋建筑領域結構設計優(yōu)化的重要性

　　我國的發(fā)展現狀表明，房屋建筑在以后的日子里將會以高層或是超高層為主。如何減少資金的投入而且還得保證結構的設計符合百姓的要求成為相關人士以及建筑企業(yè)重視的事情。

　　如果相關企業(yè)要想對房屋建筑的結構設計進行優(yōu)化，設計方應該在保證質量合格的前提下，對設計方案進行系統(tǒng)化分析，應用先進的技術理念與設計觀念對工程建筑進行總體的管理，從而合理地控制建筑工程的造價問題。事實表明，如果設計者能將施工的技術與經濟效益做到緊密相連，規(guī)劃出科學的設計方案，就可以保證建筑企業(yè)獲得最大的經濟收益。

　　因此，對建筑結構設計的科學優(yōu)化能夠更加全面地發(fā)揮機械設備以及建筑材料的性能，與以往的設計相比較會更具有優(yōu)勢。而且進行合理優(yōu)化時能夠降低相應的造價投入，為企業(yè)的整體獲取更大化的利益。同時對結構進行優(yōu)化還能將房屋結構的層次進行系統(tǒng)性的結合，加強房屋質量的提高，更大程度地保證居民的居住安全。由此看來，對建筑結構進行相應的優(yōu)化是提高居民居住安全、為企業(yè)創(chuàng)造最大利益的重要方式之一。

　　二、房屋建筑結構設計與經濟的關系

　　(一)房屋建筑結構的層數與用地面積之間的關系

　　如果只是對某一個建筑物進行分析，建筑結構隨著層數的增加其所用地面積是越來越少，但實際的情況卻是，當房屋筑結構層數增加時，建筑物高度也是隨之上升的，相鄰建筑物之間的間距就會增大，因此建筑物單位總建筑面積所使用土地面積就也是增加了。實際上建筑物的所需的總的用地面積與建筑物的層數并不存在著必然的關系的，所以在我們應用結構設計優(yōu)化技術時，就要協(xié)調好建筑物用地面積與建筑物層數之間的關系。

　　(二)房屋建筑結構的體型設計與經濟之間的關系

　　在建筑物的總面積是相同的前提下，平面形狀為方形的或是圓形的它的周長就越長，并且前期所消耗的墻體面積越少，那么后期所需要裝修投入就也會越低。并且通過對比分析，我們發(fā)現平面形狀為方形的建筑物或是圓形的建筑物的內部構件的結構都很穩(wěn)固，并且受力狀況也更加穩(wěn)定，所以在進行結構設計時，房屋建筑的平面形狀建議選擇方形的或是圓形的。

　　(三)房屋建筑結構設計與建筑設備之間的經濟關系

　　在建造房屋建筑時是需要很多電氣設備材料以及給水排水管道的，隨著建筑的樓層數越來越多，所需要的給水排水管道就會越來越多，并且需要的電氣設備材料也就越多，那么整個工程的造價成本肯定就會大幅度的提高。

　　三、建筑結構優(yōu)化在房屋建設應用上的具體步驟

　　(一)創(chuàng)建建筑結構的優(yōu)化模型

　　1、合理化、科學化選擇設計的變量

　　在選擇相應的變量的時候，我們主要是將影響建筑本身結構的主要參數作為變量。例如嚴格控制目標的相關參數值(建筑損失的期望值 c2、建筑結構造價值 c1)、建筑約束控制的相關參數值(建筑結構的相對可靠度 ps)等。對于一些影響并不是太大的、變化范圍很小或者由局部性相關要素就能滿足設計要求的一部分參數，我們一般是通過預定式參數進行表示，這樣一來就能減少我們相應的設計數量與計算數量，還可以相應的減少編程的工作量，進而提升工作效率。

　　2、確定相應的目標函數

　　對建筑結構進行優(yōu)化設計時，必須找到一組符合預定條件的相應尺寸的鋼筋截面面積，以及已經失效的概率函數，這樣能使建筑工程的整體造價達到最少。

　　3、科學化的確定約束條件

　　對于結構的優(yōu)化設計，我們要保證結構整體的可靠性，科學化地確定與優(yōu)化設計方面息息相關的約束條件。而約束條件主要指的是建筑裂縫的寬度約束、建筑本身的強度約束、尺寸大小的約束、構件的相關約束、結構體系相關約束等約束條件。在設計結構之時，要對目標性質的約束條件與實際性質的約束條件進行科學化的比較與分析，要保證每一個相關的約束條件都滿足整個建筑工程的要求，實現效果最佳化的設計。

　　(二)科學設定優(yōu)化設計的相關方案

　　依據可靠度而開始進行房屋結構設計的優(yōu)化通常都具有很多約束條件，有時會遇到非線性的相關優(yōu)化問題。所以在相應的計算中，會進行相應的轉換，將有約束的優(yōu)化轉化成無約束的優(yōu)化，而相關的計算、方式有拉式乘子法、powell 法等。

　　(三)設計相關應用程序

　　依據可靠度而開始進行房屋結構設計的優(yōu)化基本模型，以及在設計時運用的相應的計算方式，為了可以更好地實現其效果，能夠將這些編纂成一個運算速度較快而且功能全面的綜合性、科學性的應用程序。這樣能使整個優(yōu)化設計更加全面地、有效率地進行實施。

　　(四)綜合結果分析

　　在得出一定的計算結果之后要對其進行一個必要性的分析和比較，然后再折中選擇一個效果最佳的設計方案。在分析的過程中，我們務必要全面考慮相關的問題，而且對相應的問題要多角度分析。這一步在整個建筑結構優(yōu)化設計中是至關重要的，選擇一個合理的設計方案能夠保證房屋建筑整體的美觀感、安全性以及實用合理性，同時還能影響工程整體施工的資金投入。進行建筑結構的相關優(yōu)化，我們要確定一點，不能只強調相應的經濟節(jié)約而忽略對建筑技術的要求;同樣也不能僅僅強調技術的要求而忽略經濟節(jié)約的要求，單一的考慮永遠是不正確的，而且都是對建筑整體影響較為巨大的。所以，在進行分析時，要同時考慮二者的科學化配置，只有這樣才能達到預期的目標。 　　四、房屋建筑結構應用優(yōu)化設計技術的措施

　　(一)房屋結構工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃

　　房屋建筑結構工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃是實施結構優(yōu)化技術的重點內容。因為，在在實際施工中，房屋建筑結構工程建筑師難以把握對結構體系的受力的正確分析，相關房屋建筑結構工程師要積極主動地參與前期方案設計，幫助建筑師構思與逐步創(chuàng)新，使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現出來。

　　(二)房屋建筑結構優(yōu)化設計要將概念設計結合細部結構進行設計優(yōu)化

　　概念設計即是利用設計概念并以其為主線貫穿全部設計過程的設計方法，是通過設計概念將設計者繁復的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設計。但是概念設計應用于沒有具體數值量化的狀況時，計算式不可避免與實際出現較大的差異，譬如在地震設防烈度就沒與不確定性，計算式與實際差別較大，因此，房屋建筑結構在優(yōu)化設計中，通過采用概念設計的方法，將數值作為輔助和參考的依據，同時設計人員在設計過程中還需靈活運用結構設計優(yōu)化的方法。在整個設計過程中貫穿一種抗震設防的思想且以概念設計作為重點指導設計。同時在設計的過程中，注重優(yōu)化細部的結構設計，譬如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫，可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時，充分考慮其極限抗拉力等。

　　(三)房屋結構優(yōu)化設計要充分考慮下部地基基礎結構設計

　　地基基礎是建筑結構設計的重要組成部分之一，地基基礎雖然埋置在地下，屬于隱蔽工程，但其重要性不言而喻，建筑物的高度與安全性等受地基基礎影響很大。因此，房屋建筑結構中的地基基礎的結構設計優(yōu)化必須選擇合適的方案，譬如屬于樁基礎，就要依據現場地質條件，綜合其他現場場地的條件因素進行基礎選型及埋深等設計，選擇樁基類型，最大程度的節(jié)省造價。

　　結語

　　總之，房屋結構設計中優(yōu)化技術是復雜的系統(tǒng)工程，不但需要相關結構設計工程師正確地使用結構分析軟件、選擇最佳結構體系，同時，要大力挖掘基礎設計內在潛力，充分運用科學的方法與手段，大力降低工程建設造價，讓房屋結構優(yōu)化貫穿整個設計過程，從而體現出結構優(yōu)化的價值，讓房屋結構設計功能不但更加適人們居住與生活，同時，大力提高其安全度與抗震性能。

　　參考文獻

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