建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

沈金果

【摘 要】建筑业是我国的支柱产业，其重要性不言而喻。随着我国市场经济的不断完善，市场竞争力日益增大，建筑施工单位面临着很大的挑战。在此背景下，进一步完善建筑施工技术是非常有必要的。本文通过对房屋结构设计进行论述，以分析建筑结构设计优化方法应用的必要性。

【关键词】房屋结构设计；建筑结构设计；优化方法

一、简述建筑房屋结构设计优化及其意义

建筑房屋结构设计优化的理论主要是从其不断的实际应用中提炼出来的。顾名思义，建筑房屋结构设计优化就是对建筑房屋的整体结构和分化结构的设计进行优化处理处理，确保整体结构经济、实用、美观、大方、安全，对每部分细节都要做到尽善尽美。这才能够使得其设计产品在建筑结构设计作品中脱颖而出，才能够使得其设计作品得到大众和企业的认可。在建筑结构设计优化中，主要包括结构项目整体和项目具体分布结构的设计优化。项目整体结构主要就是要考虑其整个结构系统的设计、建筑群体围护结构等等设计。而项目具体分布结构则要考虑的是其房屋形体、内部结构分布、剪力墙等受力结构分布等等。

建筑设计师对于房屋结构项目进行优化处理也就是会对其作品的所有整体部分和细节部分进行精细琢磨，设计师们会广泛调查参考市场设计作品，对其设计作品进行再三计算和研究，这对于建筑产品质量而言，无疑有着极大的保障，因为设计师在对其作品精益求精的同时，也使得其对房屋结构的稳定安全和原材料等等元素都进行大量的演算和实践，因此设计产品质量是毋庸置疑的。

与此同时，对房屋结构进行优化设计，是大量运用了科学知识，这能够充分运用其资源成本，使得其结构既安全、美观，又经济实用。而且通过调查发现，经过优化设计的房屋结构其质量和成本都远远要优于其他没有运用结构优化设计的。由此可见在现代建筑市场，运用优化设计理念和方法是实现建筑行业可持续发展的必要手段，也是提高现代人们生活质量，确保人们经济效益的重要途径。

二、房屋结构设计中需要注意的问题

社会体系中建筑物属于一种艺术产品，建筑师设计一个合格、满意的建筑物，应当结合建筑物的结构功能、配置和美观性进行设计。结构设计在房屋建设中占据着非常重要的位置，同时对完善和充分发挥工程功能起到重要的价值。而科学合理的设计结构功能主要取决于是否合理利用建筑资源，同时在建筑工程中也可以作为减少突发性损失的解决方法，所以，在建筑设计中应当根据结果设计分析整个建筑物的构造，并对其应当注意的问题寻找合理化的解决对策，对房屋结构设计具有重要的价值。

1基础工程的合理设计。

基础工程配合和支撑是建筑结构的前提条件，从建筑工程方面考虑，地基施工的质量高低对建筑物的高低起着重要的作用。设计一份合理的基础工程方案有助于增加整个基础工程的功能性、耐久性，同时对于建筑设计结果的耐久性和适应性也有着重要的指导意义。所以，选择合理、实用、安全的基础工程设计方案，同时针对地质勘察资料中存在的不确定因素进行研究和探索，并找到一份科学合理的解决方法，对房屋结构的设计具有重要的意义。

2钢结构的合理设计。

钢结构的应用在房屋结构中占据非常重要的位置，通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率。在建筑结构中将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。钢结构失稳包括整体失稳和局部失稳，因此，构件或框架的稳定性成为设计的主要问题，在这种设计前提下，在选择和应用合理的构件或框架之前必须对相关资料进行分析和研究，及时解决与设置有关的受力问题。对于提前解决与受力相关的问题，在结构中很大程度上增加建筑的稳定性，同时对抵抗地震问题也起到了一定的作用。

三、房屋结构设计优化方法

造价在建筑结构设计工作中是一项最为重要的步骤，并且在整个工程中也是最为关键的问题。针对控制造价的高低应用结构设计优化技术的效果非常显著，对于整个工程而言可以获得非常满意的经济效益[1]。所 以，在工作中，相关施工人员和设计工作人员应当以合理适用、经济科学的设计理念进行设计和实施，选用现代化的科技手段制定一个合理的建筑设计方案，从而达到建筑工作的条件和设计的要求，同时在一定程度上也使工程造价得到了控制，使工程实施经济效益最大化。

四、在建筑结构设计中结构设计优化技术的应用

在建筑结构实践中结构设计优化技术和方法是研究和讨论房屋设计的主要课题之一，主要内容是针对建筑工程项目中前期设计、整体设计和抗震设计所研究出的一项解决方法，实施这种结构设计方法不但可以有效控制工程造价，也保留了功能性能的合理设计，对实现更大的经济利益具有重要的作用。

1前期设计优化应当注意的问题

前期方案在结构设计中必须得到确定，从而明确设计方案的方向，并且确定后前期方案对建筑的总投资也会产生直接的影响。目前，在前期方案设计中设计者对阶段结构设计并未进行研究和分析，在进行进驻设计时大部分的设计者都会忽略设计的可行性和合理性，这也是房屋结构中存在的常见问题[2]。

这种设计方案对建筑设计结果会产生很大的影响，同时也可能会增加基础结构的设计难度，从而增加建筑的总投资。相反，若在前期方案设计中设计者加强了对阶段结构设计的重视，将其与实践情况结合，制定合理的设计方案和结构形式，则可以满足不同类型的建筑物要求，也就为下一步骤的实施起到了良好的铺垫作用。

2直觉设计优化技术与建筑结构设计

针对某个建筑方案在没有相关数据信息的条件下，会使设计产生很多不确定因素，并且增加设计难度，根据类似建筑方法采用直觉设计，则会设计出不同的结构布置设计发方案。建筑物在结构布置确定的基础上，若发生同种负载现象，也会早出各种分析的方法，同时，荷载、材料、设计参数的取值在分析过程中也不是一成不变的，处理建筑物细部的方法也有许多不同的手段，这些问题必须通过设计人员进行分析和探索，计算机还不能够完全解决以上问题[3]。而对判断各种想法的可行性，首先应当遵守一般的相关规律，再结合工程实践经验进行设计，也就是直觉优化技术。

3在建筑设计中概念设计处理的实际问题

在建筑设计中采用概念设计的主要原因是对建筑物设计中可能遇到的各种问题进行分析，针对的处理问题具有多样性和不确定性，并且通过概念设计可以在最大程度上降低由于某种原因导致建筑结构受到的破坏，或者避免建筑结构受到破坏。在导致建筑结构受到破坏中地震是破坏性最大的不确定因素，所以，必须将抗震作用重点加入到建筑设计过程中，在各个设计方面都要增加抗震所示，应当避免对抗震产生不利影响的因素。在房屋结构中减小地震的重要方法就是刚度匀称和对稱，而在地震作用下延性设计对防治结构发生破坏具有重要的意义。

4建筑地下室层数的优化

在设计过程中，若地下室层数与实际地下室层数不相符，则可能会造成弯矩设计值的增大系数乘错位置，对筑基础的抗震能力产生一定的影响。在设计过程中应用概念设计，考虑到了上层结构和地下室层数，并且在填写信息时结合了实际情况，这样可以同时推算出地基和基础底板的纵向载荷，对抗震设计的计算具有重要的意

结束语

我们常说，建筑是凝固的艺术，好的建筑师总希望可以通过建筑来合理的表达本身设计意图，希望拥有艺术性以及实用性能的美妙融合。建筑结构设计师们应严格遵“安全、经济、合理”的设计理念，努力探索更合理的结构设计方案，保证建筑工程取得良好的经济效益和质量效益

参考文献：

1、徐慧.浅谈房屋建筑结构设计中的常见问题分析[J].中华民居，2013.2.

2、张利民.房屋建筑工程中结构设计优化技术分析[J].科技创新导报，2012.10.

3、王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居，2013，（9）：81-82.