建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

郑晔 王平

【摘要】随着建筑技术的不断发展，建筑结构越来越呈现复杂化，而且无论是形式，还是材料、力学分析模型等也都开始向多元化方向发展，所以作为一名优秀的结构设计时，则需要不断更新自身知识结构，追求新的结构形式，同时利用更科学和合理的力学模型来确保高层建筑结构的安全性和可靠性。本文笔者对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行了分析和探讨。

【关键词】建筑结构设计；优化方法；房屋结构；应用；

前言：当前，现在我国倡导全面、健康、可持续的发展漠视，这就要求每一个建筑商在满足建筑结构长远效益的前提下，尽最大可能的减少建筑结构的近期投资。伴随着我国住房需求的增大和城市集群建设步伐的加快，越来越多的人开始关注如何尽可能地减少投入的资金，实现时代发展的需求与房屋建筑的结构设计最大化兼容。我认为，主要应当做好以下两方面的工作：一是为了增大建筑结构设计的优势，在优化房屋建筑结构设计的时候，将建材的性能与机械设备的性能充分地发挥出来。二是为了有效降低工程造价资金的投入，提高企业所获得的经济效益，要通过优化建筑结构，实现房屋结构中各个单元的有机整合，从提升建筑整体质量出发。由此可见，为了实现房屋结构更强的适用性和更好的经济性有机融合，优化房屋的结构设计是重中之重。

1房屋建筑结构优化方法的要求

要发扬新技术，通过新型的技术对过去传统技术进行改造，产生新的功能，让技术发挥其独特的优势，不断体现在结构的各个层面上。要发挥技术所具备的新颖性，要用全新的技术为工程发展制定一条全新的思路，要不断的解决新技术在发展过程中出现的问题，让技术可以时刻保持着优越性，可以源源不断的带来新的能量。

要提高工程的安全系数，要使建筑人员在安全的氛围下开展工作，使整体工程在设计中、施工中、技术开展中都达到安全系数的规定。并且设计者要把技术和安全系数结合在一起，使技术的每一个环节都能达到较高的安全系数，为施工者和工程使用者提供一个安全的平台。

要加强工程结构设计的分析能力，要不断的分析工程结构设计中出现的问题，挖掘工程设计的内在潜力，不断克服工程设计过程中出现的分析问题，要加强各环节的分析能力，把问题通过合理的手段及时解决掉。要明确技术的重要性，严守质量关，明确自身的职责，努力完成自身的任务，使技术可以取得最重要的作用，并及时的解决技术开展中存在的问题和出现的问题，把提高技术作为发展的最重要环节来完成，为技术开展提供最好的平台。

要探讨民用建筑结构设计与经济性的关系，使设计和经济性联系在一起，通过高效的设计使土建工程得到好的发展，更多的工程投入到使用中，使设计者取得好的经济性效益，应用者在技术的应用中也取得好的收益，土建工程取得全局性发展，在各个经济环节都取得最大的效益，使技术发挥最大的经济功效，产生经济性的影响。

要降低结构成本，通过压缩结构成本，减少工程的整体成本，使工程朝着好的方向发展。要优化结构设计，通过实际好的结构，使结构产生好的实践性，并且节省在发展结构中用到的资金。要开发和应用新的优化设计技术，通过最新的技术产生最新的影响力，把工程发展和机构设计以及技术发展更好的应用到建筑之中，产生最全新的发展成果。

2房屋建筑结构设计优化的具体应用

建筑师们在对建筑结构进行设计和优化时，一般需要按照从总体到部分的步骤来进行。

2.1进行对房屋整体结构的优化设计

在设计和优化建筑结构时，设计师需要建立一个数学模型，具体是指把影响结构设计效果和作用的元素作为设计的变量元素，通常情况下这些元素主要有： 结构安全稳定度、结构的造价、应力约束和弹性约束等等。其次，还应该确立房屋整体模型的控制参数和目标，通过确定其房屋结构的约束条件，得出综合计算出的最优结果。通俗的说，就是把建筑结构设计的影响元素进行组合从而代入到设计好的模式和函数当中来，运用数学知识方法來评比出最优的结构，这样的方法既科学又方便。在这个过程中，可能会涉及到计算量比较大的数学知识，如拉式乘法等。这便对设计师提出了更高要求，需要其根据优化结构模式，综合考虑其计算方法和变量来设计程序，从而通过这些步骤的计算和验证，逐步找出其设计中不够科学、不够完善的地方。这样就可以及时发现问题，然后进行进一步的改进计划，以达到整体结构的完整性。

2.2对房屋分布结构的优化设计

房屋分布结构的优化设计主要包括房屋的结构基础拉梁、荷载、钢筋混泥土结构、建筑剪力墙结构等，这些部分都需要进行优化跟处理。在房屋的基础拉梁结构上，设计师需要通过对其要求的高度、层数来综合考虑其防震性以及稳固性。然后，还要对基础桩基和基础拉梁的配筋率进行综合计算，以确保整个拉梁基础和桩基的和谐一致。此外，施工周围的土地质况、以及风力和气候等因素往往是容易被设计师所忽视的问题。但是，其实在对房屋的荷载设计上，设计师也需要充分考虑其施工周围的土地质况，以明确其地基的受荷载状况，然后根据这些情况以及风力、气候等元素来设计其基础结构。

2.3对整体结构和部分结构优化设计后所应该要注意的问题

一般的设计师会认为，在对建筑结构的整体结构和部分结构都进行优化设计之后，设计工作也接近尾声了。但是，其实在对建筑结构的整体结构和部分结构都进行优化设计之后还有许多应该要注意的问题。

设计师们在完成了对建筑结构的整体结构和部分结构都进行优化设计的工作之后，还应该要综合考虑其设计原则和规定准则，从而不断验证和核算其构件截面结构。作为一个合格的设计师，应该在做以上事情时抱着精益求精的态度来完善其设计工作，用一丝不苟的精神来精确每一个小部件的含金量和尺寸。

2.4要充分运用各种科学方法对技术进行优化，既保证了工程达到安全水准，又节省了工程造价技术产生的资金。

在土建工程结构设计优化技术的未来发展中要充分运用各种科学方法对技术进行优化，要不断发挥各学科之所长，不断优化技术管理，要在技术的开展过程中加入数字化技术，通过对数据和图形进行有效的管理和掌握，实现数据和模型的准确化。

要保证工程达到安全水准，通过对工程定制一系列的安全标准，确保工程的整体和各环节都能达到安全的标准，并在不断的改造和完善之中带动安全的高水准，使整体的安全性能保持在合理的范围内，不出现安全问题，减少安全隐患。要节省工程的整体造价产生的资金，要把资金定在合理的范围内，不可造成资金浪费，要把整体的自己使用同造价合理的联系在一起，确保在节省造价过程中节省资金的回流，带动工程经济性发展。

3结语

完美的建筑物就像是一件艺术品，它能够在满足人们使用功能以及视觉感受的前提下，充分满足人们和社会各界的各种要求。正因为如此，建筑结构设计师被赋予了更高的期望。建筑结构设计师们应该遵照施工便利、安全、经济、美观与实用的设计理念，努力不断探索更加合理的结构设计方案，切切实实地为人民服务，保证建筑工程能够取得良好的经济效益和质量效益。这也是我国在增强现代化建设和国际竞争力的过程中坚持可持续发展的重要方法之一。

参考文献：

[1]辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程，2010，29（27）：106.

[2]柴淑峨.探析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究，2013（12）：88.