建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

方君娟

摘 要：随着我国人民生活水平的提高，人们对住房条件也有了越来越高的要求。人们也愈发重视房屋是否舒适、美观，以及是否具有经济性。如今房屋建筑施工周期较长，施工难度较大。所以，在结构设计阶段，可应用结构设计优化方法，使施工更加便利，并且对设计结构进行优化，以兼顾到建筑的稳定性和经济性。文章就建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用展开细致的分析和探讨，希望可以促进房屋结构设计工作的进步。

关键词：建筑结构设计 优化方法 房屋结构设计 应用

引言

房屋建筑工程是我国建筑工程中的基础构成，对于民众生活质量有着决定性影响，而结构设计环节则是决定着工程整体框架的重要构成。所以就意义来说，房屋结构设计是工程整体设计当中的核心，所以对于结构设计的优化是十分必要的。在技术决定质量的当今趋势下，毫无疑问技术优化是一个重要课题，因此后续将展开分析，提出优化技术应用建议。

1、结构设计优化技术应用内涵

技术一词在结构设计工作当中，代表着专业度，而结构设计环节决定着建筑工程的整体质量。由此可见，只有借助技术的优化，确保结构设计工作的质量，才能让工程整体质量得到保障。所以结构设计工作相关技术及理念的优化对于建筑工程的意义是显而易见的。在当前的社会发展趋势之下，社会发展趋势在不断变化，所以对于建筑领域设计工作的要求也在不断提升，所以只有具备创新改革的意识，了解当前发展的趋势，理解民众的居住需求，并积极将更多受到社会认同、满足民众居住需求的设计技术及理念融入设计过程中，让设计方案不断完善，才能确保相关企业自身的利益及后续发展。但是在功利化的社会趋势之下，越来越多企业都更重视对成本的削减，所以结构设计环节的技术优化在当前的时代背景下面临着更大的挑战，但这也是重要的机遇，只要建筑企业肯面对这一问题，积极思考、努力解决，必定会让结构设计环节的整体质量得到提升，保证工程的质量及自身的收益、未来的发展。

2、房屋建筑结构设计优化的方法

建筑结构设计优化主要指在建筑结构的设计中，坚持设计理念的完善与创新，采用科学的设计方案选择合适的设计方法，以保证房屋建筑结构到到最佳效果。房屋建筑优化主要包括房屋基础、房屋支护部分和房顶等，保证优化设计体现在每个细节，实现从整体到部分的全面优化。同时，在优化设计的过程中，设计师需要综合考虑房屋位置、结构选型、工程造价和结构受力等方面因素，依据工程建设施工情况既房屋建筑的经济性，选择最优化的设计方法。

在进行房屋建筑结构设计优化时，设计师需要把握好如下几个方面：①房屋建筑的平面结构需要平整，体现建筑对称没，减少建筑建造质量和刚性结构间的差异，确保房屋建筑在承受水平作用力时，结构不会发生扭曲；②房屋建筑承重结构需要设计为竖直贯通形式，增强房租建筑在竖直方向上的承受能力；③保持房屋建筑原有转换结构，既避免外来压力过于集中，又可以降低建设成本；④房屋建筑竖直方向刚性设计需要体现层次性变化，防止因刚性结构的角度突变而无法有效转移压力，降低房屋建筑的抗压性能。

3、建筑结构设计优化的措施

（1）结构模型设计的优化措施。建筑结构模型设计的设计优化措施主要包括：

①选择变量。设计师在进行建筑结构设计优化时，可以将任何影响设计方案的数值作为设计变量，例如工程目标控制参数（包括结构造价参数与损失期望参数等）和约束参数（包括结构可靠度参数）等。如果设计师选择影响因素少或者变化的幅度较小的参数作为变量，将会降低房屋建筑在结构设计、计算与编程等方面工作的难度，帮助设计师找到满足设计要求与目标的相关数据。②确定函数。设计师需要在很多组较为相似函数中，选择出最为合适的一组函数，保证其房屋建筑钢筋与横截面尺寸符合设计要求，并分析所选函数的性质，最大程度上降低房屋建筑的建设成本。

（2）计算方法及程序选择的优化措施。在房屋建筑结构设计的过程中，涉及到许多的计算程序，而建筑结构设计的过程即为对复杂变量与各项设计条件进行计算的过程。设计师在推理验算各种数据的过程中，需要充分考虑各种约束条件的适用性，确保在没有附带各种约束条件下得到计算结果，提高计算结果的参考价值。在房屋建筑结构的优化设计中，设计师可以采用的计算方法有很多种，如复合形法、拉氏乘子法和Powell法等，每种计算方法都有其优势和不足，设计师需要依据设计需求，选择简便可行的计算方法，以节省设计时间与精力。在确定合适的计算方法后，设计师还需要选择最佳设计程序，保证其满足运转高效、功能强大和用途全面等要求。

（3）房屋建筑的结构选择。由于房屋建筑的工程投入与其结构类型密切相关，所以房屋建筑的结构选择尤为重要，设计者需要认真分析房屋建筑结构类型的特点，进行房屋建筑的结构设计。①抗风墙结构。该结构方式在高层建筑中的应用非常广泛，其主要是应用混凝土作为基础，房屋建筑的抗震性能极佳，并且降低了钢筋材料的使用，有效节约了施工资源；②框架結构。该结构设计在房屋建筑布局灵活性与造价低廉等方面有显著优势，但是房屋建筑的柱结构截面较大，抗震能力比较低。

4、房屋建筑结构设计优化中需要注意的问题

（1）工程造价的问题。随着楼层建筑高度的增加，不仅设计和施工难度加大，而且建筑材料的质量及其使用量也在增加，相应的工程造价成本也不断提高。因此，设计师在进行建筑结构设计优化时需要将节约施工材料，控制工程造价体现在设计中，保证设计优化后的合理性与经济性。

（2）结构合理性的问题。房屋建筑层数的不断增加，既会影响到结构的稳定性和安全性，以及工程造价的增加，又会使建筑出现太阳光的直射不足、抗震性能下降和供水供暖比较困难等新问题，这些问题不但影响房屋建筑的使用功能，而且影响人们生活的舒适性。因此，设计师在进行建筑结构设计优化时，需要综合考虑多方面的因素，选择合适的设计施工方案，满足人们的心理需求和实际生活需求。

（3）完善相关规章，保证设计有章法。结构设计的规章制度，是落实结构设计工作时最主要的依据。但当前建筑工程设计的统一化规章显然是无法突出结构设计环节重要价值，且无法针对性指导结构设计环节质量提升的。所以当前对相关规章的针对性完善也是至关重要的课题。只有规章不断完善，工作才能更规范，这是结构设计工作改革的最主要依据。

结语

在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法是与社会可持续发展要求相吻合的，建筑行业的发展需求才能得到满足。总之，在房屋建筑结构设计优化中，设计师需要全面考虑施工条件、周围环境、设计可行性和施工成本等多方面的因素，做好建筑结构模型、计算方法及程序选择和统计结果分析等方面的工作，保证设计优化方案满足建设施工标准与要求，保证房屋建筑的施工质量与施工效率，为人们创造舒适的居住环境。

参考文献

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