浅谈房屋结构设计中建筑结构设计的优化

叶珍丽

【摘要】社会经济的高速发展，在经济方面为人们生活水准的提升提供了强有力的后盾。人们对于住房的功能性需求也随着生活水平的持续改善而不断提升，不限于对住房安全以及实用的基本需求，人们对经济性与审美等方面也提出了一定需求。作为设计艺术的一种，房屋建筑不但要考虑结构设计，还要考虑外观这一因素。为了满足人们对于建筑的新时代要求，设计师应综合考虑建筑设计的美观、经济、安全、便捷度等要素，研究房屋结构的改良设计方案。本论文主要研究了房屋结构设计中，建筑结构设计优化方法的具体运用。

【关键词】建筑结构；设计优化；房屋结构；应用

近些年来，土地制度也在随着社会的高速发展而持续改善，土地价格随着土地资源需求量的加大而在飞速上涨进而缓解土地资源稀缺的局势。这一资源背景不但给房产开发工作造成了压力，也在某种意义上给控制建筑成本带来了一定影响。目前，人们对房屋建筑设计的需求也是日益提升，建筑质量成了大部分社会公众关注的焦点。房屋结构设计的核心设计理念是在确保房屋美观实用、经济安全的基础上，实现空间与资源的最优配置与利用。接下来，我们将侧重于介绍房屋结构优化设计方式及其具体应用等相关内容。

1、建筑结构设计优化在房屋结构设计中的具体应用方法

一个成功建筑务必是结构与外观设计的结晶，集实用与外观于一体。在这当中，设计工作的要点在于建筑结构设计，其优化设计则涵盖了基础结构、周围护栏、顶盖系统以及其他细节方面的优化设计内容。在优化设计阶段，应立足于房屋建筑的实情，考虑整体效应，在确保设计与功能性要求相符的前提下，设置平面布置的规模。接下来就对建筑结构设计的优化模型及其详细的优化方法进行简要介绍。

1.1设计模型

对于建筑结构优化设计而言，其模型建设侧重于挖掘那些关乎结构最优设计的具体参数，并提炼出与之有关的变量参数，构建初步设计的函数模型。并诉诸于科学的计算方法，规划出最优化的设计方式。建立該模型的首要步骤在于选取设计变量，为了避免冗余的设计程度，分别应将影响整体设计的核心因素、影响较小的变量视为设计变量、预定参数。接下来为了控制总成本，应将与截面积有关的数据函数以及预定参数中的建筑切面尺寸表示出来。

1.2优化计算方案

作为一种房屋结构设计方案，建筑结构优化方法是以可靠性为基础的。其中存在较多的变量，并且数据也较为繁复。在计算方案规划期间，往往习惯于将限制性问题转变为无限定性问题，Powell算法以及拉氏乘子法等算法是较为常见的优化计算方案。

2、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用

在房屋结构设计中运用建筑结构优化设计方案，减小工程投入成本的同时，更能改善房屋结构设计配置，发挥经济与社会成效。建筑结构设计优化方法常被运用于房屋结构设计的旧屋改造、内部抗震以及前期设计等环节。

2.1前期设计环节

对于房屋的经济性设计而言，房屋结构的前期设计会给其带来较为关键的影响。目前较为常见的问题便是在前期环节未能应用建筑结构的优化设计方法。设计前期未能将结构设计的合理与科学性考虑其中，甚至有时会给房屋结构设计带来不良影响。为此，在前期设计环节就应运用建筑结构优化设计方法。

2.2抗震概念设计

不具备详细数据参数指标的抗震设计情形是房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的核心应用领域。在具体设计阶段，为了达到最佳设计值，在设计中应灵活运用建筑结构优化设计方法。此外，在确保宏观设计与要求相符的同时还应重视结构的细节设计。以选用现浇板为具体设计要求，如果异形板的拐角处易于出现断裂情形，设计期间，应将钢筋的选择范围考虑进去，在投入成本一定的情形下，选用有着较强极限拉力、塑性达标的钢筋材料。

2.3房屋基础地基优化设计

对于地基这一房屋结构设计的核心因素，为了实现优化设计的目标，首先应确保其地基结构设计得以最优规划。在建筑行业高速发展的形势下，房屋地基设计对于地基的具体要求也随着建筑成品的具体形式、作用而异。以房屋基础地基为导向的设计更应当立足于实际情形，对地基的实际勘测计划进行设定，在结构优化设计阶段，应当依循节省工程造价的基本准则，如果地基设计是以地桩为基准的，则应当按照具体受力情形，针对多样化材质的地桩加以考察，选取最优设计方法。

2.4选择节能指标较高的结构设计类型

在工程造价有所下降的前提下，改善房屋建成后的整体效益是房屋结构设计中，运用建筑结构设计方案的核心目标。为此，應当选取有着较高节能指标的结构设计类型。剪力墙、框架以及二者融合的结构形式是较为常见的三类房屋结构形式。前者抗震性能较佳，并且无需选用过多的材料，第二种结构设计类型因为有着较大的柱截面，因此房屋内部家具的布置情况也会受到一定影响，而后者有着较强的综合适应能力，并且有着较为良好的抗震效果以及较为显著的抗测力成效。三类结构类型都有自在存在的优势与弊端，在选取最佳设计方法时，应当立足于房屋实际需求，综合考虑后期效益以及成本造价这两大要素，按照实际情况选取最优设计方法。

结语：

总而言之，控制工程总造价成本、改善建筑结构的经济性是房屋结构设计中，运用建筑结构优化方案的核心目标。房屋结构设计中，在设计的各个阶段，即前期、概念以及下部地基基础设计中运用最佳设计方案，选取最为科学的建筑材料，不但能让建筑物的功能性与审美价值完美地结合起来，并且也能全方位降低房屋工程的造价成本，与目前所倡导的可持续发展观以及科学发展观相符，创造优良的经济以及社会效益。