建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

摘要：随着房屋建筑规模的逐渐扩大，人们对房屋结构提出了更高的要求，需要进行房屋建筑结构的设计优化，以此来满足房屋建筑的发展需求。在建筑结构设计中，结合房屋建筑的实际情况，应用行之有效的房屋结构设计优化方法，进一步提升房屋结构的实用性、安全性、美观性及经济性。本文对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行分析，为建筑结构设计优化方法的有效应用提供一定指导。

关键词：建筑结构设计；优化方法；房屋结构设计；应用

随着社会经济的发展，建筑行业之间的竞争变得愈加激烈，各建筑企业为了在激烈的竞争中站稳脚跟，会不断进行房屋结构进行优化设计，旨在提高房屋建筑结构的实用性、安全性、美观性及经济性。下文就对房屋建筑结构设计的优化方法进行分析，指出建筑结构设计优化方法的有效应用措施，为建筑结构设计优化方法提供一定指导。

1、建筑结构设计优化方法分析

建筑结构设计优化方法指在建筑实际设计中，将审美学、艺术学、建筑学、结构力学相关专业知识结合在一起进行建筑结构设计，确保房屋功能，实现房屋建筑的建设目的，之后再结合结构实际情况进行设计方案的优化。在房屋结构的优化设计中，需要采取先进的建筑技術，进行房屋空间结构的优化设计，确保房屋空间利用率的提升。在实际优化设计中，要结合空间布局与实际受力有效结合，确保空间结构设计的整体协调性。当然，这对建筑结构设计师提出了更高的要求，需要其具备极高的专业水准，还需要具备计算机计算的应用能力，能在实际设计工作中实现思维创新，突出创作的灵性，以此来保证建筑结构的优化设计。在实际设计中，建筑结构设计需要有极其深厚的专业技能与设计水平，设计工作需要结合工程实际情况，进行设计理念的优化，注重经济效益与质量的同步提升。站在长远角度，建筑结构优化设计工作需要确保方案的优化性与结构的合理性。建筑结构设计师需要有极为高超的设计配合，能进行建筑功能与结构设计的有效协调，进行资源的有效分配，确保建筑结构设计的经济性与安全性共存。

就建筑结构设计优化方法的应用现状来看，人们对房屋建筑的设计要求越来越高，当下的房屋建造设计水平很难满足人们的实际需求，由此需要对建筑结构设计理念和方法进行优化，与房屋消费人群的实际品位与需求相符合。在建筑结构设计领域要充分重视建筑结构设计的优化，找出其中存在的问题，寻求问题出现的原因，并采取一定措施进行实际情况的改进，便于房屋建设与设计技术提高。传统建筑结构设计工作理念上非常注重质量与安全，关注建筑造价问题，现在建筑结构在实际进行优化设计中，即需要保证建筑结构设计的质量与安全，也要注重房屋结构设计的美感方便使用，提高房屋结构设计的节能与环保，达到节材、经济效益良好，充分满足人们日益增长的绿色建筑需求。

2、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析

建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中进行有效应用，给建筑行业发展提供更加有利的发展平台，促使建筑结构设计的优化方法不断提高。建筑设计要进行建筑结构的优化设计，可以站在结构模型、基础选型、新型材料新技术、整体结构与局部、上部结构优化等进行深入研究。

2.1结构模型优化应用

在建筑企业进行房屋结构设计中，需要构建一定结构模型，进行结构模型的优化处理。在实际设计中可以站在变量、目标函数以及约束条件之间进行结构模型的优化设计。设计人员在变量设计中，应当要结合房屋结构的相关参数为基石，并进行系统分析和研究，结构设计人员可以站在建筑结构实际受力角度对参数影响进行模型变量的设计，涉及到的变量内容包含了约束控制参数与损失期望值等。在变量的实际优化设计中，要充分保证变量选择的合理性，满足实际受力要求。设计人员还需要进行参数优化设计，完成之后要进行相关条件的研究工作，包括了钢筋截面积与构件截面尺寸匹配等内容。在实际设计中，设计人员要将相关条件设计成为目标函数，继而有效降低工程造价成本。在相关约束条件的实际优化中，设计人员进行房屋结构设计必须保证结构的合理性与安全性，使得设计方案能最大程度上满足实际工程受力状态。在建筑结构设计中要充分考量其中的约束条件，像建筑结构的尺寸约束与应力约束、裂缝宽度、结构强度等进行有效分析，按照房屋建筑的实际情况和目标约束条件，实现两者的有效协调，按照实际工程标准规范要求来进行有效考虑，保证约束条件的选择与实际情况相符合。

2.2基础选型优化应用

在建筑企业进行房屋结构设计中，基础设计是重要一个环节，它不仅涉及结构安全而且占用主体结构造价相当比重，特别是软土地区基础，这样基础优化设计更显重要。在建筑结构的基础设计中应根据结构层数、荷载大小、场地地质条件综合考虑，基础设计应优先采用天然地基，当天然地基不能满足要求时可选择复合地基或桩基础。当选择桩基础是要充分利用好地基持力层，根据成桩工艺不同选择不同桩基形式，充分考虑桩基施工工艺对环境影响及经济性影响。基础设计除了满足承载力需要还要保证沉降均匀满足正常使用，在进行结构基础选型的优化设计是必须考虑的。在实际设计中可以站在安全、经济、节材、环保及省时等角度进行基础选型的优化设计。

2.3新型材料新技术应用

在建筑结构实际设计施工中，要关注房屋建筑的新型材料新技术应用，利用新型材料新技术应用进行结构的优化设计。随着我国建筑工业的飞速发展，大量出现高强钢筋、高性能混凝土、高强灌浆料、高强质轻保温性能高的墙体材料、钢筋套筒连接和高强预应力等新型建筑材料和新技术，为结构设计优化提供了大量操作空间和技术手段。当前我国建筑材料成本高，环保性不强，抗灾性材料极度缺乏使用，已经阻碍了建筑产业的继续发展。在进行结构的优化设计可根据地方差异性，加大抗震防灾能力强的材料的使用，最大限度地抵御灾害破坏，保障人民的生命安全与财产安全。通过新型材料新技术的应用，从而降低建筑工程的整体成本，使结构设计优化变得更加安全及经济。

2.4建筑结构的整体与局部的优化

在建筑结构实际设计施工中，要关注房屋建筑的整体结构与局部结构之间关系，进行整体结构与局部结构的优化设计。在建筑结构的整体设计中，设计人员要对建筑的施工体系、结构体系等进行充分考虑，确保彼此之间的相互协调。在建筑结构整体与局部的优化设计中，需要保证各体系间的独立性和关联性，实现各体系的优化设计。对于建筑结构的优化设计来说，主要是针对上述结构体系进行有效处理，确保其合理性、科学性与可靠性，使得各体系设计都能满足各部门的实际施工及使用需求。设计人员在实际设计中，除了要保证建筑结构设计方案的优化之外，还要确保设计人员能在实际设计中保证与各专业间的协调关系，能实现技术与管理手段的协调共享。随着房屋建筑工程规模的逐渐扩大，建筑结构设计内容也变得愈加广泛，设计中涉及到了建筑设备与建筑，需要进行专业性理论分析。因实际设计内容是多样化，房屋结构设计变得愈加复杂，设计人员在实际房屋结构设计中，应当要进行整体结构的优化设计的同时，结合工程项目的局部结构进行优化设计，并进行各体系的综合分析，有效降低成本设计和危险系数，使得建筑结构设计变得更加合理。

2.5上部结构优化应用分析

建筑结构设计优化中，建筑上部结构的设计主要是针对剪力墻结构、砖混结构以及框架结构进行相关内容分析。对于建筑的剪力墙结构分析来说，在剪力墙结构的实际优化设计中需要进行建筑平面形心与结构重心的充分考量，确保建筑平面形心与结构重心实现有效重合，实现建筑结构平面的均匀性。在实际设计中，需要进行建筑空间的合理设计，应用科学计算方式进行结构的有效计算，确保建筑墙体与剪力墙墙体之间的有效重合。建筑结构为砖混结构，需要进行砖混结构的优化设计，对承重墙中出现的大洞口等进行分析，避免承重墙结构出现意外情况。相关设计人员结合建筑结构规范，进行构造柱与墙垛长度的优化设计，实现建筑层高和层数的合理设计。对于建筑框架结构设计的工作，相关工作人员要进行结构有效计算，进行柱距和柱网的优化设计，有效降低建筑中部刚度，提高两侧刚度，确保建筑结构整体的良好抗震性能。在设计人员实际工作中，要结合实际框架受力状况，进行柱截面与框架梁截面大小的优化处理，充分保证建筑柱与梁的中线重合，实现房屋结构的受力最优用材最省。

总结：

在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，有助于增强建筑结构的美观性与实用性，将建筑结构设计融入到系统化研究中。在我国经济水平不断发展的背景下，满足建筑结构的优化设计需求，确保建筑结构设计的安全性、实用性、美观性以及经济性，由此相关设计人员要学习与研究建筑结构优化的设计方法，加强建筑结构设计的研究，使得建筑结构设计优化方法达到安全、适用、节材、经济效益良好效果，充分满足人们日益增长的绿色建筑需求，让建筑结构设计优化方法的不断发展并有效发挥。

参考文献：

[1]廖文炽.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].四川水泥，2017（07）：91.

[2]吕杨.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].江西建材，2017（05）：42+48.

[3]唐益林.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建材与装饰，2017（01）：93-94.

作者简介：郑有明（1961.10-），男，高级工程师，一级注册结构工程师，大学专科，主要从事工业与民用建筑结构设计及技术处理工作。