房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略

郝玮

摘 要：随着人们经济水平的提升和生活品味的提高，对于房屋建筑的结构设计要求也越来越高。在房屋建筑的结构设计中应用优化技术，有助于在保证房屋建筑的功能性、安全性和耐久性的同时，降低投资成本，强化结构性能。本文浅析房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化

1 引言

从建筑结构设计的角度来说，通过合理的结构设计优化不仅可以促进建筑物造型、外观以及功能的提升，同时还能有效提高结构的受力性能，节省施工材料的同时，降低施工的成本。在进行建筑物结构设计的同時需要采取适当的策略对结构进行优化设计，在保证建筑物功能的基础上，保证建筑物的各项性能和指标都达到设计要求，同时提高建筑物的稳定性和安全性。

2 房屋建筑结构设计优化步骤

2.1 建立结构优化模型

对于房屋建筑结构设计进行优化需要首先从优化模型的构建入手，确保具体房屋建筑结构优化工作具备明显方向，对于各个具体设计参数能够详细掌握，如此也就能够在后续通过科学的方法，结合具体标准规范进行优化完善。其中对于目标函数的明确是比较重要的一环，应该确保后续房屋建筑结构优化工作具备理想可行性效果。

2.2 落实计算程序

在房屋建筑结构优化工作落实中，其往往还需要重点从计算程序方面进行不断优化，确保计算程序的落实能够较为流畅可行，有效规避可能存在的明显隐患威胁，保障相关设计规范以及具体约束条件能够得到较好呈现，最终提升整体房屋结构设计优化效果，对于各类参数设计偏差进行及时调整。

2.3 分析结果

对于房屋建筑结构优化设计工作的落实，其最终结果的有效分析同样也需要引起高度关注，应该确保相应结果分析工作具备较强的实际效益，针对上述具体计算程序的落实进行综合分析评价，避免在任何环节中出现较为明显的问题矛盾，尤其是在关键指标的协调性方面，更是需要进行全面优化评价，综合提升设计方案应用效能。

3 建筑结构设计中的优化策略

3.1 平面设计方案的优化

从建筑结构设计来说，结构的平面布置对于整个设计方案、建筑物的功能以及成本等都会产生较大的影响。针对建筑的平面布置进行优化和选择也是非常重要的，在建筑平面设计中通过确定合适的平面方案就能确定平面的布局、轴网布置、楼层高度、房屋基本形式等的确定。在进行平面设计方法的优化的过程中需要结合建筑的使用功能进行充分考虑，结合现场和运用的实际情况进行充分的考虑和分析，在进行结构优化设计的时候不可能面面俱到，需要有一定的侧重点。

3.2 注重整体和局部的协调优化

对于房屋建筑结构设计优化工作的落实，从整体和局部的协调性入手进行分析是比较重要的一个条件，需要确保相应房屋建筑结构能够体现出更强的协调性效果，对于越来越复杂的房屋建筑结构需要促使其体现出更强的层次性效果。比如对于当前房屋建筑结构中应用越来越繁杂的各类材料和零部件，都需要给予详细分析，保障整体房屋建筑结构较为协调有序，注重设计方案的详细探究优化。

3.3 注重结构寿命优化

房屋建筑作为一类较为特殊的产品，应该在具体结构设计优化工作中关注后续房屋建筑的实际应用效果，能够促使其在结构方面具备较强的承载力和耐久性，如此才能够促使其在后续长期应用中具备较强的作用价值，尽量延长房屋建筑的使用寿命。比如对于房屋建筑桩基础结构的设计优化，就需要考虑到使用寿命，确保其能够具备更强的稳定性效果，避免在长期应用中存在受损威胁。

3.4 排水系统的优化

在房屋结构的设计过程中有一个非常关键的地方就是排水系统。排水系统直接关系着整个房屋建筑的整体质量，它在人们的生活中占据非常关键的位置。相关工作人员在进行房屋结构设计优化的时候，一定要将排水系统考虑进去，优化排水系统的设计。同时，在进行设备的选择的时候也要考虑到质量要求，尽可能在保证质量合格的情况下，选择价格较低的设备。除此之外，还要注意排水管道的安装问题，要保证所保留的尺寸和管道的尺寸相符，同时注意排水管道一般是安装在地下室中，还要进行楼板的加固。

3.5 房屋结构外套框架结构的优化

房屋结构平面框架的优化设计是一个多次及高次超静定问题，框架荷载使用条件是不变的设计因素，因此优化设计上也就剩下梁柱杆件截面尺寸为变量，因此可以通过调整相应的截面尺寸进行优化设计。房屋基本框架中，任何一个梁柱截面积的尺寸发生改变，都会影响整个结构内力分布，然而这种影响仅仅只针对杆件附近内力影响较大的情况。在每次优化设计过程中，对于单个构建截面尺寸发生改变的情况，往往需要重新计算结构内力，这样必然会浪费大量时间。为此，在实际的操作中，就可以近似假定杆件截面尺寸的改变不会影响到框架内力的重新分布，但是需要注意的是这个假定只能够在一次优化中使用，全部杆件优化有获得新的方案就需要放弃假定，对内力进行重新分析，这样才能够逐渐获得最优的方案，之后将最优方案借助常规框架计算进行一次分析即可。

3.6 结构的细部优化

结构设计不仅需要注重整体结构设计，同时还应该加强结构局部构建的优化设计。例如，在进行异形板的划分时可以尽量将其划分成为矩形板，不仅使得整个受力更加合理，也避免在拐角的位置出现裂缝。还有就是在对于底部的框架抗震墙，由于箍筋配箍量较大，一般选用的钢筋可以是带肋钢筋来作为箍筋，不仅可以有效减少箍筋的数量和直径，同时还有效降低了整个工程的造价，提高了施工的便捷程度和质量。对于柱结构受力构件，为了减少其界面尺寸可以采用该强度的混凝土材料，对于水平构件在满足设计要求的前提下可以选择降低混凝土的标号，达到节省成本的目的。

3.7 结构设计优化技术与建筑结构设计的结合

建筑物的设计通常从结构的布置开始展开，只有定了结构布置之后，才能结合相应的负荷要求来确定具体的参数、材料的要求，这些数据分析不仅要借助于计算机，还应当结合人工的测量和计算，经过大量的测量和数据分析，才能做出最科学的判断。这就要求相关的技术工作人员，要树立积极工作、认真负责的工作态度，不断提高自我的专业水平，在一定的技术的支持下，尽可能对每一个环节的数据都做到详细的记录和分析，不忽视每一个环节，精准的记录，为以后的设计或者突发事故的处理，提供各项数据的可靠参考。

3.8 在节能结构设计上优化建筑

在建筑节能上，对于一个房屋来说需具备好的采光性，这不仅是建筑标准和消费者的需求，也是在节能方面优化设计的原则，首先，在项目施工上要根据该地区的地理位置和规划需求来实现建筑物的朝向；南北通透、合理的阳光照射是保障房屋使用度上的一个具备条件，在美观上而言，也是避免因为天气的影响导致垂直现象，审美的效果就会大打折扣。另一层意义就是采光好的地段，节能方面的效果也是无可质疑的，从而降低热量的损耗；同时于建筑门窗来说，可以直接面对阳光的一面，在整个空气面积上就会不断的扩大，整个视觉感和审美观也有不一样的效果。

4 结语

房屋结构的设计优化对于房屋的整体结构的质量、稳固性、安全性、经济实用性等都是非常重要的，它所涉及到的东西也是非常的多、领域也非常广泛，对于设计师的能力要求非常高。为了满足用户的要求，房屋结构设计者要综合考虑所有可能涉及到的因素，设计出一个科学合理、综合效益良好的方案。同时，还要尽最大限度在满足上述要求之后，做到一定程度上的技术创新。

参考文献：

[1] 范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报，2017（8）：23～25.