建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用

2018-12-08李伟群身份证号码210122198208220627

新商务周刊 2018年11期

文/李伟群，身份证号码：210122198208220627

1 导言

在当前新的社会经济发展形势下，为了提升整体房屋建筑工程的质量和水平，必须要对于整体建筑结构进行合理的优化，更好的提升建筑工程项目的实用性、安全性、稳定性、美观性等诸多性能水平，满足各方的需求。在具体建筑工程项目设计的过程当中，我们也需要对于整体结构设计工作进行更好的优化，并通过综合的考虑构建更加完善的设计体系，保障整体房屋建筑结构设计效果。

2 建筑结构设计的优化方式理论体现

在建筑结构设计的过程中，不仅要考虑到房屋结构的安全性以及基本功能的健全，同时也要考虑到建筑本身的艺术感和美感。从理论上对建筑结构优化方法进行分析可知，优化方法不仅体现在建筑工程的整体上，同时也体现在分层结构上。对于建筑的整体设计而言，需要保证建筑平面结构的规则性和对称性，满足基本要求，同时还要考虑到垂直方向上的刚度要求，优化各层级结构，以保证建筑结构的稳定性和牢固性。在进行房屋结构优化的过程中，需要以适当的建筑结构优化方法理论基础为前提，创建建筑结构的优化模型，合理选择设计的变量，确定相应的目标函数，罗列约束条件，设计科学的优化方案，并通过相应的程度来实现最终优化结果。

3 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

3.1 建筑结构的整体优化方案

住宅的整体和部分构造的设计优化是建筑结构的整体优化的关键性工作和重要节点。建筑部分构造的优化体现在很多的方面，例如房顶的优化，围栏和栏杆的优化等诸多的方面。这些方面的优化不仅需要专业设计人员需要应用到自己所学到的专业技能，还要全面的去分析项目的各个诸多因素，比如建筑的适用功能性和如何抵用较低的成本带来较好的效果等问题。在建筑结构设计优化过程中，相关的设计人员还必须要进行实地考察，要根据其实际情况和特性进行结构设计优化。在进行房屋建筑的整体构造优化的时候，要保证建筑物的稳定性和安全性，如果出现一些不可抗力的因素，必须要把破坏和损失减少和降低，同时还应该要考虑到想要发生的因素和潜在的因素。这样的优化设计可以降低损失和保证其质量。在房屋建筑施工中所使用的建筑材料可以承受荷载和不可抗力破坏的载体是钢筋，钢筋在设计中起着重要的作用。因此，钢筋的搭接和配比间距都必须按照设计规范和标准进行设计，这样可以有效的对建筑结构进行整体的改善。

3.2 上部结构优化

对房屋建筑结构的上部设计来说，我们应该从更加系统的角度做好相应的优化，同时结合上部结构设计的相关需求实现针对性的优化和调整。在当前房屋建筑工程项目建设中，剪力墙结构是较为常见的一种设计结构。在进行剪力墙的墙体设计的过程当中，应该确保其质量均匀，同时保证楼层中平面钢柱的中心点和楼层整体结构重心处于一个重合的状态，这样可以更好的提升对风力和地震问题的抵御效果。在整理设计的过程当中，也可以结合实际的需求，采取大开间改造的方式，通过提升剪力墙的墙肢长度。这样可以减少数量，达到降低混凝土材料使用，提升项目经济效益的目的。在整体上部设计优化的过程当中，应该考虑到房屋建筑结构的实际特点和具体条件来进行调整，并围绕例如抗压、抗震的要求进行统筹考虑。

3.3 做好房屋结构的局部优化

从表面上来看，房屋结构设计是一个整体性的工作，需要站在整体的角度对结构进行优化。深入研究房屋结构设计工作可以看到，房屋结构也是一项层次性较强的工作，具有非常复杂的特点，因此，在优化房屋建筑整体结构的基础上，房屋结构设计人员需要从房屋的层次性入手，做好局部优化设计。从不同的角度考虑，房屋的层次性有不同的分类，主要包括电气设计、整体安全体系、细节设计等方面。对于电气设计来说，在优化的过程中可以通过科学化设计线路铺设来优化结构设计；对于整体安全来说，应当要以实际情况为基础，适当增加各个结构的牢固性，增加安全保护措施，以便能够保证房屋建筑的稳定性；对于细节设计结构的优化，可以从多个细节来进行优化，如悬挑梁的梁高选用、连续梁单梁的选用和设计等，需要选择合适的尺寸和材料，以保证细节处的牢固性。

3.4 抗震结构优化

对于任何一个房屋建筑来说，抗震性能都是保证房屋建筑安全性的重要因素之一。因此，为了保证房屋建筑抗震结构性能的合理性，应当要借助结构优化的方法，使用现代化计算机技术，优化房屋构建的尺寸，提高房屋的抗震性能。首先，结构设计人员对房屋所处的环境进行分析，通过计算机将相关数据录入，并进行智能分析，了解当地地震发生的频率和等级，以便能够作为后期优化的参考数据；其次，运用“准测法”来对房屋结构构件的尺寸进行优化，根据结构的截面大小、荷载数值等进行分析，并结合“单元法”，详细分析每一部分构件的受力程度，通过计算机计算来优化相关数据，继而提高房屋建筑的抗震性能。