建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究

张跃伟

摘要：随着经济快速的发展，时代的不断进步，人们的生活质量不断提高，人们对于住房的要求也越来越高，不仅要求安全经济，更要求美观舒适。在设计房屋结构的过程中，设计人员应结合实际房屋建设情况，有针对性的选择设计方法，从而确保所设计的房屋结构具有较强稳定和承载力。研究显示，建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中应用会起到较好的作用。本文分析了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用。

关键词：建筑结构;房屋结构设计;应用

因人们对住房的要求越来越高，房屋设计师在设计房屋时须充分考虑到人们对房屋的需求，在进行设计工作时必须秉持着认真负责的态度，最大程度地满足住户的要求。在进行房屋设计时，运用建筑结构设计优化方法能有效优化房屋结构，将对房屋的安全性、舒适性、实用性及美观性等要求以最为合理的方式结合在一起，保证房屋的整体效果以及质量，最大限度地满足客户的需求。

一、建筑结构设计的优化方式的理念体现

所谓的建筑结构设计优化，就是房屋建筑在满足最基本的实用性、安全性、可靠性等其他基本功能的基础上，还要对其带来的美的享受与艺术体验进行考虑，实现这些必需要素的有机结合，这就是结构设计优化的相应体现。从现代建筑理论上分析，房屋建筑结构的优化方式在实际生活中，主要体现在房屋建筑项目的整体优化以及房屋各个构造环节上的优化，只有每个环节都实现了优化，房屋建筑结构设计的优化才能实现“1+1>2”的效果。

二、房屋建筑结构设计优化的重要性

建筑结构设计优化对于房屋结构设计而言尤为重要。对房屋结构的设计不仅要能从理论方面进行优化还要能从实践经验方面对房屋结构进行优化。在我国城市化快速发展的今天，城市建筑越来越多，相应的城市空余土地面积越来越少，诸如北京、上海、广州、深圳等地，城市空余土地面积匮乏，建筑已经很难向四周扩展，只能垂直方向扩展。因此，这就决定了我国未来的建筑主要以高层建筑为主。这就要求必须做好建筑结构的优化设计工作，只有做好建筑结构的优化设计工作，保证建筑的安全稳定，才能有利于未来建筑的良好发展。房屋结构的设计优化一定要在建筑的质量有可靠保障的前提下进行，只有建筑物的安全有保证的前提下才能在房屋建筑的设计方案中融入先进的、科学的设计理念与技术。通过对房屋建筑结构进行优化，能有效发挥在施工中机械设备的性能，并且能充分利用建筑材料，不至于造成建筑材料的大量浪费，不仅有效降低了建设的经济成本，还提高了房屋的实用性。房屋结构设计优化除外部优化之外还有内部的优化，内部结构优化能提升房屋的设计感，满足人们对于房屋美观性的要求，让人们感觉到舒适和满足，降低工作或生活带来的压力，还能有效利用有限的空间，提高人们的居住舒适度。

三、建筑结构设计优化的步骤和方法分析

1.建筑结构设计优化的步骤分析。对建筑房屋结构的实际设计过程中，要严格的按照相应步骤进行，这样才能将设计的科学性以及质量得到保障。首先要能在建筑结构的优化模型构建方面得以充分重视，将结构设计的变量要科学合理的加以解决。主要就是对目标相关的参数值以及约束控制参数值的选择要重视，而针对影响相对较小的就要实施预定式参数进行表示，这对编程工作量就能得以有效减少，将整体的工作效率水平得以提升。然后就是对目标函数的确定，这就能对建筑整体工程造价情况得以了解。然后将约束条件也能科學化的确定，从而为结构的优化设计打下基础。然后，要对房屋结构设计的优化方案加以设定，在这一环节要注重对由约束优化向无约束优化。接着就要在应用程序的设计上科学化呈现，在优化模式以及设计中的计算方式的有效应用，就压能在这些内容实施基础上，将应用程序能综合性以及科学化的加以呈现，这样就能将应用程序的实施得以良好作用发挥。最后就要在综合结果的分析方面进行实施。在得到了相应计算结果后，就要对这一结果实施综合性分析，将设计的最佳方案得以确定，这样就能保障房屋结构设计的安全以及美观，才能将优化设计的结构目标得以体现。

2.建筑结构设计优化方法的应用探究。第一，注重结构优化的层次性。将建筑结构设计方法在房屋结构设计中的应用体现在多个方面，对整体的结构优化方面就要能注重结构设计的层次性以及复杂性。对房屋建筑设计的体系以及结构体系和安装设计体系的相关内容得以重视，设计人员要能对下属体系的优化得以充分重视，将工程叠加的目标得以有效实现。在对结构设计的使用年限的保障，就要能分阶段的加以实施，通过对不同阶段和性质对结构优化的方案加以确定，最大程度的保障建筑设计企业的经济效益提高。第二，加强对结构设计中的剪力墙结构布局。对房屋结构的上部结构的优化设计中，就要能充分重视剪力墙的科学化布局，对剪力墙的质量均匀度要得以充分保障，还要能注重楼层结构中心和楼层平面刚度中心的有效结合。这样就能够对风力和地震等外部因素对其产生的影响。在房屋的类型上如果允许，就可通过对大开间剪力墙构造加以应用，以及对墙肢长实施增加措施，这对剪力墙的刚度就能得到有效保障。通过这一设计方法的应用，也能对钢筋的使用数量得以有效减少，在成本上就能得到有效保障。第三，结构设计中注重设计的协调性。房屋结构设计过程中，对建筑结构设计优化方法的应用，就要能在协调性方面得以充分体现。将建筑结构和整体平面间的配合紧密度要得到有效强化，在结构设计的合理性上要能得到保障，以及在结构设计的造型美观度方面也要体现。在对房屋结构设计中的墙以及柱的布置过程中，就要能和房建平面功能实际需求得到有效保障，在房建的开间以及进深等方面要得以充分保障，在整体的房屋结构的系统要体现出简洁化，在每层的截面以及高度都要能得以充分保障。第四，对结构设计的系统化要充分重视。对围护以及屋盖系统等结构进行的优化设计。这就要能够对多方面的内容进行考虑，在房屋结构的选型以及布局和造价等各个层面都要加强理论的分析。为能使得房屋结构设计和时代发展相同步，就要注重结构设计的创新性，能从基础上加以考虑，将刚度以及质量中心差异最大可能的缩小。在对房屋结构设计的功能上满足基础上，通过竖直方向布置来让竖直方向相应承重构件能得以贯通，在结构的设计上尽量保持对称性等。第五，加强对结构设计中电气的应用。对建筑结构设计优化方法的实际应用过程中，对电气优化方面要得以重视，这在房屋结构设计中也占有比较重要的位置。对电气设备的安装中，一些管线会通过梁体，还要能对孔洞预留得以充分重视，如果在这一设计上没有得到重视，就会造成再次的穿孔，对房屋结构的稳定性就会带来影响。

房屋结构是决定房屋建设质量、房屋工程性能的基础性参数，对房屋结构设计工作展开全面优化是设计工作的基本要求，同时也是工程领域的重要工作。采用建筑结构设计优化的方法针对房屋结构进行演算、重构和优化，是建筑结构设计优化方法应用的主要方面，应该重视建筑结构设计优化方法的使用，建立建筑结构设计优化工作的体系，构建建筑结构设计优化方法应用的结构，全面提升房屋结构的强度与性能，做到对房屋结构设计工作的有效加强。

参考文献：

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（作者单位：河北省第四建筑工程有限公司）