房屋建筑工程结构优化设计分析

唐皞

摘 要：房屋建筑是现代城市中的重要空间，为居民的日常工作与生活创造室内环境。在生活质量不断提升的背景环境下，对于房屋建筑的要求也日益提升，这就需要建筑工程设计人员，在进行结构设计的过程中，坚守建筑设计基本原则，并在时代科技化背景环境下，利用行业的发展优势，对工作内容进行创新管理，增强房物建筑结构设计优化的实用价值。基于此，以下对房屋建筑工程结构优化设计进行了分析，以供参考。

关键词：建筑结构;结构设计;优化方法;应用研究

从当前形势来看，建筑规模不断扩大，建筑功能也更为多样化，尤其是房屋建筑，应当在满足人们基本需求的基础上，保持经济性及美观性，而房屋建筑工程结构优化设计作为建筑工程的灵魂，更应当在设计阶段为后续施工提供便利条件。

一、房屋建筑结构设计原则

房屋建筑结构设计中，功能性是其基本属性。尤其在社会经济环境高速发展的背景下，人们需要建筑结构设计的功能性，作为正常生产生活的支撑条件。而在设计过程中，还需建筑空间中的协调性、美观性以及舒适性，形成完整的室内环境。同时，由于房屋建筑的使用与居住需要，必须在进行结构设计的过程中，重点关注建筑空间的安全性内容。安全性设计内容，不仅在建筑结构施工过程中起到关键作用，也会在房屋建筑投入使用的过程中，成为保证使用者生命财产安全的重要依据。因此，在进行设计时，材料选择、用量分析、结构科学性等内容，都需要得到建筑结构设计者的高度重视，并作为设计的核心内容，进行完善与优化。另外，房屋建筑工程结构设计，是指导工程项目施工的重要组成部分。在进行设计优化的同时，需要从经济成本的角度对设计内容进行评估，并在合理优化调整的基础上，降低建设单位在成本投入中的消耗。这一内容，在当前竞争十分激烈的建筑行业中，显得尤为重要，是保证建筑公司市场竞争力的关键，也是实现建设单位良好发展的基础。所以，必须在设计环节上进行调节，在控制成本的基础上，对投入成本消耗与建筑使用节能性提供基础保障条件。

二、建筑结构设计的优化要点

（一）注重设计协调性

建筑结构的设计优化要注重对设计协调性的重视，若想加强建筑与房屋立体结构与平面设计之前的关联程度，促进其紧密度的贴合，充分利用现有空间进行有效利用，实现布局上的美观，就要注重结构设计中的全局协同特性。在建筑结构的墙体设计时，要结合居住用户的实际生活需求，对墙体与立柱的位置进行人性化设计，以房屋的简洁设计为主要核心思想，在各层面的高度调整与截面设计体现建筑结构的协调性。

（二）加强理论技术指导

房屋建筑结构设计进行中，关键点在于提高相关设计技术水平以及设计方式创新。应用和掌握任何一门技术，都应该是围绕实践和理论进行分析的，优化技术也不例外。目前，有很多房屋建筑设计人员都有着丰富的实践经验，但是他们所掌握的理论基础仍比较匮乏，所以优化技术的应用中往往就会出现多方面问题。总的来说，在房屋建筑结构设计方案中，可供选择的结构设计方案很多，但是会有一个结构设计方案是最适合的。因此，需要用理论知识作指导，而有的问题仅用计算机等信息方式仍无法解决，基于这一情况就要求在理论技术上多下功夫。

（三）注重優化层次性

在建筑结构的优化设计同时，应根据实际房屋建造需求进行全方位的综合考量，包括整体机构优化问题中的复杂细节。在设计优化过程中，要重视建筑的整体设计结构，从设计体系入手，实现建筑工程叠加设计的目的。实现建筑使用寿命的有效延长，就要将建筑设计进行阶段性的开展，在保证房屋建筑质量及安全的基础上，最大程度地减少建筑企业投资成本，提升企业经济收益。

（四）建筑设计优化

在设计时，将主要目标定为结构合理、造型美观，布置结构构件要紧密结合着整体平面。柱和墙的布设过程中，要尽可能保持一致性，遵循房建平面功能，避免出现墙和柱的错位现象;楼梯设计时，转角区域集中应力，作为承重构件的建材都是高强度的，建筑构件材质较轻，避免出现扭转现象。此外，电梯房的孔洞比较多，也要预埋很多构件。为此，首先要注意结构设计时预留孔径深度及尺寸是否满足标准要求，还要牢固楼板的穿孔位置。除上述之外，还要杜绝发生管道贯穿梁柱的现象，一旦出现贯穿现象，那么要采取的对策就是加固处理，并协调好管道布设与管道体系。

三、房屋建筑结构优化设计的积极对策

（一）结构整体及局部优化

现代房屋建筑工程中的细化项目逐渐增多，这就使设计内容更为丰富，因此，设计也就逐渐呈现出了全面性及层次性特点。首先，房屋建筑工程施工阶段所需的建筑材料及结构部件都属于其涵盖范畴，尤其是选用指标，应当重点关注;其次，房屋建筑工程中的体系类型较为多样，在各个体系下又分为不同的下级体系，因此，在房屋建筑结构设计阶段，设计人员不仅需要对大体系进行设计，还不能忽视下属的体系，只有逐个优化，才能创造层层相互叠加的建筑工程，以确保设计质量达到最佳。

（二）采取截面优化的方法

采取截面优化的方法，建筑工程项目结构细节是体现建筑整体的可靠性和安全性，设计者在对房屋建筑截面进行处理的时候，一定要将截面本身的安全可靠性考虑充分，借助有限元计算设计变量的应力特征以及结构位移，借助信息化设备对于设计数据进行验算和统计，结合得出的数据资料准确判断出截面结构的调整区域，并且对区域内部的建筑截面优化设计，保障截面的稳固性，延长建筑工程的使用时间。

（三）上部结构优化

首先，在对房屋建筑上部结构中的剪力墙结构进行优化设计时，应当将侧重点放在平面形心及结构中心上，通过对其进行研究分析，提升二者的契合度，设计人员应当在明确房屋建筑施工要点的基础上，尽可能地优化建筑空间，促使设计内容更为全面、合理，以此为基准，使用与之对应的计算方式对结构进行精确计算，促使建筑墙体与剪力墙体相一致;其次，在对砖混结构进行设计时，应当将承重墙纳入重点优化范畴，将错洞及大洞口作为分析指标，合理规避安全事故。设计人员应当参照成熟的建筑工艺技术对构造柱及墙垛的对应指标进行设计，为后续层高的优化设计夯实基础。

（四）采用拓扑优化的方式

当前很多建筑工程项目的结构设计需要进一步优化，需要不断创新。设计者在优化工程项目结构设计的时候，应该寻找建筑结构相对理想的分布方式，通过对建筑结构的刚度以及其他属性进行分析，借助拓扑优化的设计措施，将建筑结构的重量科学的减小，保障建筑结构的设计性能得以显著提升。设计者在实践工作中必须要明确拓扑优化设计的优势，借助拓扑优化的方法，使得建筑结构的设计转变为概念性的结构设计防范，将房屋建筑结构设计的逻辑性提升，挖掘建筑结构本身的经济效益，为业主提供更加舒适的感官体验。

四、结语

建筑结构设计优化对于房屋建筑的设计工作而言至关重要。设计师在进行房屋结构设计时，要兼顾建筑的生活实用性与视觉美观性，应在现有的设计方法基础上进行调整与优化，满足人们日益增长的多样化需求。

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