建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析

葛圣楚

摘要：随着我国社会经济的发展，建筑企业在市场环境中所面临的竞争力也越来越大，再加上人们对生活水平和居所环境的要求越来越高，建筑企业对房屋结构的设计进行科学合理的优化，并将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构的设计中，是极其重要的。本文对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用进行详细的分析介绍，以供参考。

关键词：建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计;实际应用

随着人们生活水平的提升，房屋不再只是发挥住所的作用，所以这就对建筑行业提出了更高的要求。在房屋结构的设计阶段，要将经济、安全、实用、美观和便于施工等因素考虑在内，从而使得房屋能够更好的被利用。在实际的使用中，为人们带来舒适、安全、美观的居住环境，使人们的身心得到更好的放松与休息。

一、优化方法的应用意义

（一）提升建筑企业的经济效益

在房屋工程建设过程中，为了保障工程项目的功能性和安全性，建筑企业往往会加大资金的投入，成本造价的提升，严重削弱了企业的经济效益。通过对房屋建筑结构设计方案的优化，在设计要求的范围内对其中的结构进行合并整合，能够有效的降低施工成本的投入，实现建筑企业的经济效益最大化。

（二）保证房屋结构功能与安全兼备

功能是房屋建筑的目标，安全是房屋建筑的基础，两者在房屋建筑中都是十分重要的。在进行房屋建筑美观化、功能化和舒适化的时候，不能以牺牲房屋建筑的质量安全为前提;同样地，在提升房屋建筑的安全性时，也不能够不顾及房屋建筑的功能性而进行建设。所以说，通过对房屋结构的设计进行优化，在保障房屋建筑功能性的同时提高房屋建筑的安全，实现两者的协调提升。

二、优化方法的实际应用

（一）妥善做好前期规划工作

建筑企业在开展房屋建设工作中，应该提前对房屋的结构进行规划。相关工作人员为了更好的对房屋结构进行设计，应该深入施工现场对实际情况进行全面的了解，另外，还需要对施工中相关的具体要求、参数和施工环境等进行深入的调研。基于此，通过房屋建筑的施工方案制定科学合理的房屋结构设计方案。除此之外，工作人员在进行房屋结构的设计工作中，还应该对相关的房屋结构设计案例进行深入的研究，再结合自身的房屋结构设计经验，根据实际的情况进行合理的房屋结构设计，并通过不断地优化，将概念设计有效的落实到实际的房屋结构设计中，实现结构优化与概念设计的高效融合。

（二）优化结构模型

在优化房屋建筑结构模型的时候，通常是按照以下三个步骤来进行[1]：

第一，设计变量的选择。设计人员在房屋结构的设计过程中发挥着十分重要的作用，所以设计人员在进行相关设计工作的时候，一定要以设计要求为核心。在进行相关参数的选择过程中，一定要进行慎重的选择，一般选取波动幅度较小的参数，目的是为后期的相关编程设计和结构模拟工作带来便利，减少相关工作人员的工作量，也能够为实际的房屋建筑找到相应的资源。

第二，目标函数的确定。在房屋结构的设计工作中，设计人员在进行相应的函数选择时，一定要以房屋结构的实际配筋率和实际尺寸等为依据进行选择，因为目标函数是凡物结构设计工作的指导方针。其次，通过这样的方式选择木变函数，能够在一定程度上降低建筑企业的工程投入成本。

第三，满足约束条件。在进行房屋结构的设计工作时，要对相关的约束条件进行足够的重视，约束条件一般包括房屋结构的应力、尺寸、强度、变形、结构体系和单元构建等。在实际的设计过程中，根据相应的设计要求进行相关的设计，不仅要满足各项约束条件，还应该对具体的施工方案和实际的施工条件进行考虑，从而设计出更优的房屋结构。

（三）对建筑主体进行全面优化

房屋的建筑主体对房屋的可靠性和安全性具有十分重要的作用，因此，在进行房屋结构的主体设计时，要先建立相应的建筑模型，并通过研究、讨论、分析，不断地对其进行结构的设计优化。例如，对剪力墙进行设计和优化[2]。首先，应该保证剪力墙的质量均匀;其次，剪力墙的结构中心应该与刚度中心相吻合。这样，设计出来的房屋结构才能更好的预防地震、暴雨和狂风等自然灾害对它的冲击。在设计过程中，应该对实际情况进行全面的考量，尽可能地将剪力墙的长度延长，同时，还要尽可能地减少剪力墙的数量，这样做的目的是提升剪力墙的稳定性和减少混凝土的使用量。在剪力墙的设计中，一般会涉及到钢材暗柱的设计。在钢材暗柱的设计过程中，設计人员应该根据实际情况进行钢材暗柱数量的设计使用。如果剪力墙相对过大，可以根据具体的计算，在相关性能的设计要求范围内合理的减少钢材暗柱的数量，为建筑单位降低生产成本。但是，如果建筑物对抗震能力的要求较高或建筑本身不适合设置较大剪力墙，再或者施工条件不允许，在进行相关设计的时候，要严禁较大剪力墙的使用。

（四）优化节约设计

建筑企业在进行建筑工程项目的时候，在保障建筑项目质量的前提下，会尽可能的追求利益的最大化，所以，在进行结构设计的时候，要将“节约”的理念贯穿到设计当中。建筑企业在进行房屋建筑的结构设计时，除了考虑房屋建筑的功能性和安全性，还要尽可能的优化结构设计方案，降低成本的投入，实现企业的经济效益最大化。在房屋建筑的结构设计中，剪力墙的结构设计、整体框架结构的设计、剪力墙和框架结合的结构设计，这三种结构设计各有优缺点，所以，设计人员要深入地研究这三者之间的关系，结合实际情况、工程的造价成本和企业的经济效益等因素，设计出最优的房屋结构设计方案[3]。

（五）结构细节优化设计

“细节决定成败”，所以，在进行房屋结构的设计过程中要加强房屋结构中对细节的合理优化设计。例如，房屋建筑在实际的施工过程中，会使用大量的现浇板，在房屋建筑的拐角处使用异形现浇板很容易发生断裂的现象。在进行设计的时候，应该对这些细节性问题给予足够的重视。在进行拐角处异形现浇板的设计时，应该对现浇板中使用的钢筋材料的参数要求给予明确的规定，如极限拉力和塑性要求等参数应该满足什么标准。在进行房屋建筑结构设计的过程中，要不断地优化细节的设计，确保房屋建筑在使用中安全性和可靠性。

（六）优化排水系统

排水系统的存放空间中一般都会有各种各样的机械设备，所以都会设置在房屋建筑的下面。在配水管道的设计过程中，设计人员应该遵循国家的相关规定进行管道走向的设计。在设计的过程中，尽可能地避免排水管道穿越承重墙。如果遇到管道必须通过承重墙的现象发生时，一定要对承重墙上预留的孔洞进行加固的设计。另外，管道在垂直方向上对楼板的穿孔，也要进行加固。

三、结语：

我国在社会主义现代化的建设发展过程中，很多方面取得了一定的成就。其中，人们的生活平得到了极大程度的提升，大多数人解决了温饱问题。随之而来的是，人们对生活居所提出了更高的要求。将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构的设计中，在保证房屋建筑的安全和质量外，还要尽可能的优化房屋结构，使其更加的美观，为居住的人提供舒适的生活环境。

参考文献：

[1]陈东海.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（22）：150.

[2]李建良.建筑结构设计优化方法在房屋结构优化设计中的应用[J].住宅与房地产，2018（12）：63.

[3]宋尧.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].中国高新区，2018（14）：177.