结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用

聂尧

【摘要】随着全国各地房屋建筑工程行业迅速发展，结构设计工作引起了人们广泛关注。房屋建筑工程结构设计工作的目的不仅是为了确保建筑物的使用要求，还需要确保建筑物能够更好的满足居住舒适度。因此，在房屋建筑结构设计过程中优化设计工作变得尤为重要，合理有效的结构优化设计工作有利于提升建筑物整体布局完善性，有利于推动施工活动顺利开展、降低施工成本和提升整个房屋建筑物的质量。本文将结合多年从事结构设计工作经验，细致分析结构优化设计方法在结构设计中的应用意义及具体的应用要点。

【关键词】结构优化设计方法;房屋建筑结构设计

房屋建筑结构优化设计工作是一项基于满足房屋建筑外观美观性、功能完善性等因素开展的对结构设计工作进行优化调整及改善的工作。传统的房屋建筑工程结构设计工作已经远不能满足目前现代化、产业化房屋建筑行业的发展，随着我国房屋建筑市场收缩性的发展和房屋建筑工程项目建设规模及复杂性的不断增大，需要采用先进的结构优化设计方法确保结构设计工作的成果能够满足房屋建筑工程美观性、功能多样性和建设经济性的要求。但是结构优化设计工作是一项涉及多个专业的、具备一定复杂性和综合性的工作，需要多专业协同配合，因此需要对结构优化设计方法做深入研究。

1、结构优化设计原则分析

1.1 美观性原则

房屋建筑工程结构优化设计人员在开展该项工作的过程中应确保结构设计满足安全合理的基础上尽可能的实现业主单位寻求的美观性。具体方法是在开展结构优化设计前期先与业主单位提出房屋建筑外观设计理念，然后结合业主单位提供的施工材料及施工工艺将设计理念应用到施工图纸是设计之中，并且依据规范设计要求对结构外檐进行优化设计。

1.2 经济性原则

现阶段我国建筑工程技术体系建设正处于不断成熟发展的阶段，随着房屋建筑工程建设数量及规模的不断增大，在现有设计技术及施工技术的影响下整个项目的成本输出不断增大。为了降低房屋建筑工程的施工成本，招投标制度的出现适当的降低了业主单位的项目成本输出，但也导致了施工单位的利润空间受限。所以，通过结构优化设计方法提升房屋建筑经济性是现阶段最为常见的策略。结构优化设计人员应在满足结构设计及建设需求的基础上上适当降低结构设计中钢筋的配筋或混凝土的强度等级等（据计算结果优化），进而帮助业主单位和施工单位提升经济效益。

1.3 安全性原则

安全性结构设计工作是房屋建筑工程结构设计的重点内容，也是有效避免施工阶段出现安全事故的关键工作。结构优化设计人员应在控制结构设计经济性和建筑物外观美观性的同时综合分析结构安全性设计，重视构造设计、综合考虑所有工况影响下的结构受力特点及裂缝发展趋势，在重点环节中应首先保障安全性设计，然后再考虑经济性原则。

2、结构优化设计方法应用要点分析

2.1 结构优化引入数字化技术手段

在开展结构优化设计工作的过程中引入数字化技术手段可以直接提升房屋建筑工程结构设计工作直观性，便于结构优化设计人员在短时间内发现设计问题，进而提升结构优化设计效率。房屋建筑工程结构设计工作的内容不仅需要满足规范要求，还应满足房屋建筑工程所在地区的文化特征需求。结构优化设计的首要任务就是确定结构设计方案，而在引入数字化技术手段之后，结构优化设计人员可以将结果设计方案数据导入数字化软件中进行三维展示，在结构设计专家及具有多年结构设计经验的工程人员对结构布置方案中的构件受力情况进行分析后优选受力合理、布置简单、造價较低的结构设计方案。

2.2 结构优化设计引入创新性设计理念

在结构优化设计的过程中引入创新性设计理念可以显著提升房屋建筑工程设计的个性化，在满足房屋建筑居住舒适度及整体安全稳定要求的前提下还能够突破传统结构设计理念对整个结构设计内容进行创新化优化设计。结构优化设计人员在引入创新性设计理念的过程中首先应确保设计内容能够满足结构设计整体性和能够合理指导施工活动，然后使用计算机结构计算程序作为辅助性工具提升结构设计内容的深度和质量，最后再依据设计人员多年工作经验努力提升创新性结构设计内容的实用价值。

2.3 结构优化设计需保证细化结构的完整性

保证细化结构的完整性是结构优化设计的重点内容，也是确保结构整体安全性的基础性保障。结构设计人员应在重点考虑结构整体安全性的基础上提升结构设计的质量以延长结构使用寿命。所以，为了达到这一目的需要就需要结构优化设计人员对设计内容进行细化处理，明确每一个节点处设计要求及施工要求，确保每一个环节都是相互有序衔接的。并且设计单位所出具的施工图纸必须表述清晰，便于指导施工人员开展施工活动。

2.4 创建并使用结构设计数据模型

结构优化设计人员应创建并使用结构设计数据模型，对建筑物使用条件下结构设计的科学性进行合理化评估，然后使用结构设计数据模型对外力荷载作用下建筑物结构体系的抗灾（地震、消防等）性能进行评价，确定结构体系具备抗震性能且在灾害发生时具备一定的适应性，最后从经济性角度出发对建筑物结构构件尺寸及布置方案、建筑材料、结构形式等多方面设计内容进行优化，通过优化结构设计内容来降低整个项目的成本。

结语：

在房屋建筑工程结构设计工作中引入结构设计优化方法可以显著提升房屋建筑项目的设计质量、降低项目施工成本、提升企业综合效益。结构设计人员在开展设计工作的过程中应灵活运用结构设计的方法及流程，使用先进的结构设计软件、凭借自身多年工作经验对结构设计方案进行优化分析，促使结构设计内容的深度和质量满足使用要求。

参考文献：

[1]侯登科.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].居舍，2020（01）：86.

[2]李鹏.房屋建筑工程结构优化设计分析[J].智能城市，2019，5（23）：32-33.

[3]高瑞军.简析结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中国住宅设施，2019（10）：44-45+24.

[4]汪毅.房屋结构设计中的建筑结构设计优化原则分析[J].四川建材，2019，45（09）：86-87.

[5]宋宝峰.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].居舍，2019（25）：87.