结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用

吴比佳 陈闯

摘要：结构设计是建筑质量的第一步，也是保证建筑整体质量的关键。它不仅关系到城镇经济的发展，也关系到各地建筑业的可持续发展。因此，为了保证建筑结构设计和施工的质量，实施结构设计优化技术和措施对建筑业的发展具有重要意义。在此基础上，探讨了结构优化设计的意义和应用，旨在完善结构优化设计策略。

关键词：结构设计优化;房屋建筑;结构设计;应用

1建筑结构优化设计在实际工程中的意义

结构优化设计在房屋建筑工程和市政道路工程中都具有复杂性和多变性的特点。优化结果的实现需要多学科的协调配合和共同努力。结构设计优化的结果不仅关系到建筑的整体使用功能，而且关系到建筑的经济性。结构设计优化结果的出现，不仅保证了建筑整体结构设计的安全性，而且满足了建筑外观设计的需要。对于住宅建筑来说，结构设计的优化也要把实用性和人文关怀紧密结合起来，这对于提高人们的生活质量，增强建筑的居住功能具有重要意义。目前，大多数开发商对建筑的外观和造价比较重视，对结构本身的荷载控制不准确，导致结构设计过程中存在诸多质量隐患，施工安全事故更易发生。

2房屋结构设计优化的意义及设计中常见的问题

（1）上部结构的潜在问题。在房屋结构体系中，最重要的部分是上部结构，包括梁、板、柱、墙等重要部分。然而，这些结构存在许多潜在的问题。首先，一些框剪结构中连梁的设计不太合理，主要原因是有关方面对其重视不够，对实际施工顺序认识不足。其次，许多设计人员在进行楼板的计算和设计时往往忘记考虑楼板的实际受力状态，没有进行合理的分析，长期以来，楼板会因受力问题而出现非常明显的裂缝。此外，上部结构还会出现其他问题，需要设计师考虑。

（2）地基基础设计问题。在实际的建筑设计过程中，设计人员经常会遇到各种楼层的建筑和各种地质遗迹，因此在进行设计工作之前，设计人员应仔细观察和分析。但在实际工作中，设计人员往往通过口头报告或简单地引用一些参考图纸进行模仿，没有进行详细的比较和可行性研究，最终的设计结果达不到要求。同时，地基的设计往往会出现各种不合理的情况，并会带来许多难以想象的经济损失。这样，就不可能保证结构和技术优化带来的经济优势。最后，设计人员往往忽视地基设计中的沉降问题，只能根据以往的经验考虑，造成各种严重后果，对房屋建筑的安全构成一定的威胁，影响整体施工质量。

3在房屋建筑结构中开展优化设计的对策

3.1制定合理的房屋建筑结构优化方案

进行建筑结构优化设计的方法有很多，设计工作应根据实际情况进行。如果施工数据的获取不是那么容易，我们就不能根据具体的施工数据进行结构设计，而是采用概念设计的方法来完成具体的设计工作。这种情况在建筑设计过程中经常发生。需要设计人员根据建筑结构的相应特点，找到最适合建筑结构设计的方法，从而制定出合理的建筑结构优化方案。在应力分析过程中，设计者应明确不同材料在应力中的变化，以便更有效地开展相应的设计工作。在这种情况下，设计师的设计经验比计算机的数据处理更有效，因为通过对实际情况的合理把握，我们可以找到更好的解决问题的办法，使设计师在专业设计过程中能够提出更合理的方案。由此可见，建筑结构的优化设计与设计者的专业素质密切相关。只有充分重视建筑优化设计的内容，并具备相应的经验、知识和能力，才能给出更合理的设计方案。

3.2对上部建筑结构进行优化设计

在设计过程中，建筑物上部结构容易受到剪力的影响，因此可以更科学地保证楼板的几何中心高于建筑设计的位置，从而使建筑质量得到充分保证。根据实际情况，剪力墙的设计可以使剪力墙的尺寸和数量满足建筑功能的需要，从而促进建筑材料的有效利用，使之更加美观。在进行上部结构优化设计之前，必须对建筑物周围环境进行有效的调查，然后通过严格的调查工作，加强结构优化过程中的环保和安全防范的落实，从而有效地开展相应的优化工作。

3.3房屋建筑细节的优化

随着市场经济的快速发展，建筑业也在蓬勃发展，但其市场竞争也日趋激烈。现阶段，很多企业从细节入手，提高建筑的质量和美感，从而吸引消费者的青睐。基于此，在进行结构设计优化时，还应注意细节优化。根据客户的要求，我们应该对建筑的一些細节进行优化和细化。例如，在空调面板的设计中，应根据客户的需要进行设计，确保设计的空调面板能够为空调的安装和维护提供方便的条件，并保证其能够满足建筑安全性能的要求。比如在阳台设计上，我们还需要考虑到客户的需求来进行设计。如果有很多居民和复杂的构件，就需要考虑幼儿的安全，阳台的高度设计为1.2米，房屋结构设计中有很多小细节。设计师应充分考虑这些细节，为顾客提供更多的便利。在建筑结构优化设计中，设计人员还应充分考虑当地的实际情况进行设计，并适当采取一些节能设计措施，如考虑当地的气候和天气条件，优化居室的采光条件，以减少采光时间以及耗电量。

3.4排水管道系统的优化

在建筑结构设计中，采用结构设计优化的方法，也可以对排水管道系统进行优化。排水系统设计是建筑结构设计的重要组成部分，具有高度的复杂性。进行设计时应充分考虑实际情况。特别是穿墙管道的设计，应本着方便施工的原则，提前预留管道碰撞检测的空间，做好预埋孔的标记，以便施工方在施工过程中提前预埋，避免返工。对于需要穿过承重墙的排水管道，应进行周边加固，以保证承重墙的稳定。在排水管道的优化设计中，应考虑施工问题，避免柱周管道问题。随着科学技术的进步，BIM技术在建筑设计中的应用越来越广泛。BIM技术还可以应用于排水管道的优化设计中，进行碰撞检测，保证排水管道与建筑物的协调，提高排水管道优化设计的质量。

结束语

综上所述，在结构设计优化的具体应用中，可以通过充分发挥结构总体设计优化在建筑结构设计优化中的作用和截面设计优化在建筑结构设计优化中的作用来实现优化。在混凝土发展过程中，需要确定和选择设计变量，改变约束优化的无约束问题的发展方向，根据具体问题分析具体措施，改进荷载设计优化、计算周期设计和钢筋混凝土框架结构优化设计。本文旨在从多个角度分析住宅建筑结构优化设计的优缺点，制定更加科学合理的方法，以提高住宅建筑的整体性。

参考文献：

[1]  彭骄阳.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].江西建材，2016（11）：15.

[2]  郭睿.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].住宅与房地产，2017（03）：93.

[3]  宋辉，赵飞跃.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017（21）：25.

（作者单位：1.沈阳远大铝业工程有限公司;2.沈阳远大铝业工程有限公司）