建筑结构设计的优化方法及应用分析

黄文兵 温瑜文 王宝凤 胡传芳 龚义平

摘要：近些年来，随着我国建筑行业的不断发展，人们对除了对建筑结构的质量比较关注以外，也比较关心整体建筑结构的设计，在不断发展的过程中建筑结构设计的方法与技能都得到了进一步完善，建筑结构设计的优化方法也逐渐被广泛应用于房屋结构设计中，提升了房屋结构的经济性、安全性与美观性。为此，本文就简单探析了建筑结构设计的优化方法及应用，希望可以为相关从业者提供一些参考。

关键词：建筑结构;设计优化方法;结构设计;应用分析

引言

在我国城市化进程不断加快的过程中，建筑行业的市场竞争愈发激烈，对于相关的建筑企业来说，若想获得长久的竞争优势，就必须保证建筑结构的质量，并对建筑结构的整体水平进行优化。整个建筑设计当中，房屋结构设计是比较重要的一项内容，在房屋结构设计的过程中，建筑结构优化的设计方法具有比较高使用价值和优势。

一、建筑结构设计的优化方法在房屋建筑结构设计中的重要性分析

随着我国社会经济的快速发展，建筑行业获得了长足的发展，并呈现出多元化的发展方向，人们对建筑结构也有了新的要求，除了关注它的质量之外，还对其经济适用性、建筑的功能和外观都比较关注，这也使得房屋建筑结构的设计有着很大的发展空间。从目前我国建筑行业发展的情况来看，高层建筑的数量越来越多，针对其房屋结构设计的过程中，就可以通过建筑结构设计的优化方法应用来达到节约成本的目的，当然是在满足质量要求的前提下，这样可以确保方案更加有利。

把建筑結构的安全与质量工作当做整个设计工作的基础，并全面研究和优化建筑结构设计方案中的每一个细节与要点。在具体设计工作的过程中，设计人员要充分运用先进的设计理念和方法来优化设计方案，这样可以最大程度控制整体建筑施工的成本_[1]。在房屋结构设计中，建筑结构设计的优化方法具有比较高的价值。优化房屋结构设计的过程中，需要具体分析到可能涉及到的各种情况，全面优化整体及部分建筑结构，这样可以最大程度保证房屋建筑结构的整体质量，提高其设计合理性。

二、建筑结构设计在房屋建筑结构设计上的优化分析

（一）建筑结构设计的优化方法分解

首先，要单独优化处理每一个小的问题，完善不同的优化方法，尤其是在细节上应该注意。其次，综合调整上一步的优化问题，在这样的优化中，才能获得比较最符合实际要求的结构优化方法。

（二）优化房屋建筑结构的使用期限与寿命

对于任何一种类型的房屋建筑结构来说，优化其使用年限是比较重要的一项内容。建筑工程项目施工的每一个环节，都会对建筑的使用寿命产生影响，所以在应用建筑结构设计优化方法的时候，应该优化每一个施工的环节，结合具体的施工情况与施工特点，对房屋建筑结构的方案设计进行优化，从而保证其质量。

（三）优化建筑结构的局部与整体

由于当前房屋建筑的规模都比较大，在设计的过程中就会相对复杂一些，所以设计人员要特别注意设计的层次划分。从建筑工程项目具体的施工情况来看，一般都是有小环节、小局部的施工构成整体的施工，所以各环节、各局部之间的配合就会比较复杂。在建筑结构设计的时候，就需要充分考虑到建筑材料的选择，房屋结构的类型是否合适，以及在安装设计中，也需要对安装体系进行优化，通过将一个整体分为不同的环节，来开展局部优化，从局部到整体，这样才能实现对建筑结构整体的优化，进而提高建筑的质量_[2]。

（四）优化房屋建筑结构的上部结构设计

建筑结构的剪力墙结构布局的优化，是房屋建筑结构上部结构优化的主要内容，在具体的实施过程中，需要把楼层刚度的重心与整个房屋结构的重心进行重合，对设计方案进行合理优化，这样有助于建筑结构的稳定性与质量提高，可以最大程度避免由于外力而产生的整体结构损坏。

当前高层建筑比较普遍，在建筑结构设计优化方法的应用中，若想提升房屋结构的质量与安全性能，就需要选择合适的优化方法，提高房屋建筑结构设计的水平，促使其合理性与科学性得到保障。建筑结构刚度的要求是上部结构设计中需要重点关注的内容，在具体优化中，需要选择合适的建筑材料，根据实际施工情况确定钢筋的使用数量。

（五）优化建筑结构的整体协调性

设计房屋建筑结构的过程中，我们需要站在整体结构的角度上，尽最大努力保证建筑结构整体的可靠性与稳定性，同时要在提高整体质量的基础上，还应该关注建筑结构外部的美观。对内部设计布局的过程中，也应该考虑到房屋质量、结构外观以及房屋结构功能方面的需求。

三、建筑结构设计的优化方法

在房屋结构设计中的具体应用在房屋结构设计中，建筑结构设计的优化方法具体应用主要是先明确优化计算方法，接着对其目标函数进行分析，最后则是要优化设计整个房屋结构的施工流程与程序。

（一）确定建筑结构设计的优化计算方法

针对整体建筑结构的可靠度进行优化分析，是房屋结构设计优化前需要做到的一项工作，主要目的是为了能够对各变量之间的复杂情况以及各优化问题的约束条件进行了解，并以此来确定相应的优化计算方法，这样就可以将其转化为无约束的优化计算问题，为优化设计奠定良好的基础。

（二）确定建筑结构设计的目标函数并进行分析

依据各个变量之间的关系，在建筑结构设计的过程中，来确立一个目标函数，而整体结构设计方案的最优解就是求解的目标，然后来归类计算影响建筑结构安全稳定性的因素，最终来获取一个最优的设计方案_[3]。

（三）对整个房屋结构进行施工流程与程序的优化设计

除了上述的工作以外，设计人员还需要结合实际情况来规划与设计整个建筑结构的施工程序，这样的目的就是保证建筑结构的可靠性、安全性，明确房屋结构优化的计算方式，这样才能制定出更加有效的结构分析程序，保证其应用的效果。

（四）要注意对框架梁以及箍筋的间距进行优化

对于加密箍筋来说，箍筋与框架梁之间的距离应该控制在十厘米以内，如果是非加密梁，这个距离就需要保持在二十厘米内，在实际的设计过程中，必须要合理设计与优化框架梁和箍筋之间的距离，保证建筑结构的整体设计质量。

结束语

总而言之，在房屋结构设计中，建筑结构设计的优化方法有着比较广泛的应用，同时具有良好的推广价值，为了可以进一步提高房屋结构设计的质量，我们就必须加大对建筑结构优化设计方法的要求，充分掌握其在房屋结构设计中的应用，只有这样才能实现设计水平的提高。

参考文献

[1]贾金成.建筑结构设计优化方法及应用分析[J].建材与装饰，2017（4）.

[2]李秀芬.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析[J].建筑技术开发，2018.

[3]徐红.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析[J]，2018.