结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用研究

马啸驰

摘 要：房屋建筑结构设计对整个建筑物的使用功能及使用寿命有着较大的影响作用，需要借助结构设计优化方法来提高设计质量，使房屋建筑结构设计的科学性及合理性得以提升。为实现结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的有效应用，本文就针对房屋建筑结构设计优化的重要意义进行分析，探究结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的具体应用，希望能为工程设计人员提供一些有效参考依据。

关键词：结构设计优化;房屋建筑;结构设计;应用

近年来，随着我国建筑行业的快速发展，房屋建筑结构设计的复杂性不断提升，很容易出现各种各样的缺陷，导致房屋建筑的使用功能受到较大影响。而结构设计优化方法是确保设计质量的重要途径，能够对房屋建筑结构设计中的不足之处进行改进，使房屋建筑结构设计能够充分满足工程建设的实际需求。通过深入分析结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用，有利于提高工作人员对这一方法的掌握程度，促进房屋建筑结构设计朝着更好的方向不断发展。

一、房屋建筑结构设计优化的重要意义分析

首先，通过房屋建筑结构设计优化能够对建筑结构的美观性进行提升。随着我国人民的生活水平不断提高，我国人民对房屋建筑的美观性提出了更高的要求，需要合理选择外观材料，确保建筑物的外观形象符合群众的审美需求。将先进的设计思想应用到房屋建筑结构设计中，不断优化设计内容，有利于提高房屋建筑的美观性[1]。

其次，通过房屋建筑结构设计优化能够对建筑工程的质量进行提升。确保工程质量是房屋建筑结构设计的首要任务，只有保证工程质量，才能够保证工程参与方的经济利益，促进建筑行业的健康稳定发展。通过对房屋建筑结构设计进行优化，可以减少工程施工中的质量问题，使工程质量得到有效保障。

最后，通過房屋建筑结构设计优化能够对建筑工程的经济性进行提升。虽然房屋建筑结构设计的直接成本较少，但是该设计对工程施工的全过程产生了较大的影响作用，若是设计本身存在缺陷，那么工程施工质量及施工安全都会受到较大影响，且材料使用量也会显著提升。通过对房屋建筑结构设计进行优化，可以对工程资源的使用进行合理安排，实现对工程施工问题的有效预防，从而减少施工问题造成的经济损失，使工程项目的整体效益得以提升。

二、结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的具体应用分析

（一）在基础结构优化中的应用

在进行房屋建筑结构设计的时候，需要重视对基础结构的设计，否则将直接影响到整个工程设计的有效实施，难以保证房屋建筑的施工质量。首先，需要做好施工现场的勘察工作，充分了解施工区域的地质条件，结合建筑物的结构形式、体型、高度对基础类型进行合理选择，将基础埋置的深度控制在合理范围。目前天然地基常常被使用到工程施工中，需要在选择天然地基的同时，对基础截面结构的各项物理参数进行控制，其中包括了桩基础的桩间距、配筋率、尺寸等等，在符合设计规范要求的基础上，对钢筋及基础混凝土的使用进行合理控制，以此提高工程资源的利用率，实现对基础设计的科学优化[2]。

（二）在地下部分结构优化中的应用

作为房屋建筑结构设计的重要部分，地下部分的结构设计是否合理，直接影响到房屋建筑整体结构的钢筋量和混凝土量。目前房屋建筑地下部分的设计内容较为复杂，很容易受到各种因素的影响，导致工程施工的投入显著加大，比如地下水位、消防车荷载、地下室顶板覆土厚度、是否为人防地下室、地下室层数等等，这些都会影响到建筑材料的使用量。因此，在进行地下部分结构设计的时候，可以在确保工程安全的条件下，对其中的不良因素进行有效处理。通过减少土方开挖量、减少地下室层数、降低地下室层高等方法来降低施工成本。同时，可以对主次梁的布置、地下室柱网跨度进行调整，将地下室顶板作为上部结构的嵌固位置，使结构设计的优化更加合理[3]。此外，可以选择塑性计算的方法对人防地下室的各项参数进行计算，比如不考虑消防车荷载及人防情况下的裂缝挠度等等。通过对这些参数进行合理调整，有利于提高房屋建筑的经济性及安全性。

（三）在地上部分结构优化中的应用

在进行房建筑屋结构设计的时候，需要重视对剪力墙结构的设计优化，可以采用刚度适宜、简单、规则的原则进行剪力墙的布置，且需要保证上下连续，不能出现突变等状况，使剪力墙的整体性能达到要求。同时，可以选择大开间剪力墙结构，以此确保建筑内部的空间达到使用需求，还可以对混凝土的使用量进行控制，使工程施工的材料成本得以降低。随着我国科学技术的发展，工业化的生产方式被使用到装配整体式的剪力墙结构中，在装修与主体结构一体化、构件生产工业化、设计与施工一体化、信息化技术协同设计、标准化一体化设计等各个方面体现出较大的优势，能够实现最大化的工程效益。由于装配式建筑的发展时间较晚，在许多方面存在技术难题和阻碍，很难达到良好的节约效果，这就需要加强对相关技术的研究，充分发挥装配式建筑在房屋建筑结构设计优化中的价值作用。

（四）在结构抗震性能优化中的应用

在进行房屋建筑结构设计中，需要重视对抗震性能设计的优化，确保房屋建筑的整体质量达到要求。对于抗震性能设计的优化，主要就是对房屋建筑的稳定性进行提升，坚持均匀对称、高效化、简约化的原则进行抗震结构设计。为提高房屋建筑结构的抗震性能，必须具备一定的使用规则，对凸角结构设计进行严格控制，使房屋建筑的抗震性能设计得以简化。在房屋建筑结构的平面布置缺乏规则性的时候，很容易受到地震等自然灾害的影响，使得房屋建筑结构出现较明显的扭矩效应，这就需要对框架柱或偏离结构刚心远端抗震墙的承载力进行仔细验算。由于部分房屋建筑结构是非对称的，所以在进行抗震性能设计的时候，需要将建筑结构平面布置结构的质心与刚心相重合，降低地震对建筑结构造成的不利影响，实现对扭矩效应等问题的有效处理[4]。

三、结语

综上所述，为充分发挥结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用价值，需要提高工程设计人员对结构设计优化方法的认识，充分把握好工程建设的实际需求，将其灵活运用到基础结构设计、地下部分结构设计、地上部分结构设计、结构抗震性能设计等各个环节，从而提高工程设计的整体质量，为房屋建筑工程的长远发展提供有利支持。

参考文献

[1] 杨悦.结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用[J].绿色环保建材，2020（05）：92-93.

[2] 王正姣，赵清聪.结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用[J].居业，2020（04）：40-41.

[3] 王琴，何嘉，郑剑.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].四川水泥，2020（04）：63.

[4] 单章杰.简析结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].大众标准化，2020（04）：123+125.