刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

2020-11-26李姝樾

商品与质量 2020年41期

李姝樾

吉林东北亚国际工程技术集团有限公司吉林长春 130000

随着人们生活品质的提升，房屋建筑工程的设计及建设要求也在不断发生变化，对建筑实用性的要求更加严格，同时房屋建筑的美观性以及安全性要求也逐渐提升。因此，在开展房屋建筑结构的设计工作时，相关设计人员需要考虑到当前社会时代的要求，以及市场的需求，采用合适的建筑结构设计优化方法，以此提高房屋结构设计的实效性。

1 建筑结构设计优化的重要作用

1.1 有利于房屋建筑工程造价的降低

当前，高层房屋建筑的数量正在不断增加，与普通的多层房屋建筑相比，高层房屋建筑的占地面积相对较小，占据空间比较大，这样能够在较大程度上减少高层房屋建筑的用地费用。不过，随着房屋建筑高度与层数的不断增加，楼与楼之间的间距则需要不断扩大，其在扩大的同时，也增加了土地的占用面积，这也会影响到建筑的造价。也因此，相关建筑企业在建设高层房屋建筑时，不能单纯的追求建筑本身的高度，而忽视土地的节约量，需要对建筑的占地面积以及造价进行统一协调，建筑结构的优化设计则能够保证建筑占地面积与层高之间的合理比例，这样也能够实现房屋建筑造价的有效降低[1]。

1.2 能够有效保障房屋建筑的质量

对于房屋结构而言，其自身是整个房屋建筑工程的 “骨架”，若是整个结构的设计不够合理，就导致 “骨架” 的不稳定，进而影响到房屋建筑工程的质量与安全。而采用建筑结构设计优化方式，则能够实现对房屋建筑结构的科学设计，相关设计人员会站在科学的角度，对房屋建筑的抗震等级进行优化计算，同时也会对建筑地基基础进行合理设计，并对梁柱、刚接以及铰接的承载体系进行不断的优化，使其能够达到相应的质量标准，进一步提升房屋建筑的整体质量。另外，在对房屋结构进行设计时，设计人员还会建筑结构材料的实际特性，对房屋结构基础、砌体结构等进行优化设计，以此提升房屋建筑结构的稳定性，保障房屋建筑的安全与质量。

2 房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用分析

2.1 建筑结构模型优化设计方式的应用

在进行房屋建筑结构的设计时，设计人员需要立足于各种影响变量的基础上，对相关参数进行合理选择，并以此为主要依据，建立相应房屋建筑结构函数模型，然后再利用这一模型进行计算，借此实现对房屋建筑结构的有效优化[2]。

首先，设计人员需要对设计变量予以合理选择，通常情况下，都选择对建筑结构产生较大的影响的相关参数，并且还要结合参数的重要程度对其进行科学区分；

其次，设计人员还要对建筑结构设计优化的制约条件予以明确，这些条件大都包括应力制约、尺寸制约以及裂缝宽度制约等，设计人员需要保证各制约条件能够达到建筑结构的设计标准要求；

最后，设计人员要对房屋建筑结构优化设计方案予以合理制定。在具体的结构设计优化过程中，设计人员要设计出多个变量，同时还要根据结构设计优化的实际需求，设置相应的制约条件，然后才能进行计算方案设计。

2.2 建筑结构材料优化设计方式的应用

材料是房屋建筑结构构成的核心，而相关设计人员在对房屋建筑结构进行优化设计时，则需要加强对建筑材料的优化。材料本身的重量会对建筑结构的受力产生较大的影响，因此，设计人员在对建筑结构的材料进行优化时，要尽量选用轻型材料。比如，在对填充墙、隔墙结构进行设计时，可以选择轻质材料，借此降低建筑的自重及其含钢量，实现对建筑成本的节约。

另外，混凝土材料的性价比相对较高，设计人员在对优化房屋建筑结构设计时，则可以提升混凝土自身的强度，这样则能够减少钢筋的使用数量。不过，混凝土强度等级的不断提升，其裂缝问题也容易出现，因此，设计人员在优化结构材料时，需要根据不同房屋建筑结构的实际需求，选择合适的混凝土强度等级。比如，在面对房屋建筑梁板时，设计人员需要选择C30 级的混凝土；面对建筑墙柱时，设计人员需要选择C25 级的混凝土；面对一些非承重的建筑构件时，设计人员需要选择C20 级的混凝土。一般来说，房屋建筑的楼层越高，其整体受力就会越小，基于此，在对混凝土强度等级进行设计优化时，需要遵循从下到上，逐渐减少这一设计原则，保证结构的稳固性[3]。

2.3 建筑结构体系优化设计方法的应用

第一，在设计房屋建筑结构体系时，需要对房屋建筑的区域布置、规划高度以及使用功能等多方面进行综合考虑，在确保建筑结构质量与安全的基础上，提升结构体系的经济性。比如，与普通框架相比，异形柱框架的用钢量相对较大，若是能够满足设计要求，则可选择普通框架；

第二，对房屋建筑结构体系进行优化设计时，设计人员还需要建筑梁、柱、墙等结构构件受力的合理性，同时还要降低相关构件的用钢量。若是建筑结构柱网相对较大，则楼盖结构的用钢量也会随之增大；若是建筑结构柱网比较小，则柱子的用钢量则会增加。因此，在具体的结构优化设计过程中，设计人员需要根据房屋建筑的实际建设要求，对其结构进行优化设计。