房屋建筑结构设计中建筑结构优化设计方法的应用探讨

李世磊

【摘要】经济的迅猛带动了人们生活质量的提升，在这样的背景下使得人们对房屋的质量提出了更高的要求。其中房建结构设计水平如何会很大程度决定房屋的整体质量、安全性和外观美感度。所以这就要求在进行房建结构设计时要控制好每一项设计环节，这样一来就可以使房建质量达到理想的质量要求。

【关键词】房屋建筑;结构设计;优化方法

我国这些年以来对国民经济进行了宏观调控，其中一个主要目的就是为了能够使建筑设计企业在保证建筑外观的基础上提升居民居住的舒适度，而若想达到这一要求，最为重要的工作就是优化房建结构设计方法，以此全面提升房建的整体质量。

1、建筑结构设计优化方法的特点和意义

1.1特点

一是建筑结构优化设计方法结合了大量学科，所涵盖的知识面范围较广;二是进行结构优化设计，可以加强建筑的外观美感度以及增强舒适度和安全性;三是施工方便，并还能够保证随后的施工能够得到顺利开展;四是具有环保的作用，可以提升建筑的经济性。由此能够看出，在对过去的房建结构设计进行优化以后，能夠很大程度的提升房建施工的整体质量、安全性以及居住的舒适度，因此要予以高度的重视。

1.2意义

在进行房建施工期间，若能够根据建筑特点来有针对性的进行结构优化设计，就可提升建筑的安全性，并还可使房建施工实现可持续性发展。除此之外，制定出最为完善的结构设计方案，能够节省一部分的施工成本，给企业创造出足够的经济收益，并还可以避免环境受到污染。施工企业在对房屋建筑进行施工时，所遵循的标准就是以最低的投入打造出质量合理的房屋工程，而进行合理的房建结构优化设计是实现这一目标的最为重要的环节。在优化了建筑设计方案以后，能够使房屋的外观和使用性上都达到居住者的需求，因此具备非常好的发展趋势。

2、房屋建筑结构优化设计方法

2.1对材料进行合理的使用

通常，对房建工程进行结构优化设计，主要是为了让建筑在达到质量和安全性要求的基础上，尽量节省不必要的施工浪费，而想要实现这一目标，那么就要在建筑结构设计期间挑选出合适的施工材料，并要保证建筑材料得到合理的使用。总体来讲，设计工作者要根据结构构件的受力、力学性能和施工环境的实际情况，明确建材类型。例如在优化混凝土结构的时候，要采用高标号混凝土材料，以减弱构件截面，扩充使用空间，和使结构自重下降。此外梁板结构容易受到弯曲，所以在设计过程中，要使其强度达到标准要求，以此节省一部分的钢筋量，同时钢筋和混凝材料要进行合理的强度配比，这样便可保证材料性能。至于在设计复杂节点区、结构转换层大跨度结构的过程中，要正确的采用钢结构、钢混凝土结构等，以使整体结构达到理想的经济性、安全性。

2.2进行合理的结构运算

伴随科技的发展，在当前的房建结构优化中已经实现了对计算机技术软件的普及使用，因而使结构运算不再像以前那样的繁琐。通常情况下，设计工作者主要是采用合适的运算方式，并在软件的配合下进行结构设计运算，以确保运算结构的正确性。不过在使用计算软件的时候，还需要注意一些问题：一是不要过度依靠软件。因为运算软件能够使运算更为的方便，并且还可提升运算速度，所以让很多工作者对软件产生了依赖感，不过软件并非完美，无法保证百分之百的准确性，所以在运用软件的过程中，要先确立运算程序、需求等，以确保运算结构的准确性;二是在往计算机中传送载荷数据、结构尺寸之前，要将数据进行核对，在保证没有任何错误的情况下再传送到计算机当中，这样就能够避免因数据传送有误而使运算结果不够准确。例如在给房屋建筑进行标准层设计的过程中，要使载荷数据具有精准性，而一旦失误，并形成累计，那么就会降低结构运算的准确性，从而难以保证建筑工程的安全性、经济性;此外还要保证运算参数的科学性。通常运算参数会决定运算结果，因此要根据结构的实际状况和运算程序的各项功能需求来明确运算参数。比如在对房屋建筑进行结构设计的时候，在运算其自振周期折减系数和取值时，要保证填充墙的材料满足质量和数量的要求，同时采用符合要求的结构形式，确立准确的数值，然后以此为基础来有针对性的折减运算周期，如果折减数较大，那么运算所得的地震力就难以大过实际地震力，这样一来就无法保证结构的安全性和经济性;最后，还要掌控好实际结构与运算模型间的差别。很多设计程序和运算理念，都要先进行假设或者根据运算模型来决定，不过房建的结构受力情况一般与运算理论间会具有明显的差异，因此如果只是根据运算手册、计算机来做结构运算，那么就难以确保精准性，结构设计自然也就达不到理想的安全性、经济性。综上所述，在对建筑结构进行运算的工程中要根据实际状况，并控制好理论实际间的约束关系，并且还要根据结构概念再一次对运算结果进行研究。

2.3对构件布置进行优化设计

剪力墙结构、柱子结构等是建筑结构中的重要组成部分。在对它们进行结构优化的过程中，要对构件实施合理的优化与设计。当前，框架剪力墙结构在房建施工中得到了普遍的使用，其中主要包括钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土框架，两者通常会采用刚接形式和铰接的形式。而在进行剪力墙结构优化设计的时候，要在保证剪力墙的刚度的同时，使侧向刚度达到理想要求。此外在进行设计时，还要控制好剪力墙结构数量和刚度，除此之外，也要降低运算难度。而在布设梁结构时，最好以宽扁梁为主，原因在于其能够缩减截面高度和提高建筑物净高。而如果使用常规梁，虽然能够达到良好的经济性，不过却会严重影响建筑层高。如果需要提升跨度，则要采用预应力梁，从而便可达到对建筑的特殊需求。不过这样的方式会加大施工成本，所以如无必要，最好不进行使用。最后，由于轴压比会影响房建工程的框架柱截面，因此要在明确上部轴力的情况下，来加强混凝土和柱截面的强度，这样就能够有效的控制轴压比，最终得以保证框架剪力墙结构的安全性。

2.4结构优化要和其余的项目系统做好协调

2.4.1对排水系统进行结构优化

通常，排水系统要放在专门的房建里。若想保证排水系统运行稳定，在房间里一般会安设足够的设备，而这就意味着排水系统所在的区域需要达到理想的载荷效果。通常会将排水系统摆放到建筑地下室里，而且在设计建筑结构的过程中，还要遵循有关规定，明确墙体上管道的预留尺寸和深度，同时还要稳固楼板全部钻孔区域。如果管道需经过承重墙的话，那么就稳固墙体，最后还要从整体性的角度出发，尽可能让管道网和建筑结构间具有良好的协调性，这样就得以避免管道出现绕梁、绕柱的现象。

2.4.2对电气系统进行结构优化设计

在对电气管线进行设计的时候，通常会采用导线将其设置在墙体、楼板区域，不过这样就会让预制结构施工变得十分困难，所以在今后，如果管道要经过梁体的话，那么对梁体结构进行设计时，要在合适的区域预留孔洞，而且还要让梁体宽度与墙体宽度相同，若无法满足要求，则就要保证墙体与梁体的其中一面对齐，这样就能够避免管线在墙体当中出现。

结语：

对房建工程进行结构优化设计，能够美化建筑外观，并还可提升建筑的整体质量和安全性、经济性，所以在今后的施工中，相关工作人员一定要采用最为合理的建筑结构优化设计方法。

参考文献：

[1]刘丽华;宗传书.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].建筑知识，2017年4期

[2]张海燕.建筑结构一体化协同设计中的建筑信息模型运用探讨[J].建筑技术，2017年第48卷第8期

[3]胡必伟.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程技术研究，2017年7月：

[4]王小苗.房屋建筑工程的结构优化与管理模式探讨[J].现代物业（中旬刊），2018（05）：56.