房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

王超

沈阳城市测绘有限公司 辽宁沈阳 110000

近些年，人们对生活质量和居住条件的要求不断提升，相应地，对建筑工程的综合品质也提出了更高的要求。与此同时，国家也出台了相关政策呼吁建筑的节能化、高效化发展，这就要求建筑企业积极运用结构设计优化方法，使有限的空间与资源的价值得到最大化发挥，进而促进建筑工程实用性、经济性发展目标的实现，这对我国整个建筑行业的可持续发展来说也是大有好处的。

1 对建筑结构设计优化的意义研究

1.1 优化整体建筑结构

通过房屋建筑结构优化设计可以提升整体建筑结构质量，使得建筑结构兼具美丽外表与实用内在。一般房屋建筑主要功能为生活场所，其基本功能包括居住、使用等，同时房屋建筑作为重要建筑物，还需要具备一定审美性，需要符合大众审美，而要想确保房屋建筑对大众具有足够吸引力，就需要同时满足以上两点。但在实际的房屋建筑过程中，常常会偏重于其中一点，大多数情况建筑设计人员会放弃外形，选择确保建筑基本使用功能，在一定程度上降低了建筑综合效益。针对此种情况，设计人员可以通过优化结构设计的方式，找到建筑外形与内在的平衡点，提升建筑结构整体质量，全面满足用户需求，促进建筑行业良性发展。

1.2 有利于提高建筑结构的经济性

建筑的层高越高，其墙体面积和柱体积也会相应地增加，进而致使结构的自重增大，各类水电管线也会加长。反之，若层高较低，便可大大节省材料，同时也能增强建筑的抗震性能，与此同时，建筑的总高度也会随之下降，两栋建筑之间的日照距离也会因此而缩短，这就间接节省了用地面积。在建筑面积相同的条件下，若选择圆形或接近于方形的平面形状，建筑外墙的周长系数相对来说较小，与此同时，建筑基础以及内外表面装修也会随之减少，这样就能有效提高建筑的经济性能。从以往的工程实践中可以看出，采用结构优化设计方法可使建筑工程的总造价降低6%-30%，从而使整个建筑工程的经济效益更为可观。

2 房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

2.1 科学构建房屋建筑设计的模型

在具体的房屋结构设计优化中，需要精准科学化的对房主建筑结构进行模型建构。首先，就是需要科学选择变量。变量就是在房屋建筑设计中可以用来进一步优化的参数值，通常而言在设计优化前需要整体性分析建筑结构的各项性能，认真了解需要优化的内容点以及关键点，从而对整体的设计方案能有全面的掌握认识，同时也要考虑建筑建设中其他因素的影响。从具体的结构优化环节来看，特别是相关工程涉及到的细节参数，需要作为优化的理论依据，在选择最佳方案时在其中做合理的取舍，参考房屋工程建设的参数，明确数据目标，最大限度降低对建筑的直接性影响，同时降低设计优化所带来的偏差;然后是科学化选择优化函数，在以实用性跟稳定性的前提下，既要做好成本控制，同时对房屋整体结构、尺寸、用料等进行合理选择，保障稳定，再结合具体施工的条件，最终合理施工。

2.2 提高建筑抗风荷载作用的能力

为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求，对高层建筑结构进行抗风设计时，必须充分做好以下工作：①优化基础，只有高层建筑的基础部分稳定性较强，才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。因此，明确混凝土的级配标准成为高层建筑基础设计最基本的工作。应尽可能购买高级配的砂石，增加基础持力层厚度，加设抗拔的锚杆构件，加强基础的牢固性。②通过改变建筑的轮廓设计、投影面积和高度，改变区域建筑布局，以及种植绿植等改变风荷载的强度和方向等，削弱风荷载对建筑的作用。

2.3 优化建筑结构内部结构

房屋建筑结构根据建筑本身结构位置关系，可以分为建筑外结构与建筑内结构，建筑内结构即所有处于建筑内部的建筑结构。由于建筑内结构主要分布在建筑内部，大多数建筑设计人员往往会忽视内部结构设计优化，使得建筑结构优化质量提升空间受限。相关设计人员可以充分关注建筑结构内部设计的优化，从施工的每一个细节之处优化建筑，提升建筑结构优化质量。同时在内部结构设计优化方面，相关设计人员要充分考量不同设计方案所需要的施工量，尽可能地从多角度分析每一个参数优化设计，提高建筑结构优化设计质量。

2.4 加强消防结构设计

建筑结构结构复杂，一旦出现火灾，建筑使用者的人身安全与财产安全会受到严重的威胁。为此，必须重视高层建筑的防火设计。首先，应合理设计防火间距。设计人员需要依照相关规定准确测量建筑物间的实际距离，需要注意的是，相邻两建筑之间的最佳防火间距应按建筑外墙间的最小距离进行计算，若外墙包含凸出的易燃构件，应从该构件外缘算起。另外，还必须设计安全疏散通道。通常情况下，需要尽可能多地设计几条便于人们疏散的安全通道。为加速烟雾扩散，安全疏散通道必须设计防烟区。对此，设计人员可以采取分割式设计，以有效控制火势与烟雾的蔓延速度。

3 结语

社会现代化的今天，人们对于房屋建筑的功能、设计要求越来越高，如何有效提高房屋的住房品质与安全性要求，就需要从设计、施工、质量检测各个层面入手，努力对建筑施工的各个环节进行优化，才能有效提高建筑的品质与性能。对于房屋结构设计的优化要注重设计要求的规范性，既要保障其具备良好的力学性能，同时对于其外观、室内布局.建筑风格、截面优化设计同样提出了很高的要求，从而为客户提供优质、满意的住房，促进我国建筑行业的科学发展。