分析建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的運用

【摘要】房屋建筑想要獲得精美的外觀，相關設計人員在進行設計的時候將房屋建筑的結構設計和外觀設計結合，加強建筑結構設計在房屋結構設計中的運用 。文章基于結構設計優(yōu)化方法對優(yōu)化房屋結構設計的重要作用，具體分析建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的運用。

【關鍵詞】建筑結構設計；設計方法；優(yōu)化；房屋結構設計；應用

在社會經濟的不斷發(fā)展下，建筑市場之間的競爭加劇。為了幫助建筑企業(yè)在市場競爭中獲得自己的地位，不斷設計出更高性能、更安全、外觀更理想的房屋建筑，需要相關人員加強對房屋建筑設計方法的研究。基于房屋建筑結構設計在總體建筑設計中所占的比重，需要施工人員在分析研究建筑結構設計優(yōu)化方法的基礎上，結合實際施工情況將建筑結構設計優(yōu)化方法合理有效的應用到房屋結構設計中。

1、建筑結構設計優(yōu)化方法內涵

建筑結構設計優(yōu)化方法是指在保證施工順利完成的基礎上，就愛那個設計學、藝術學和審美學的知識進行重新的整合，然后集體體現在房屋結構設計中。建筑結構設計優(yōu)化方法體現在建筑結構設計中包括房屋建設的目的、功能等，具有法方便、安全、經濟適用的特點。

2、建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中應用的意義

原有的建筑結構設計一般比較注重建筑結構的質量安全，忽視了對工程造價的管理，由此導致工程造價比原有的造假水平高10%，且在整體設計上還不具備美觀。時代的進步發(fā)展使得人們對房屋建筑結構提出了更高的要求，建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中也加強了推廣應用。通過建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用能夠在一定程度上降低工程造價費用、節(jié)省施工材料、提升房屋結構涉及企業(yè)的效益。同時，還能夠通過成本的節(jié)省實現對資源的優(yōu)化配置。

3、建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的運用

3.1對房屋建筑結構整體的設計優(yōu)化

對房屋建筑結構整體的設計優(yōu)化需要建立結構優(yōu)化模型，確定好模型之后選擇具體的優(yōu)化計算方案和操作程序，最后根據分析進行整體優(yōu)化設計。第一步：首先，選擇設計優(yōu)化的變量。房屋結構設計優(yōu)化變量一般選擇對建筑總體產生重要影響的因素作為參數信息，并將參數信息作為預定參數，在總體上降低工程量。其次，確定房屋結構設計優(yōu)化的目標函數。最后，確定房屋結構設計優(yōu)化模型的約束條件，具體包括強度約束、應力約束、變形約束等。第二步：應用房屋結構設計優(yōu)化方法的時候會涉及到大量的數據信息，為了簡化計算，可將約束優(yōu)化轉為一種無約束優(yōu)化問題進行計算。第三步：在建立房屋結構優(yōu)化設計模型之后，進行相應的求解操作，及時發(fā)現房屋結構優(yōu)化設計中的不合理因素，及時改進。

3.2對房屋建筑結構局部的設計優(yōu)化

3.2.1房屋建筑基礎和地基的優(yōu)化設計

高層建筑基礎的合理選型與設計是整個結構設計中的關鍵部分。基礎工程造價在高層建筑的工程造價中所占比例較高。因而，房屋建筑施工需要選用合理的基礎形式或地基處理方式，從而降低工程造價。某工程地基承載力特征值為250kPa，基底壓力為415kPa，天然地基不能滿足設計要求，結合工程地質勘查報告，選擇鉆孔灌注樁或CFG樁復合地基，在滿足建筑承載力和變形的前提下對兩種地基進行比較，發(fā)現鉆孔灌注樁造價為313.2萬元，FG樁復合地基造價為34.5萬元，因而選擇選用CFG樁進行樁-土復合地基的設計。

3.2.2房屋建筑樓層結構的優(yōu)化設計

房屋建筑樓層結構一般是梁板式的布置模式，在具體布置操作的時候需要避免應用有隔墻就設梁的陳舊設計方法。另外，在房屋建筑樓層結構的優(yōu)化設計中要重點解決板上隔墻荷載的受力和傳遞問題，具體操作是當隔墻和單向板的受力方向平行時，需要在墻下的板中加筋；當隔墻和單向板的受力方向垂直時，需要將隔墻化為板面等效均布荷載；當隔墻位于雙向板上的時候需要將隔墻化為板面等效均布荷載。

3.2.3房屋建筑配筋及構造的優(yōu)化設計

對于小高層房屋建筑來講，合理的控制配筋對于結構安全及工程的經濟性十分重要。房屋建筑配筋及構造的優(yōu)化設計具體體現如下：第一，墻體配筋。要求墻體的水平鋼筋在外側，豎向的鋼筋在內測。配筋的比例要求要滿足規(guī)范的最小配筋率即可。第二，對于連梁高跨比大于5的剪力墻，要求其連梁高度統(tǒng)一規(guī)定從洞頂算到樓板面或屋面，對于窗洞樓面至窗臺部分可砌筑填充墻。對于窗臺有飄窗時，可再增加一根梁，兩根梁之間砌筑填充墻。連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

3.3對房屋工程壽命設計的優(yōu)化

房屋工程建設有一定的周期，在不同周期中，工程建設會被劃分為多個階段。為了實現對房屋建設工程的整體優(yōu)化，需要相關人員結合工程實際、工程性質選擇最優(yōu)化的房屋結構設計方案，在建筑結構設計優(yōu)化方法的支持下選擇出適合不同階段的房屋結構設計方法，提升建筑房屋的施工效率。

3.4對房屋結構樁的優(yōu)化

房屋結構樁一般分為兩類，分別是預制樁、灌注樁。對于灌注樁的施工質量把握存在一定的難度，且施工時間長、操作復雜。為此，在一般情況下，房屋結構施工不會選擇這種方法，而是選擇預制樁。應用建筑結構優(yōu)化方法之后能夠對預制樁進行更為細致的挖掘，增加摩擦力。

3.5對房屋結構給排水設施的優(yōu)化

房屋結構設計施工中的給排水大多是通過管道完成的，但是管道的大小、質量等無法保證。為此，需要施工人員保證預留的管道通道尺寸合適，從而讓每一種管道都能夠順利通過。建筑結構設計在房屋結構給排水設施管理中的優(yōu)化能夠通過對樓層中通管道的加固處理，進而保證管道施工的安全，同時避免管道水平穿過帶來的承重壓力，實現房屋結構排水設施和結構的協(xié)調，提升房屋結構質量。

結語：

綜上所述，房屋結構的設計優(yōu)化其最終的目的是提升建筑功能、質量、環(huán)保性能，最終增強建筑施工企業(yè)的經濟效益和社會效益。建筑結構優(yōu)化在房屋建筑結構設計中的應用能夠進一步提升建筑本身的功能，加強對建筑施工資金投入的控制。為此，要求房屋建筑結構設計人員合理利用建材，不斷提升自己的水平，在了解房屋建筑結構施工設計標準的基礎上，緊跟時代發(fā)展需要開拓創(chuàng)新房屋建筑結構形式，應用最新技術形式將建筑結構設計優(yōu)化方法充分應用到房屋結構設計中，為人們的房屋建筑居住提供重要的生活保障。