建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用

摘要：隨著房屋建筑規模的逐漸擴大，人們對房屋結構提出了更高的要求，需要進行房屋建筑結構的設計優化，以此來滿足房屋建筑的發展需求。在建筑結構設計中，結合房屋建筑的實際情況，應用行之有效的房屋結構設計優化方法，進一步提升房屋結構的實用性、安全性、美觀性及經濟性。本文對建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用進行分析，為建筑結構設計優化方法的有效應用提供一定指導。

關鍵詞：建筑結構設計；優化方法；房屋結構設計；應用

隨著社會經濟的發展，建筑行業之間的競爭變得愈加激烈，各建筑企業為了在激烈的競爭中站穩腳跟，會不斷進行房屋結構進行優化設計，旨在提高房屋建筑結構的實用性、安全性、美觀性及經濟性。下文就對房屋建筑結構設計的優化方法進行分析，指出建筑結構設計優化方法的有效應用措施，為建筑結構設計優化方法提供一定指導。

1、建筑結構設計優化方法分析

建筑結構設計優化方法指在建筑實際設計中，將審美學、藝術學、建筑學、結構力學相關專業知識結合在一起進行建筑結構設計，確保房屋功能，實現房屋建筑的建設目的，之后再結合結構實際情況進行設計方案的優化。在房屋結構的優化設計中，需要采取先進的建筑技術，進行房屋空間結構的優化設計，確保房屋空間利用率的提升。在實際優化設計中，要結合空間布局與實際受力有效結合，確保空間結構設計的整體協調性。當然，這對建筑結構設計師提出了更高的要求，需要其具備極高的專業水準，還需要具備計算機計算的應用能力，能在實際設計工作中實現思維創新，突出創作的靈性，以此來保證建筑結構的優化設計。在實際設計中，建筑結構設計需要有極其深厚的專業技能與設計水平，設計工作需要結合工程實際情況，進行設計理念的優化，注重經濟效益與質量的同步提升。站在長遠角度，建筑結構優化設計工作需要確保方案的優化性與結構的合理性。建筑結構設計師需要有極為高超的設計配合，能進行建筑功能與結構設計的有效協調，進行資源的有效分配，確保建筑結構設計的經濟性與安全性共存。

就建筑結構設計優化方法的應用現狀來看，人們對房屋建筑的設計要求越來越高，當下的房屋建造設計水平很難滿足人們的實際需求，由此需要對建筑結構設計理念和方法進行優化，與房屋消費人群的實際品位與需求相符合。在建筑結構設計領域要充分重視建筑結構設計的優化，找出其中存在的問題，尋求問題出現的原因，并采取一定措施進行實際情況的改進，便于房屋建設與設計技術提高。傳統建筑結構設計工作理念上非常注重質量與安全，關注建筑造價問題，現在建筑結構在實際進行優化設計中，即需要保證建筑結構設計的質量與安全，也要注重房屋結構設計的美感方便使用，提高房屋結構設計的節能與環保，達到節材、經濟效益良好，充分滿足人們日益增長的綠色建筑需求。

2、建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用分析

建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中進行有效應用，給建筑行業發展提供更加有利的發展平臺，促使建筑結構設計的優化方法不斷提高。建筑設計要進行建筑結構的優化設計，可以站在結構模型、基礎選型、新型材料新技術、整體結構與局部、上部結構優化等進行深入研究。

2.1結構模型優化應用

在建筑企業進行房屋結構設計中，需要構建一定結構模型，進行結構模型的優化處理。在實際設計中可以站在變量、目標函數以及約束條件之間進行結構模型的優化設計。設計人員在變量設計中，應當要結合房屋結構的相關參數為基石，并進行系統分析和研究，結構設計人員可以站在建筑結構實際受力角度對參數影響進行模型變量的設計，涉及到的變量內容包含了約束控制參數與損失期望值等。在變量的實際優化設計中，要充分保證變量選擇的合理性，滿足實際受力要求。設計人員還需要進行參數優化設計，完成之后要進行相關條件的研究工作，包括了鋼筋截面積與構件截面尺寸匹配等內容。在實際設計中，設計人員要將相關條件設計成為目標函數，繼而有效降低工程造價成本。在相關約束條件的實際優化中，設計人員進行房屋結構設計必須保證結構的合理性與安全性，使得設計方案能最大程度上滿足實際工程受力狀態。在建筑結構設計中要充分考量其中的約束條件，像建筑結構的尺寸約束與應力約束、裂縫寬度、結構強度等進行有效分析，按照房屋建筑的實際情況和目標約束條件，實現兩者的有效協調，按照實際工程標準規范要求來進行有效考慮，保證約束條件的選擇與實際情況相符合。

2.2基礎選型優化應用

在建筑企業進行房屋結構設計中，基礎設計是重要一個環節，它不僅涉及結構安全而且占用主體結構造價相當比重，特別是軟土地區基礎，這樣基礎優化設計更顯重要。在建筑結構的基礎設計中應根據結構層數、荷載大小、場地地質條件綜合考慮，基礎設計應優先采用天然地基，當天然地基不能滿足要求時可選擇復合地基或樁基礎。當選擇樁基礎是要充分利用好地基持力層，根據成樁工藝不同選擇不同樁基形式，充分考慮樁基施工工藝對環境影響及經濟性影響。基礎設計除了滿足承載力需要還要保證沉降均勻滿足正常使用，在進行結構基礎選型的優化設計是必須考慮的。在實際設計中可以站在安全、經濟、節材、環保及省時等角度進行基礎選型的優化設計。

2.3新型材料新技術應用

在建筑結構實際設計施工中，要關注房屋建筑的新型材料新技術應用，利用新型材料新技術應用進行結構的優化設計。隨著我國建筑工業的飛速發展，大量出現高強鋼筋、高性能混凝土、高強灌漿料、高強質輕保溫性能高的墻體材料、鋼筋套筒連接和高強預應力等新型建筑材料和新技術，為結構設計優化提供了大量操作空間和技術手段。當前我國建筑材料成本高，環保性不強，抗災性材料極度缺乏使用，已經阻礙了建筑產業的繼續發展。在進行結構的優化設計可根據地方差異性，加大抗震防災能力強的材料的使用，最大限度地抵御災害破壞，保障人民的生命安全與財產安全。通過新型材料新技術的應用，從而降低建筑工程的整體成本，使結構設計優化變得更加安全及經濟。

2.4建筑結構的整體與局部的優化

在建筑結構實際設計施工中，要關注房屋建筑的整體結構與局部結構之間關系，進行整體結構與局部結構的優化設計。在建筑結構的整體設計中，設計人員要對建筑的施工體系、結構體系等進行充分考慮，確保彼此之間的相互協調。在建筑結構整體與局部的優化設計中，需要保證各體系間的獨立性和關聯性，實現各體系的優化設計。對于建筑結構的優化設計來說，主要是針對上述結構體系進行有效處理，確保其合理性、科學性與可靠性，使得各體系設計都能滿足各部門的實際施工及使用需求。設計人員在實際設計中，除了要保證建筑結構設計方案的優化之外，還要確保設計人員能在實際設計中保證與各專業間的協調關系，能實現技術與管理手段的協調共享。隨著房屋建筑工程規模的逐漸擴大，建筑結構設計內容也變得愈加廣泛，設計中涉及到了建筑設備與建筑，需要進行專業性理論分析。因實際設計內容是多樣化，房屋結構設計變得愈加復雜，設計人員在實際房屋結構設計中，應當要進行整體結構的優化設計的同時，結合工程項目的局部結構進行優化設計，并進行各體系的綜合分析，有效降低成本設計和危險系數，使得建筑結構設計變得更加合理。

2.5上部結構優化應用分析

建筑結構設計優化中，建筑上部結構的設計主要是針對剪力墻結構、磚混結構以及框架結構進行相關內容分析。對于建筑的剪力墻結構分析來說，在剪力墻結構的實際優化設計中需要進行建筑平面形心與結構重心的充分考量，確保建筑平面形心與結構重心實現有效重合，實現建筑結構平面的均勻性。在實際設計中，需要進行建筑空間的合理設計，應用科學計算方式進行結構的有效計算，確保建筑墻體與剪力墻墻體之間的有效重合。建筑結構為磚混結構，需要進行磚混結構的優化設計，對承重墻中出現的大洞口等進行分析，避免承重墻結構出現意外情況。相關設計人員結合建筑結構規范，進行構造柱與墻垛長度的優化設計，實現建筑層高和層數的合理設計。對于建筑框架結構設計的工作，相關工作人員要進行結構有效計算，進行柱距和柱網的優化設計，有效降低建筑中部剛度，提高兩側剛度，確保建筑結構整體的良好抗震性能。在設計人員實際工作中，要結合實際框架受力狀況，進行柱截面與框架梁截面大小的優化處理，充分保證建筑柱與梁的中線重合，實現房屋結構的受力最優用材最省。

總結：

在房屋結構設計中應用建筑結構設計優化方法，有助于增強建筑結構的美觀性與實用性，將建筑結構設計融入到系統化研究中。在我國經濟水平不斷發展的背景下，滿足建筑結構的優化設計需求，確保建筑結構設計的安全性、實用性、美觀性以及經濟性，由此相關設計人員要學習與研究建筑結構優化的設計方法，加強建筑結構設計的研究，使得建筑結構設計優化方法達到安全、適用、節材、經濟效益良好效果，充分滿足人們日益增長的綠色建筑需求，讓建筑結構設計優化方法的不斷發展并有效發揮。

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作者簡介：鄭有明（1961.10-），男，高級工程師，一級注冊結構工程師，大學專科，主要從事工業與民用建筑結構設計及技術處理工作。