房屋結構設計中的房屋結構設計優化策略

【摘要】房屋結構的設計直接影響到建筑的整體質量。隨著經濟的快速發展，傳統建筑已經難以滿足當今社會的需要。建筑不僅應當具有使用價值，還應當從安全、經濟、美觀等角度出發進行相應的結構優化，充分利用空間資源。

【關鍵詞】房屋結構；建筑結構；結構設計優化

房屋結構設計的優化是通過優化方法對建筑物結構進行綜合升級。既能滿足人們對建筑產品不斷改進的新要求，又能促進建筑企業不斷創新，提高企業競爭力。為了保證設計的科學合理的優化，有必要了解建筑的質量和周圍的環境。

1、設計優化的作用

對于房屋建筑企業來講，其追求目標在于保證房屋結構質量的同時最大程度地節省建筑設計有關費用和控制施工成本，房屋結構的穩定性是對房屋結構設計的基本要求，在此基礎上增加美感，才能滿足不同層次的用戶需求，也能給建筑企業帶來更大的經濟利益。與老舊建筑結構的設計相比，房屋結構設計優化方案可以大幅降低建筑成本，并且利用巧妙的優化設計，能夠提高建筑材料的利用率，做好屋內各獨立單元更好的配置，提高居住舒適度。

2、房屋結構設計優化步驟

2.1 建立結構優化模型

房屋結構設計優化的本質在于從變量中提取重要參數，建筑工程往往涉及多個數值，這些數值通常是設計人員定稿的參考值，因此對于建筑結構模型設計首先是選擇變量，一個變化因素較小的數值參考指標對于設計具有重要意義，能夠有效降低建筑設計優化和相關計算工作的難度，有利于設計師更快地找到設計目標的數據組，從而選擇最佳設計方案。出于對房屋結構耐久性的考慮，設計師應當結合房屋的尺寸、結構、剛性和變形與裂隙限度等多個方面分析，確保各個條件都能滿足相關要求。其次，在設計時，將房屋橫截面以及鋼筋的尺寸提前設定，設計人員需要找出符合事先設定值的函數組，做好目標函數的確定及約束條件，才能最大程度地滿足設計要求，降低有關費用。

2.2 優化計算方法

房屋結構設計優化涉及多項復雜的變量，計算方法也很多，在演算過程中需要根據需求盡量選擇簡便的運算方法，才能提高設計師的工作效率，避免不必要的精力耗費。此外，功能與用途齊全且運轉高效的設計程序結構設計優化上能夠發揮重要作用，因此設計師應當加強對程序選擇的重視度。在各種數據計算之后，設計師需要認真分析統計結論，找到設計方案間的共通點與差異，綜合衡量后確定最佳方案。房屋建筑投資成本較高，涉及的利益成員也較多，因此設計師在進行優化設計時還需要結合工程效益以及技術含量等條件多角度思考，避免出現顧此失彼的情況。

3、房屋結構設計中的房屋結構設計優化策略

3.1 優化結構壽命

任何建筑工程項目在限定的使用期內都可以找到不同的設計優化方案，因此設計人員需要結合不同階段以及不同性質特點的房屋建筑確定優化方法。房屋建筑的品質決定了居住質量，因此在結構設計優化工作中應當重點關注房屋落成后的實際使用效果，確保其結構具有相當的承載能力和壽命，從而能夠強化工程質量，在長期的使用過程當中體現其作用價值，避免在應用中出現結構損壞。

3.2 整體與局部設計優化

從房屋結構設計優化的整體來看，房屋結構設計通常包括設計、結構以及安裝設計三大體系，而各體系之下又細分為多個下屬體系，因此在房屋結構設計優化過程中，設計人員應當分別對每個體系進行設計，確保能夠有效突破各個布局間的橫向關聯，使不同環節能夠實現協調搭配。由于建筑結構的復雜特性，結構設計也涉及材料選擇、結構類型選擇等內容，要想得到更好的優化設計，必須兼顧整體與局部雙方面的優化。

3.3 框架結構設計優化

房屋結構的框架荷載條件是固定的，因此優化設計的變量只能是梁柱桿件的截面尺寸，設計人員可以通過調整截面面積進行結構優化設計。房屋框架中的任何一個梁柱截面尺寸發生變化，都會影響到整體建筑結構的受力分布情況，因此當單個構件截面尺寸發生變化之后都需要重新計算結構內力，這無疑增加了大量的計算工作。因此在實際工作中如果僅有一次優化可以假定桿件截面尺寸不會影響框架內力分布，但如果全部桿件都進行優化則必須對內力情況重新進行分析。

3.4 上部結構優化

房屋結構設計中的上部結構優化對建筑具有重要影響，優化上部結構必須布設好具有抵抗水平剪刀力的剪力墻，剪力墻質量均勻是保證對稱樓層平面的剛度中心與樓層結構的中心重合，從而保證在巨大外力作用下整體結構的穩固性。在地質條件較好且抗震條件允許的情況下，設計人員應盡量選用大開間剪力墻，能夠有效減少墻肢數量以及混凝土使用量。

3.5 協調與排水系統的聯合應用

目前，房屋建筑排水系統房間存在許多機械設備，由于其荷載強度與荷載能力較大，這就會給系統與結構的運行帶來安全隱患。針對這一問題，設計人員可通過確保管道的預留深度和預留尺寸，來優化結構的設計應用效果。具體來說，可通過加固樓板的鉆孔位置，來提高排水系統的運行效果。此外，還要注重水平方向系統管道的設置，即水平管線是否貫穿梁柱。

3.6 結構同建筑的協調優化

在進行設計時，應盡可能保證建筑的結構同整體平面的配合緊密，從而實現造型美觀、結構合理的效果。在進行建筑柱及墻的布設時，應同房建平面的功能需求相一致，每個房間的進深、開間都應保持統一。建筑系統盡可能簡潔，墻與柱不可以出現錯位情況，每一層的高度及截面面積應相同。

結語：

由上可見，房屋結構設計中的房屋結構設計優化可以很好地滿足現階段房屋設計工作的多種要求，實現對房屋結構設計成本的優化。房屋結構設計優化綜合性較強，在技術篩選過程中需要涉及多項因素的考量，在實際操作中，應當秉承實事求是的設計原則，不斷創新，以期為建筑企業更好地控制造價成本，平衡買賣需求。

參考文獻：

[1]康春洪.房屋結構設計中的房屋結構設計優化策略[J].建材與裝飾，2018（04）.

[2]付明陽.房屋結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].江西建材，2017（02）.

[3]王俊.結構設計優化技術與其在房屋結構設計中的應用[J].建設科技，2018（04）.

[4]徐國聞.房屋結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].建材與裝飾，2019（52）.

[5]唐益林.房屋結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].建材與裝飾，2017（01）.

作者簡介：

陳則康，廊坊市京御幸福房地產開發有限公司，河北廊坊。