房屋建筑工程結構優(yōu)化設計分析

唐皞

摘 要：房屋建筑是現(xiàn)代城市中的重要空間，為居民的日常工作與生活創(chuàng)造室內環(huán)境。在生活質量不斷提升的背景環(huán)境下，對于房屋建筑的要求也日益提升，這就需要建筑工程設計人員，在進行結構設計的過程中，堅守建筑設計基本原則，并在時代科技化背景環(huán)境下，利用行業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢，對工作內容進行創(chuàng)新管理，增強房物建筑結構設計優(yōu)化的實用價值。基于此，以下對房屋建筑工程結構優(yōu)化設計進行了分析，以供參考。

關鍵詞：建筑結構;結構設計;優(yōu)化方法;應用研究

從當前形勢來看，建筑規(guī)模不斷擴大，建筑功能也更為多樣化，尤其是房屋建筑，應當在滿足人們基本需求的基礎上，保持經(jīng)濟性及美觀性，而房屋建筑工程結構優(yōu)化設計作為建筑工程的靈魂，更應當在設計階段為后續(xù)施工提供便利條件。

一、房屋建筑結構設計原則

房屋建筑結構設計中，功能性是其基本屬性。尤其在社會經(jīng)濟環(huán)境高速發(fā)展的背景下，人們需要建筑結構設計的功能性，作為正常生產(chǎn)生活的支撐條件。而在設計過程中，還需建筑空間中的協(xié)調性、美觀性以及舒適性，形成完整的室內環(huán)境。同時，由于房屋建筑的使用與居住需要，必須在進行結構設計的過程中，重點關注建筑空間的安全性內容。安全性設計內容，不僅在建筑結構施工過程中起到關鍵作用，也會在房屋建筑投入使用的過程中，成為保證使用者生命財產(chǎn)安全的重要依據(jù)。因此，在進行設計時，材料選擇、用量分析、結構科學性等內容，都需要得到建筑結構設計者的高度重視，并作為設計的核心內容，進行完善與優(yōu)化。另外，房屋建筑工程結構設計，是指導工程項目施工的重要組成部分。在進行設計優(yōu)化的同時，需要從經(jīng)濟成本的角度對設計內容進行評估，并在合理優(yōu)化調整的基礎上，降低建設單位在成本投入中的消耗。這一內容，在當前競爭十分激烈的建筑行業(yè)中，顯得尤為重要，是保證建筑公司市場競爭力的關鍵，也是實現(xiàn)建設單位良好發(fā)展的基礎。所以，必須在設計環(huán)節(jié)上進行調節(jié)，在控制成本的基礎上，對投入成本消耗與建筑使用節(jié)能性提供基礎保障條件。

二、建筑結構設計的優(yōu)化要點

（一）注重設計協(xié)調性

建筑結構的設計優(yōu)化要注重對設計協(xié)調性的重視，若想加強建筑與房屋立體結構與平面設計之前的關聯(lián)程度，促進其緊密度的貼合，充分利用現(xiàn)有空間進行有效利用，實現(xiàn)布局上的美觀，就要注重結構設計中的全局協(xié)同特性。在建筑結構的墻體設計時，要結合居住用戶的實際生活需求，對墻體與立柱的位置進行人性化設計，以房屋的簡潔設計為主要核心思想，在各層面的高度調整與截面設計體現(xiàn)建筑結構的協(xié)調性。

（二）加強理論技術指導

房屋建筑結構設計進行中，關鍵點在于提高相關設計技術水平以及設計方式創(chuàng)新。應用和掌握任何一門技術，都應該是圍繞實踐和理論進行分析的，優(yōu)化技術也不例外。目前，有很多房屋建筑設計人員都有著豐富的實踐經(jīng)驗，但是他們所掌握的理論基礎仍比較匱乏，所以優(yōu)化技術的應用中往往就會出現(xiàn)多方面問題。總的來說，在房屋建筑結構設計方案中，可供選擇的結構設計方案很多，但是會有一個結構設計方案是最適合的。因此，需要用理論知識作指導，而有的問題僅用計算機等信息方式仍無法解決，基于這一情況就要求在理論技術上多下功夫。

（三）注重優(yōu)化層次性

在建筑結構的優(yōu)化設計同時，應根據(jù)實際房屋建造需求進行全方位的綜合考量，包括整體機構優(yōu)化問題中的復雜細節(jié)。在設計優(yōu)化過程中，要重視建筑的整體設計結構，從設計體系入手，實現(xiàn)建筑工程疊加設計的目的。實現(xiàn)建筑使用壽命的有效延長，就要將建筑設計進行階段性的開展，在保證房屋建筑質量及安全的基礎上，最大程度地減少建筑企業(yè)投資成本，提升企業(yè)經(jīng)濟收益。

（四）建筑設計優(yōu)化

在設計時，將主要目標定為結構合理、造型美觀，布置結構構件要緊密結合著整體平面。柱和墻的布設過程中，要盡可能保持一致性，遵循房建平面功能，避免出現(xiàn)墻和柱的錯位現(xiàn)象;樓梯設計時，轉角區(qū)域集中應力，作為承重構件的建材都是高強度的，建筑構件材質較輕，避免出現(xiàn)扭轉現(xiàn)象。此外，電梯房的孔洞比較多，也要預埋很多構件。為此，首先要注意結構設計時預留孔徑深度及尺寸是否滿足標準要求，還要牢固樓板的穿孔位置。除上述之外，還要杜絕發(fā)生管道貫穿梁柱的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)貫穿現(xiàn)象，那么要采取的對策就是加固處理，并協(xié)調好管道布設與管道體系。

三、房屋建筑結構優(yōu)化設計的積極對策

（一）結構整體及局部優(yōu)化

現(xiàn)代房屋建筑工程中的細化項目逐漸增多，這就使設計內容更為豐富，因此，設計也就逐漸呈現(xiàn)出了全面性及層次性特點。首先，房屋建筑工程施工階段所需的建筑材料及結構部件都屬于其涵蓋范疇，尤其是選用指標，應當重點關注;其次，房屋建筑工程中的體系類型較為多樣，在各個體系下又分為不同的下級體系，因此，在房屋建筑結構設計階段，設計人員不僅需要對大體系進行設計，還不能忽視下屬的體系，只有逐個優(yōu)化，才能創(chuàng)造層層相互疊加的建筑工程，以確保設計質量達到最佳。

（二）采取截面優(yōu)化的方法

采取截面優(yōu)化的方法，建筑工程項目結構細節(jié)是體現(xiàn)建筑整體的可靠性和安全性，設計者在對房屋建筑截面進行處理的時候，一定要將截面本身的安全可靠性考慮充分，借助有限元計算設計變量的應力特征以及結構位移，借助信息化設備對于設計數(shù)據(jù)進行驗算和統(tǒng)計，結合得出的數(shù)據(jù)資料準確判斷出截面結構的調整區(qū)域，并且對區(qū)域內部的建筑截面優(yōu)化設計，保障截面的穩(wěn)固性，延長建筑工程的使用時間。

（三）上部結構優(yōu)化

首先，在對房屋建筑上部結構中的剪力墻結構進行優(yōu)化設計時，應當將側重點放在平面形心及結構中心上，通過對其進行研究分析，提升二者的契合度，設計人員應當在明確房屋建筑施工要點的基礎上，盡可能地優(yōu)化建筑空間，促使設計內容更為全面、合理，以此為基準，使用與之對應的計算方式對結構進行精確計算，促使建筑墻體與剪力墻體相一致;其次，在對磚混結構進行設計時，應當將承重墻納入重點優(yōu)化范疇，將錯洞及大洞口作為分析指標，合理規(guī)避安全事故。設計人員應當參照成熟的建筑工藝技術對構造柱及墻垛的對應指標進行設計，為后續(xù)層高的優(yōu)化設計夯實基礎。

（四）采用拓撲優(yōu)化的方式

當前很多建筑工程項目的結構設計需要進一步優(yōu)化，需要不斷創(chuàng)新。設計者在優(yōu)化工程項目結構設計的時候，應該尋找建筑結構相對理想的分布方式，通過對建筑結構的剛度以及其他屬性進行分析，借助拓撲優(yōu)化的設計措施，將建筑結構的重量科學的減小，保障建筑結構的設計性能得以顯著提升。設計者在實踐工作中必須要明確拓撲優(yōu)化設計的優(yōu)勢，借助拓撲優(yōu)化的方法，使得建筑結構的設計轉變?yōu)楦拍钚缘慕Y構設計防范，將房屋建筑結構設計的邏輯性提升，挖掘建筑結構本身的經(jīng)濟效益，為業(yè)主提供更加舒適的感官體驗。

四、結語

建筑結構設計優(yōu)化對于房屋建筑的設計工作而言至關重要。設計師在進行房屋結構設計時，要兼顧建筑的生活實用性與視覺美觀性，應在現(xiàn)有的設計方法基礎上進行調整與優(yōu)化，滿足人們日益增長的多樣化需求。

參考文獻：

[1]王艷超.房屋建筑工程結構優(yōu)化設計分析[J].低碳世界，2019，9（05）：139-140.

[2]任志青.房屋建筑工程結構優(yōu)化設計探究[J].河南建材，2019（01）：146-148.

[3]劉依寧.建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用[J].建材與裝飾，2018（17）：61-62.

[4]徐龍坤.建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].江西建材，2017（23）：13+20.

[5]方杰.略談建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用[J].建材與裝飾，2017（12）：120-121.