建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用分析

葛圣楚

摘要：隨著我國社會經濟的發展，建筑企業在市場環境中所面臨的競爭力也越來越大，再加上人們對生活水平和居所環境的要求越來越高，建筑企業對房屋結構的設計進行科學合理的優化，并將建筑結構設計優化方法應用在房屋結構的設計中，是極其重要的。本文對建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用進行詳細的分析介紹，以供參考。

關鍵詞：建筑結構設計;優化方法;房屋結構設計;實際應用

隨著人們生活水平的提升，房屋不再只是發揮住所的作用，所以這就對建筑行業提出了更高的要求。在房屋結構的設計階段，要將經濟、安全、實用、美觀和便于施工等因素考慮在內，從而使得房屋能夠更好的被利用。在實際的使用中，為人們帶來舒適、安全、美觀的居住環境，使人們的身心得到更好的放松與休息。

一、優化方法的應用意義

（一）提升建筑企業的經濟效益

在房屋工程建設過程中，為了保障工程項目的功能性和安全性，建筑企業往往會加大資金的投入，成本造價的提升，嚴重削弱了企業的經濟效益。通過對房屋建筑結構設計方案的優化，在設計要求的范圍內對其中的結構進行合并整合，能夠有效的降低施工成本的投入，實現建筑企業的經濟效益最大化。

（二）保證房屋結構功能與安全兼備

功能是房屋建筑的目標，安全是房屋建筑的基礎，兩者在房屋建筑中都是十分重要的。在進行房屋建筑美觀化、功能化和舒適化的時候，不能以犧牲房屋建筑的質量安全為前提;同樣地，在提升房屋建筑的安全性時，也不能夠不顧及房屋建筑的功能性而進行建設。所以說，通過對房屋結構的設計進行優化，在保障房屋建筑功能性的同時提高房屋建筑的安全，實現兩者的協調提升。

二、優化方法的實際應用

（一）妥善做好前期規劃工作

建筑企業在開展房屋建設工作中，應該提前對房屋的結構進行規劃。相關工作人員為了更好的對房屋結構進行設計，應該深入施工現場對實際情況進行全面的了解，另外，還需要對施工中相關的具體要求、參數和施工環境等進行深入的調研。基于此，通過房屋建筑的施工方案制定科學合理的房屋結構設計方案。除此之外，工作人員在進行房屋結構的設計工作中，還應該對相關的房屋結構設計案例進行深入的研究，再結合自身的房屋結構設計經驗，根據實際的情況進行合理的房屋結構設計，并通過不斷地優化，將概念設計有效的落實到實際的房屋結構設計中，實現結構優化與概念設計的高效融合。

（二）優化結構模型

在優化房屋建筑結構模型的時候，通常是按照以下三個步驟來進行[1]：

第一，設計變量的選擇。設計人員在房屋結構的設計過程中發揮著十分重要的作用，所以設計人員在進行相關設計工作的時候，一定要以設計要求為核心。在進行相關參數的選擇過程中，一定要進行慎重的選擇，一般選取波動幅度較小的參數，目的是為后期的相關編程設計和結構模擬工作帶來便利，減少相關工作人員的工作量，也能夠為實際的房屋建筑找到相應的資源。

第二，目標函數的確定。在房屋結構的設計工作中，設計人員在進行相應的函數選擇時，一定要以房屋結構的實際配筋率和實際尺寸等為依據進行選擇，因為目標函數是凡物結構設計工作的指導方針。其次，通過這樣的方式選擇木變函數，能夠在一定程度上降低建筑企業的工程投入成本。

第三，滿足約束條件。在進行房屋結構的設計工作時，要對相關的約束條件進行足夠的重視，約束條件一般包括房屋結構的應力、尺寸、強度、變形、結構體系和單元構建等。在實際的設計過程中，根據相應的設計要求進行相關的設計，不僅要滿足各項約束條件，還應該對具體的施工方案和實際的施工條件進行考慮，從而設計出更優的房屋結構。

（三）對建筑主體進行全面優化

房屋的建筑主體對房屋的可靠性和安全性具有十分重要的作用，因此，在進行房屋結構的主體設計時，要先建立相應的建筑模型，并通過研究、討論、分析，不斷地對其進行結構的設計優化。例如，對剪力墻進行設計和優化[2]。首先，應該保證剪力墻的質量均勻;其次，剪力墻的結構中心應該與剛度中心相吻合。這樣，設計出來的房屋結構才能更好的預防地震、暴雨和狂風等自然災害對它的沖擊。在設計過程中，應該對實際情況進行全面的考量，盡可能地將剪力墻的長度延長，同時，還要盡可能地減少剪力墻的數量，這樣做的目的是提升剪力墻的穩定性和減少混凝土的使用量。在剪力墻的設計中，一般會涉及到鋼材暗柱的設計。在鋼材暗柱的設計過程中，設計人員應該根據實際情況進行鋼材暗柱數量的設計使用。如果剪力墻相對過大，可以根據具體的計算，在相關性能的設計要求范圍內合理的減少鋼材暗柱的數量，為建筑單位降低生產成本。但是，如果建筑物對抗震能力的要求較高或建筑本身不適合設置較大剪力墻，再或者施工條件不允許，在進行相關設計的時候，要嚴禁較大剪力墻的使用。

（四）優化節約設計

建筑企業在進行建筑工程項目的時候，在保障建筑項目質量的前提下，會盡可能的追求利益的最大化，所以，在進行結構設計的時候，要將“節約”的理念貫穿到設計當中。建筑企業在進行房屋建筑的結構設計時，除了考慮房屋建筑的功能性和安全性，還要盡可能的優化結構設計方案，降低成本的投入，實現企業的經濟效益最大化。在房屋建筑的結構設計中，剪力墻的結構設計、整體框架結構的設計、剪力墻和框架結合的結構設計，這三種結構設計各有優缺點，所以，設計人員要深入地研究這三者之間的關系，結合實際情況、工程的造價成本和企業的經濟效益等因素，設計出最優的房屋結構設計方案[3]。

（五）結構細節優化設計

“細節決定成敗”，所以，在進行房屋結構的設計過程中要加強房屋結構中對細節的合理優化設計。例如，房屋建筑在實際的施工過程中，會使用大量的現澆板，在房屋建筑的拐角處使用異形現澆板很容易發生斷裂的現象。在進行設計的時候，應該對這些細節性問題給予足夠的重視。在進行拐角處異形現澆板的設計時，應該對現澆板中使用的鋼筋材料的參數要求給予明確的規定，如極限拉力和塑性要求等參數應該滿足什么標準。在進行房屋建筑結構設計的過程中，要不斷地優化細節的設計，確保房屋建筑在使用中安全性和可靠性。

（六）優化排水系統

排水系統的存放空間中一般都會有各種各樣的機械設備，所以都會設置在房屋建筑的下面。在配水管道的設計過程中，設計人員應該遵循國家的相關規定進行管道走向的設計。在設計的過程中，盡可能地避免排水管道穿越承重墻。如果遇到管道必須通過承重墻的現象發生時，一定要對承重墻上預留的孔洞進行加固的設計。另外，管道在垂直方向上對樓板的穿孔，也要進行加固。

三、結語：

我國在社會主義現代化的建設發展過程中，很多方面取得了一定的成就。其中，人們的生活平得到了極大程度的提升，大多數人解決了溫飽問題。隨之而來的是，人們對生活居所提出了更高的要求。將建筑結構設計優化方法應用在房屋結構的設計中，在保證房屋建筑的安全和質量外，還要盡可能的優化房屋結構，使其更加的美觀，為居住的人提供舒適的生活環境。

參考文獻：

[1]陳東海.房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2018（22）：150.

[2]李建良.建筑結構設計優化方法在房屋結構優化設計中的應用[J].住宅與房地產，2018（12）：63.

[3]宋堯.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].中國高新區，2018（14）：177.