房屋結構設計中的建筑結構設計優化研究

吳學偉

（四川大學錦城學院， 四川 成都 611731）

0 引言

在房屋建筑施工領域，針對建筑進行整體結構性優化是一個復雜且全面的工作，在對房屋結構的優化中需要不斷改善結構的各項性能參數，以滿足人們對房屋建筑的苛刻要求，同時在優化中需要企業不斷創新技術，做好全面性技術研究，保持先進的創新理念，能夠有效的提高建筑結構設計的整體性能要求。在優化前需要實地對建筑施工環境進行全面性勘察，了解水文地質情況，并根據地地理條件與用戶需求對房屋建筑結構做優化調整，確保整個建筑結構優化過程符合科學性與標準性要求。

1 對建筑結構設計優化的意義研究

1.1 房屋結構設計優化的作用

在現代化的建筑工程領域，越發注重對建筑質量的要求，這樣既能保障在房屋建筑施工時的安全性，同時也可以順利推進建筑施工，保障建筑體的質量要求。因此在建筑行業將重心放在了對建筑結構設計的優化中，通過針對房屋結構的社會優化，能夠很好的提高建筑整體結構的穩定性與安全性，大大增強房屋的質量與安全性。最為關鍵的時，針對建筑結構的設計優化能夠在保障建筑體結構性能的同時最大程度節約建筑的施工成本。如針對建筑結構進行合理、科學化調整，能夠有效節約施工的材料、降低人力資源的投入，對于后期質量的監管也更容易等。房屋結構設計優化前后對比明顯，基于更加科學完善的優化技術，使得建筑材料的使用率被大大提高，同時降低了房屋的整體重量，使得材料需求降低，同時建筑力學性能得到有效提高，更加科學、合理化的建筑室內布局，能夠給人們提供更加美觀、多功能化的住房舒適體驗，因此房屋結構設計的優化既符合建筑的使用價值，也符合建筑的經濟性價值與美觀性價值，并提升建筑的整體質量要求。

1.2 房屋結構設計優化原則

整個房屋建筑設計優化是一項技術含量很高的工作內容，其相關設計人員既要充分對房屋建筑周邊的地理、水文參數有一個詳細了解，同時需要專業化、系統化的建筑結構設計知識，在眾多設計優化方案中選擇最佳、符合各項要求的方案，其中對房屋結構的優化將涉及到如對建筑整體框架結構的優化、房屋屋頂的結構的設計優化、圍護結構以及屋內細節結構的優化等，同時在設計優化環節還要考慮房屋建筑的整體功能布局要求，對房屋受力性、穩定性做全面性優化，在保障質量的同時， 還需要在豎直方向對房屋承重結構進行設計, 避免轉換層結構的使用,。后續還要增加房屋環節布局的優化方案，通過合理對環境生態的保護與布局，使得整個建筑更具有美觀性，能夠在舒適性、安全性、穩定性等方面符合居住人的條件與要求。

2 房屋結構設計優化的步驟分析

2.1 建立結構優化模型

在建筑結構優化中，其優化的重點在于如何從建筑變化的參數中提取更加有效的因子，并對其進行合理、科學化的布局與調整，使得最終的設計更完善、符合各項性能參數要求。在市里的建筑工程領域，將會涉及到眾多的參數值，而這些數值通常不是最終方案，只是定稿值，所以在具體進行房屋結構設計優化環境需要針對參數值進行價值考量，所以針對建筑結構模型設計首先是選擇變量, 它能后在保障建筑整體性能要求前提下進行更細致的優化，將各項參數影響降到最低，同時對于施工的難度、各項工程的計算、數據的優化都更加友好，符合設計師對于房屋結構的優先考慮要求。針對建房的各方要求，在具體針對房屋結構的設計優化中需要首先滿足尺寸、結構、強度性能、室內布局等各方條件要求。同時，在具體的優化設計中，將房屋橫截面以及鋼筋的尺寸提前設定, 在其中相關設計人員需要對其中的具體參數進行緊密細致的計算，最終確定最符合優化方案的函數組，將對建筑體的影響降到最低。

2.2 具體優化計算方法

在房租建筑結構的具體優化步驟中，首先需要對各種變量進行確計算，計算方法有很多種，而在具體選擇計算方法時要需要選擇簡單，運算效率高，同時不會造成繁瑣工作任務的計算方法。除此之外，結構設計的優化需要配合功能與用途需求，保障相關設計優化參數能夠同時高速運轉并在最終的設計程序結構設計優化中發揮實質性效果。所以在優化中設計師需要關注對程序的選擇。在對各項變量數據的計算模擬以后，設計師將對相關數據統計結果進行匯總研究，并從中發現方案的差異點與利弊點，平衡各方參數，將經濟效益、技術含量、設計功能布局要求做綜合性研究，最終確定比較科學合理的參數優化方案。

3 房屋建筑結構設計優化中的問題研究

3.1 承載力問題

在房屋結構優化中首先需要考慮的就是建筑結構的承載力，建筑結構的 承載力將直接影響房屋的力學性能，對房屋的質量安全有著直接性影響，因此在房屋結構優化中要保障整個建筑結構框架具備良好、穩定的結構框架穩定性能力，這樣才可以確保建筑的質量符合設計要求，同時提高建筑質量性能。特別是在高層房屋建筑和超高層的房屋建筑，水平和豎直承載力很難有效被房屋結構所均攤，一旦某個部位的結構承載力超過理論負荷，那么建筑體就受到外界因素的影響，如地震、大風、重量過大等都會導致房屋建筑受損。所以在房屋建筑結構優化中，優先考慮承載力問題，注重去分析力的組成，將承載力合理均攤，保障建筑的質量。

3.2 房屋結構設計優化中結構容易發生形變問題

房屋建筑結構的形變將會影響整個建筑的綜合性能，不管是外觀、質量、承載能力都將發生改變。對建筑結構的整體性而言，豎向的承載力所構成的影響較小，但是一旦超過承載力的境界之，勢必會對建筑整體力學性能帶來嚴重影響，不僅降低建筑的使用壽命，同時對周圍地質結構也會帶來實質性影響。若發生外界的外力影響因素會影響到建筑的結構問題，特別是對于一些很高層的房屋建筑而言，一旦建筑體核心承受柱體出現壓力負荷，勢必會引起建筑體整體結構的形變，尤其是支撐軸的變化。如果建筑豎向的承載力發生變化，那么對于建筑結構的影響是最為致命的，整個結構框架都會發生改變，出現很多連鎖反應，如房屋建筑傾斜、承受體出現皸裂、地基結構出現塌陷等。所以在對房屋結構設計進行優化時。需要精準確定各項重要的參數，同時對力學的各方設計要科學合理，提高建筑體的整體力學性，同時保障建筑的整體美觀要求。

4 房屋結構優化設計的策略研究

4.1 科學構建房屋建筑設計的模型

在具體的房屋結構設計優化中，需要精準科學化的對房主建筑結構進行模型建構。首先，就是需要科學選擇變量。變量就是在房屋建筑設計中可以用來進一步優化的參數值，通常而言在設計優化前需要整體性分析建筑結構的各項性能，認真了解需要優化的內容點以及關鍵點，從而對整體的設計方案能有全面的掌握認識，同時也要考慮建筑建設中其他因素的影響 。從具體的結構優化環節來看，特別是相關工程涉及到的細節參數，需要作為優化的理論依據，在選擇最佳方案時在其中做合理的取舍，參考房屋工程建設的參數，明確數據目標，最大限度降低對建筑的直接性影響，同時降低設計優化所帶來的偏差;然后是科學化選擇優化函數，在以實用性跟穩定性的前提下，既要做好成本控制，同時對房屋整體結構、尺寸、用料等進行合理選擇，保障穩定，再結合具體施工的條件，最終合理施工。

4.2 結構計算模式的優化研究

由于房屋建筑結構設計的優化設計內容繁多，需要考慮的細節點具有一定難度，具有系統性與復雜性要求，所以為了保障數據的各方面科學完整，需要對相關數據參數進行匯總，同時基于科學計算要求，利用計算機系統對相關數據進行科學化整理與分析計算。在具體建造結構的設計過程中，需要對各種建造的數據進行計算處理 ，處理的結構需要進行綜合性研究與分析，并努力對結果數據進行調整優化，確保優化的數據不會對設計構成影響，也不會帶來額外的約束條件。同時，為了更好地滿足房屋設計工作的實際要求，在設計優化中，通常會采取多種建筑機構的設計運算系統，這樣對同一個數據進行更加精準化處理，為后續的參數優化提供更加精準的理論參考。同時在數據優化計算中還會對不同計算方法和模式的優點缺點加以分析，以最符合建筑結構設計要求的計算模式為最佳，同時保障設計優化的合理性與實用性，提高建筑結構的設計優化效果。

4.3 針對房屋形體的優化研究

房屋結構設計優化既要保障建筑體的結構穩定與安全穩定，同時對建筑體的整體室內布局、外觀布局也有著嚴格的要求。建筑結構的設計優化講究科學性要求，在不斷提高建筑的整體穩定性的同時，對建筑的布局、外觀優化也同樣提出了更好的要求，符合當下對建筑的審美要求，并在結構優化設計中做創新設計，在原有優化措施的基礎上，科學調整建筑內部的形狀和結構，提升設計的完整性，并不斷提高客戶的住房需求體驗。

所以在具體的設計優化中，設計師需要根據建筑體的選址、設計方案、結構布局、水文氣象等綜合性因素進行分析，同時還要結合設計的要求與相關標準，初步確定相關優化設計方案，并在后續的數據模型優化中不斷對相關內容進行優化與改進。應用外形優化設計的方法，借助建設計筑標準和外形結構的特征，進行高度整合重新優化設計。在設計中也要注重對連續性結構以及稈系結構的設計與優化，保障其發揮相應的功能作用，同時也符合功能美觀性需求，確保建筑的整體外貌完整一體化，滿足設計的審美要求。

4.4 房屋截面優化研究

除了需要對房屋的整體外形進行優化設計，還需要注重一些細節點的優化，這樣才能保障房屋整理結構的穩定與安全，這對于房屋結構設計優化同樣重要。所以設計者需要對整個建筑結構的安全性加以綜合考慮，結合房屋設計需要，努力確保截面運算的完整性與科學性，同時在優化調整中讓截面設計都符合設計規范化標準。筑截面的優化設計不僅需要注重對數據精準性的把控，同時在操作時也需要保障界面的穩定性，能夠確保建筑體整體建構穩固，提高建筑體的整體使用壽命。

5 結語

社會現代化的今天，人們對于房屋建筑的功能、設計要求越來越高，如何有效提高房屋的住房品質與安全性要求，就需要從設計、施工、質量檢測各個層面入手，努力對建筑施工的各個環節進行優化，才能有效提高建筑的品質與性能。對于房屋結構設計的優化要注重設計要求的規范性，既要保障其具備良好的力學性能，同時對于其外觀、室內布局.建筑風格、截面優化設計同樣提出了很高的要求，從而為客戶提供優質、滿意的住房，促進我國建筑行業的科學發展。