建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用

鈕怡琤

摘要：近年來，建筑結構設計的發展越來越迅速，建筑行業的發展離不開在房屋結構設計方面的不斷優化、進步。進入新時期后，建筑設計的整體水平已經得到了提高，而居民也并非單純關注最基本的建筑物性能，而是更多關注了建筑物具備的安全性及美觀度。針對不同種類的房屋建筑，建筑設計模式也體現出差異性。具體在涉及到全方位的結構設計時，作為設計人員應當能夠更多側重于優化設計，同時也要密切結合整個建筑物所處的地形與其他特征選擇合適的優化設計措施。

關鍵詞：建筑結構設計;優化方法;房屋結構設計;應用

房屋結構優化設計的目的在于充分提高房屋空間的利用率以及房屋的經濟效益。隨著建筑行業市場競爭力的不斷加大，建筑結構設計優化方案的構建是建筑行業穩定發展的重要保障。本文通過分析建筑結構設計的優化方法，闡述了建筑結構設計優化方案在房屋結構設計中的意義，并對建筑結構設計優化方案在房屋結構設計中的實際應用進行了分析。

1 建筑結構設計優化的意義

在建筑結構設計中，選擇最優設計方案，有利于提高房屋建筑設計的科學性與合理性，為建筑物帶來美觀性。不僅如此，強化建筑結構設計優化還能合理控制工程造價，為建設單位帶來更多經濟效益與社會效益。一般情況下，建設單位常以最佳施工造價獲得經濟收益，通過優化設計方案提高房屋結構的穩定性，為人們居住帶來舒適度與安全感。應用優化設計方案可以讓建筑物內部結構相互統一，無論是房屋上部結構，還是基礎工程結構，各結構之間都能夠實現平衡，提高施工原材料利用效率，合理配置資源，滿足人們對建筑物與內部結構的日常需求。由此可見，建筑結構設計優化已經成為未來建筑行業發展的必然趨勢。

2 優化房屋結構設計的宗旨與目標

1）安全性。優化房屋結構并非單純局限于節約建材、降低成本，同時更要關注整體性的房屋架構設計。設計整體房屋結構關鍵的就在于保障房屋建筑應有的安全性。反之，設計人員如果忽視了房屋建筑的安全度，就會出現墻體開裂或其他隱患與風險。不合理的結構設計還將會傷害到居民的居住安全。在全面保障安全性的前提下，才能夠考慮建筑物的經濟性。2）可用性。建筑結構具備可用性的關鍵在于保證建筑物應有的美觀度、堅固性以及安全度。進入新時期后，建筑企業必須能夠應對激烈競爭，運用靈活的舉措來提升項目建設的整體效益。在對結構進行優化時，設計人員要兼顧設計質量和經濟效益，不能單純追逐利潤卻忽視了核心性的房屋建筑質量。設計人員有必要因地制宜引進全新的設計材料，運用新型的建筑材料來保障建筑穩定性與堅固性，提升建筑的綜合質量。

3 優化房屋結構設計的具體的優化方法

3.1 基礎工程優化設計

對于建筑房屋結構設計來說，地基屬于建筑物承載部分，加強對地基結構的優化設計，既可以保證結構的安全可靠，又能節約造價。建筑物的基礎尤為重要，所謂萬丈高樓平地起，地基與基礎是一棟房屋的“腳”，只有“腳”站的穩，才能保證整棟建筑物的安全可靠。房屋的基礎工程的造價占整個建筑物總造價，所以說對基礎工程進行優化設計，對整個房屋的優化設計起到舉足輕重的效果。一般地勘報告會根據本工程的特點，層數，房屋高度，豎向構件的內力，以及結合場地土層特征，水文地質條件及鄰近工地建筑經驗，結合施工周期，地下水對基礎的影響，工程造價的影響，綜合考慮基礎形式。

3.2 優化結構模型

建筑結構設計優化方法在房屋結構中的應用通常分為以下步驟。（1）選擇設計變量。設計變量通常是根據設計要求來進行選擇的。然而，從設計角度分析，通常情況下選擇變化浮動不大，或是按照局部設計要求和結構要求就能符合設計標準的參數。此類參數選擇方法能最大程度的減少設計和編程計算的工作量。（2）確定目標函數。設計工作必須以目標函數為指導方向來進行，尋求出能滿足設計需求元素的一組方案，盡可能的降低建設成本。（3）滿足約束條件。房屋建筑施工過程中必須滿足約束條件，主要包括有結構強度，結構盈利，結構尺寸，結構變形，單元構建和結構體系等，實際的結構設計應保證各結構設計的約束條件符合目標的約束條件，也就是說滿足規范的設計要求，從而實現最優的結構設計。房屋結構優化設計后的所有計算成果均需對其合理性和有效性進行判斷，在符合標準要求后才可用于實際工程設計。

3.3 空間布局優化

空間布局設計在建筑房屋結構設計中發揮著關鍵作用，其復雜性和層次性較強，在設計中需要考慮采光、朝向和空間布局等多個要素。結構設計中其體系的多樣性較強，如結構體系、設計體系和安裝體系等。且不同體系均設有分支，所以，空間布局優化設計也具有顯著的系統性。設計人員要不斷增強自身的設計意識，注重結構設計中對細節的把控，并在設計優化中合理選擇結構材料，科學布置工程結構，密切各方配合，以此增大房屋建筑機構的承載力，優化建筑結構設計。另外，切實貫徹我國相關標準和規定完成房屋結構設計工作，嚴格控制參數誤差，同時，在空間規劃設計中，充分考慮建筑結構的采光。在選擇建筑結構朝向的過程中，要以南北朝向為首選，這一方面可以完善建筑的采光效果，另一方面也能減少資源消耗。如工程結構優化設計中，為更好地加強工程的采光效果，可采用南北設計方式，進而減少照明消耗，改善居住環境。

3.4 優化房屋結構設計方案

現如今，我國建筑行業發展進程日益加快，建筑行業發展中對工程建設進度的要求也更為嚴格。而為加快工程建設的速度，建筑企業會在結構設計中，在較短的時間內編制并上交設計方案，設計的時間不夠充裕，而且部分設計人員不重視技術優化，最終影響了設計方案的科學性與合理性。另外，在工程施工中還會出現諸多問題，在改進這些問題時也會拖延工期，浪費大量的資源和資金，繼而增大工程造價，影響工程的施工質量及經濟效益。在建筑工程結構設計階段，要求工作人員結合工程工期的要求合理安排工程設計和施工，并采取有效措施不斷優化和完善工程技術。在工程建設和施工前，應仔細核查工程設計方案，注重設計方案的科學合理性，這樣就能夠避免工程施工中修改細節，也可避免工程返工重建，從而降低工程造價，加快工程進度，縮短工程的工期。再者，為了優化建筑結構的性能，降低工程造價，還需在工程結構設計中不斷優化工程技術。在方案設計工作中，設計人員應大力落實優化技術策略，更加關注工程結構設計細節，同時合理估算工程施工中多個結構的造價估算環節，從而有效控制和降低工程施工成本，為企業創造更高的經濟效益。

4 結語

隨著人們生活水平的不斷提升，人們對房屋質量和功能也有了更高的需求。建筑結構設計優化在房屋結構中的應用能充分保證房屋建筑的功能和安全，同時也利于提高建筑企業的經濟效益，降低建設成本。在房屋結構設計中，優化方案的選擇應結合實際情況，選用最符合房屋使用者需求的優化設計方案，在滿足消費者需求的同時促進建筑行業的穩定發展。

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