房屋建筑結構優化設計分析

蔣家毅

摘要：隨著我國國民經濟水平的提高，人們對生活環境的要求也越來越高。建筑承包商為獲得最大的利益，以保證建筑物的穩定性和安全性為前提優化結構設計，使建筑物在具有穩定性和安全性的基礎上具有美觀性。建筑商通過美化建筑設計吸引更多消費者，以獲得更大的經濟效益。

關鍵詞：重要作用;房屋建筑結構設計;樁基礎設計

在我國經濟快速發展的背景下，城市化建設進程也不斷加快，使人們提高了對房屋建筑結構設計質量的要求，為了滿足人們對房屋建筑結構設計的基本需求，不僅要確保房屋建筑使用的舒適度，還要凸顯房屋結構性能的特點，以此提高人們的生活質量，滿足人們對房屋建筑的需求，帶動整個房屋建筑行業的發展。

一、房屋建筑結構優化的原則

在對房屋建筑結構進行優化設計時，必須對房屋建筑的原有結構進行全面的了解與認識。通常情況下，必須在確保建筑安全性和功能性的基礎上，對房屋建筑結構進行優化設計，制定更具有經濟性和科學性的房屋結構優化方案。同時，必須對房屋建筑整體結構進行深入研究，選擇最優設計方案，采取更加高質量的優化措施，實現房屋建筑結構設計的優化目標。

二、房屋建筑結構優化設計的重要作用

目前，在現代房屋結構設計中都會對建筑物的結構進行優化設計，但這些改造都是建立在保證房屋質量安全的情況下。優化房屋建筑的基礎就是保證建筑物的質量。通過合理的設計，降低原材料的消耗、節約資源、節約成本。并通過適當的改造，實現結構輕型化，滿足客戶的需求。對建筑開發商而言，必須對建筑物的結構設計進行優化，主要是從3點考慮。（1）優化建筑物的結構設計可提高建筑物的安全性。在對建筑物進行設計時，設計的圖紙可能并不是特別完善，對建筑物進行結構優化設計需要重新考慮建筑物的整體設計問題，在找到有效優化方案的同時還可以發現建筑結構設計不合理的部分，如部分結構的承載力不足、抗震性能不佳等，在優化設計時可以對此做補充設計，提升建筑物的整體性能，使建筑物可以順利通過驗收。（2）優化建筑物的結構設計可使其更加滿足消費者的需求，受消費者喜愛，使建筑商獲得利益。經過對建筑物進行結構優化設計可以讓建筑物更加穩定安全，更具觀賞性，吸引消費者購買。經過改造后的房屋功能性更強，只要做好功能分區設計，建筑房屋結構的空間設計就會很好。（3）對房屋建筑架構進行結構優化設計可幫助建筑商有效控制施工成本。通過實際建筑工地的大量數據分析可知，在建筑結構設計中采用結構優化設計可減少使用建筑材料，降低工程量。對于建筑商而言，節約工程量就可以盡快完工，節約人力成本和建材成本，達到有效控制建筑成本的目的，并幫助建筑開發商在保證建筑物質量完好的情況下提升經濟效益。除此之外，對房屋建筑實行結構優化設計可以幫助企業塑造節能環保的經營理念，將節能環保帶到人民的生活中。

三、房屋建筑結構設計的優化

（一）優化房屋整體結構體系

對于現代房屋建筑，其不僅功能性較強，而且造型也非常復雜。所以，優化房屋建筑整體結構體系時，要在滿足房屋建筑的功能性要求、規范要求以及造型要求的基礎上，通過設計合理的結構布局，有效降低工程造價。同時，房屋整體結構體系也會直接影響工程造價，因此，應加強對這方面工作的重視程度，結合房屋建筑的功能，合理對房屋結構體系進行優化，以此提高房屋結構優化設計的整體效果。

（二）優化房屋結構設計模型

對房屋建筑結構進行優化設計時，應先建立房屋結構模型，而后圍繞該模型，完成后續工作。對于一些結構比較復雜的房屋建筑，模型優化非常重要，因為通過模型優化能夠有效地將一些復雜的造型進行簡化，并利用結構分析軟件對結構進行工況分析，避免在方案實施時發現問題。

（三）變量的合理選擇與目標函數的確定

通常情況下，選擇設計變量時，會選擇對設計產生影響比較大的參數，將影響較小的參數作為預定參數，以減少計算編程的工作量。另外，確定目標函數時，應利用函數尋找能夠滿足既定條件的最優解，同時要確定約束條件。優化設計房屋結構可靠度的約束條件主要包括裂縫寬度約束、應力約束、尺寸約束以及結構強度約束等，在實際設計過程中，必須確保各種約束條件都能夠滿足行業規范。

（四）優化樁基礎設計

樁基礎是整個建筑的根本。樁基礎的作用是承載整個建筑，并將自身承受的荷載傳遞到周圍的土層中。通常情況下，房屋建筑結構的樁基礎有預制樁和灌注樁2種形式。對樁基礎的優化設計，主要指的是在確保施工質量不受到影響的前提條件下，科學、合理地降低工程成本。對樁基礎進行優化設計時，應綜合考慮房屋建筑上部結構的荷載與地質條件，選擇最為合適的樁基礎類型。確定樁基礎的類型后，應通過優化設計提高樁基的承載力，比如，提高樁周圍土體的承載能力以及擴大樁柱的尺寸等。布置樁基時，應合理利用樁基材料的固有強度，確保樁基礎可以均勻受力。

（五）優化地下室結構

進行地下室結構優化設計時，應從2個方面進行：（1）應在滿足房屋建筑使用要求的基礎上，合理降低地下室的層高，不僅可以有效降低房屋建筑施工中鋼筋、混凝土等材料的使用量，還可以減少施工過程中土方的挖掘量，進而減少維護、維修等費用的支出;（2）因為地下室結構受到的地下水的浮力以及土壓力較大，需要使用大量的鋼筋，所以，設計工作人員在進行優化設計時，需要對結構構件的實際受力狀態進行全面、細致的分析。在確保其能夠滿足規范計算的基礎上，實現分段配筋，一般情況下，受力比較大的位置需要進行局部加強。

（六）優化室內建筑結構

房屋建筑結構設計優化時，必須保證房屋建筑本身以及室內結構的合理性和美觀性。在這個過程中，務必確保剪力墻、結構柱與建筑平面可以保持一致性，在確保結構安全的基礎上，盡可能地減小剪力墻與結構柱的截面尺寸。布置結構梁時，應盡量與建筑墻體保持同一寬度，如果結構梁寬于建筑墻，應將結構向次要的空間內偏移，如衛生間、廚房等。

四、結束語

隨著人們對生活環境要求的提高，建筑開發商出于利益的考慮，積極在房屋建筑結構中進行結構設計優化處理。對房屋建筑結構進行優化設計可以提高居住環境的舒適度和美觀性。建筑設計人員可以完善結構設計模型，優化建筑物的主體部分，提高建筑物的美觀性和實用性，為人們的生活提供更多便利。

參考文獻：

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