結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的應用研究

馬嘯馳

摘 要：房屋建筑結構設計對整個建筑物的使用功能及使用壽命有著較大的影響作用，需要借助結構設計優化方法來提高設計質量，使房屋建筑結構設計的科學性及合理性得以提升。為實現結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的有效應用，本文就針對房屋建筑結構設計優化的重要意義進行分析，探究結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的具體應用，希望能為工程設計人員提供一些有效參考依據。

關鍵詞：結構設計優化;房屋建筑;結構設計;應用

近年來，隨著我國建筑行業的快速發展，房屋建筑結構設計的復雜性不斷提升，很容易出現各種各樣的缺陷，導致房屋建筑的使用功能受到較大影響。而結構設計優化方法是確保設計質量的重要途徑，能夠對房屋建筑結構設計中的不足之處進行改進，使房屋建筑結構設計能夠充分滿足工程建設的實際需求。通過深入分析結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的應用，有利于提高工作人員對這一方法的掌握程度，促進房屋建筑結構設計朝著更好的方向不斷發展。

一、房屋建筑結構設計優化的重要意義分析

首先，通過房屋建筑結構設計優化能夠對建筑結構的美觀性進行提升。隨著我國人民的生活水平不斷提高，我國人民對房屋建筑的美觀性提出了更高的要求，需要合理選擇外觀材料，確保建筑物的外觀形象符合群眾的審美需求。將先進的設計思想應用到房屋建筑結構設計中，不斷優化設計內容，有利于提高房屋建筑的美觀性[1]。

其次，通過房屋建筑結構設計優化能夠對建筑工程的質量進行提升。確保工程質量是房屋建筑結構設計的首要任務，只有保證工程質量，才能夠保證工程參與方的經濟利益，促進建筑行業的健康穩定發展。通過對房屋建筑結構設計進行優化，可以減少工程施工中的質量問題，使工程質量得到有效保障。

最后，通過房屋建筑結構設計優化能夠對建筑工程的經濟性進行提升。雖然房屋建筑結構設計的直接成本較少，但是該設計對工程施工的全過程產生了較大的影響作用，若是設計本身存在缺陷，那么工程施工質量及施工安全都會受到較大影響，且材料使用量也會顯著提升。通過對房屋建筑結構設計進行優化，可以對工程資源的使用進行合理安排，實現對工程施工問題的有效預防，從而減少施工問題造成的經濟損失，使工程項目的整體效益得以提升。

二、結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的具體應用分析

（一）在基礎結構優化中的應用

在進行房屋建筑結構設計的時候，需要重視對基礎結構的設計，否則將直接影響到整個工程設計的有效實施，難以保證房屋建筑的施工質量。首先，需要做好施工現場的勘察工作，充分了解施工區域的地質條件，結合建筑物的結構形式、體型、高度對基礎類型進行合理選擇，將基礎埋置的深度控制在合理范圍。目前天然地基常常被使用到工程施工中，需要在選擇天然地基的同時，對基礎截面結構的各項物理參數進行控制，其中包括了樁基礎的樁間距、配筋率、尺寸等等，在符合設計規范要求的基礎上，對鋼筋及基礎混凝土的使用進行合理控制，以此提高工程資源的利用率，實現對基礎設計的科學優化[2]。

（二）在地下部分結構優化中的應用

作為房屋建筑結構設計的重要部分，地下部分的結構設計是否合理，直接影響到房屋建筑整體結構的鋼筋量和混凝土量。目前房屋建筑地下部分的設計內容較為復雜，很容易受到各種因素的影響，導致工程施工的投入顯著加大，比如地下水位、消防車荷載、地下室頂板覆土厚度、是否為人防地下室、地下室層數等等，這些都會影響到建筑材料的使用量。因此，在進行地下部分結構設計的時候，可以在確保工程安全的條件下，對其中的不良因素進行有效處理。通過減少土方開挖量、減少地下室層數、降低地下室層高等方法來降低施工成本。同時，可以對主次梁的布置、地下室柱網跨度進行調整，將地下室頂板作為上部結構的嵌固位置，使結構設計的優化更加合理[3]。此外，可以選擇塑性計算的方法對人防地下室的各項參數進行計算，比如不考慮消防車荷載及人防情況下的裂縫撓度等等。通過對這些參數進行合理調整，有利于提高房屋建筑的經濟性及安全性。

（三）在地上部分結構優化中的應用

在進行房建筑屋結構設計的時候，需要重視對剪力墻結構的設計優化，可以采用剛度適宜、簡單、規則的原則進行剪力墻的布置，且需要保證上下連續，不能出現突變等狀況，使剪力墻的整體性能達到要求。同時，可以選擇大開間剪力墻結構，以此確保建筑內部的空間達到使用需求，還可以對混凝土的使用量進行控制，使工程施工的材料成本得以降低。隨著我國科學技術的發展，工業化的生產方式被使用到裝配整體式的剪力墻結構中，在裝修與主體結構一體化、構件生產工業化、設計與施工一體化、信息化技術協同設計、標準化一體化設計等各個方面體現出較大的優勢，能夠實現最大化的工程效益。由于裝配式建筑的發展時間較晚，在許多方面存在技術難題和阻礙，很難達到良好的節約效果，這就需要加強對相關技術的研究，充分發揮裝配式建筑在房屋建筑結構設計優化中的價值作用。

（四）在結構抗震性能優化中的應用

在進行房屋建筑結構設計中，需要重視對抗震性能設計的優化，確保房屋建筑的整體質量達到要求。對于抗震性能設計的優化，主要就是對房屋建筑的穩定性進行提升，堅持均勻對稱、高效化、簡約化的原則進行抗震結構設計。為提高房屋建筑結構的抗震性能，必須具備一定的使用規則，對凸角結構設計進行嚴格控制，使房屋建筑的抗震性能設計得以簡化。在房屋建筑結構的平面布置缺乏規則性的時候，很容易受到地震等自然災害的影響，使得房屋建筑結構出現較明顯的扭矩效應，這就需要對框架柱或偏離結構剛心遠端抗震墻的承載力進行仔細驗算。由于部分房屋建筑結構是非對稱的，所以在進行抗震性能設計的時候，需要將建筑結構平面布置結構的質心與剛心相重合，降低地震對建筑結構造成的不利影響，實現對扭矩效應等問題的有效處理[4]。

三、結語

綜上所述，為充分發揮結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的應用價值，需要提高工程設計人員對結構設計優化方法的認識，充分把握好工程建設的實際需求，將其靈活運用到基礎結構設計、地下部分結構設計、地上部分結構設計、結構抗震性能設計等各個環節，從而提高工程設計的整體質量，為房屋建筑工程的長遠發展提供有利支持。

參考文獻

[1] 楊悅.結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用[J].綠色環保建材，2020（05）：92-93.

[2] 王正姣，趙清聰.結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的應用[J].居業，2020（04）：40-41.

[3] 王琴，何嘉，鄭劍.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].四川水泥，2020（04）：63.

[4] 單章杰.簡析結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].大眾標準化，2020（04）：123+125.