建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用

文/楊志堅 湖南方圓建筑工程設計有限公司 湖南長沙 410000

現(xiàn)階段，房屋建筑建設標準不斷提升，對建筑設計質量，有了更高的要求。經(jīng)過不斷優(yōu)化調整，能夠節(jié)約建設造價，科學合理的縮短房屋建設工期?；诖耍訌姶苏n題的研究，提出建筑結構設計優(yōu)化方法運用的策略，提高建筑功能，包括安全度和抗震性等，有著必要性。

1、建筑結構設計優(yōu)化的必要性

從經(jīng)濟性角度來說，做好建筑結構設計優(yōu)化，對保證建筑工程建設效益，有著積極的作用。以某工程為例，總計6幢高層建筑，總面積為13萬m2。針對樁基、墻厚、地下室外墻等，經(jīng)過工程結構設計優(yōu)化后，獲得不錯的經(jīng)濟效益，具體情況如表1所示。粗略計算，通過建筑結構設計優(yōu)化，同原設計相比，節(jié)省了600萬元左右?；诖耍M行結構優(yōu)化設計，有著必要性。

2、建筑結構設計優(yōu)化方法應用的作用

2.1 保障建筑的安全性

在進行房屋結構設計時，最重要的是保障建筑安全。安全性保障是房屋建筑性能的核心部分，能夠促使建筑正常運用。為確保建筑的安全性，在設計時多通過建筑結構設計優(yōu)化，改善建筑內(nèi)部結構，提高建房屋結構的安全性，增強結構的可靠性。從抗震性角度來說，優(yōu)化設計后，可提高建筑的抗震性。

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2.2 提升建筑的美觀性

從房屋建筑市場需求角度來說，人們對建筑藝術，有了新的追求，使得美觀性成為建筑設計把控的重點。因為房屋建筑結構特點，直接影響著建筑外形情況，因此基于美觀性需求，進行建筑結構設計優(yōu)化，完善房屋結構，能夠凸顯出建筑的藝術美。在空間結構方面，進行設計優(yōu)化，能夠增強建筑的視覺效果。

2.3 提升建筑的經(jīng)濟適用性

從房屋建筑結構設計工作內(nèi)容角度來說，為保障建筑施工有效開展，需要做好經(jīng)濟適用性的把控。在進行優(yōu)化設計時，從經(jīng)濟性角度，做好建筑結構設計優(yōu)化方案可行性分析，預估房屋建筑施工的成本，分析是否可以有效開展房屋建筑建設。從實際效果角度出發(fā)，能夠優(yōu)化資金浪費問題，增強房屋建筑建設的經(jīng)濟效益?；诖?，在進行設計時，要按照優(yōu)化設計步驟，做好房屋結構設計的科學性與經(jīng)濟性把控，保障建筑設計的可行性。

3、建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的具體應用

3.1 做好整體和局部的優(yōu)化

應用建筑結構設計優(yōu)化方法，對房屋結構設計，進行優(yōu)化調整，要做好整體和局部的優(yōu)化。從建筑項目設計特點角度出發(fā)，考慮到建筑設計的復雜性與層次性，除了合理選擇零部件、材料、結構類型外，還需要做好建筑設計體系優(yōu)化，包括建筑結構體系和安裝設計體系等。開展房屋結構設計，需要優(yōu)化建筑結構各體系，做好全面優(yōu)化設計，達到設計優(yōu)化的意義。以某建筑為例，結構總高度為90.30m，總計26層，其中地上24層，抗震性設計按照七度標準設防，結構形式選擇框架核心筒體系。在進行結構設計時，堅持局部和整體優(yōu)化原則，對樓層樓蓋體系、核心筒尺寸、墻厚、平板式閥基厚度等，進行了細節(jié)優(yōu)化設計。通過結構優(yōu)化設計，使得建筑結構自重減少了約38885kN，增加了豎向結構構件以及基礎的安全性，增強了建筑的抗震性能。

3.2 壽命和分階段的優(yōu)化

建筑具有使用壽命，在固定的年限中，每個房屋建筑工程項目環(huán)節(jié)，有著各類可選擇的設計方案。簡單來說，在工程的每個階段都可以開展優(yōu)化。在進行結構優(yōu)化設計時，設計人員要結合項目所處的階段，來確定房屋結構優(yōu)化方案，延長建筑工程壽命。通過壽命優(yōu)化和分階段優(yōu)化，不僅能夠保障建筑的質量，還能夠增強建筑工程項目的經(jīng)濟效益。在優(yōu)化設計中，利用BIM軟件，通過構建建筑模型的方式，借助軟件功能，對房屋建筑進行壽命分析，進而調整設計參數(shù)，在保障建筑壽命的同時，最大限度上實現(xiàn)建筑結構各體系的優(yōu)化組合。值得一提的是，在建筑結構優(yōu)化設計中，依托BIM技術，模擬建筑運行，能夠及時發(fā)現(xiàn)設計所存在的問題，采取解決措施，將設計問題及時消滅，進而保障設計質量。從實際應用效果來看，通過協(xié)同設計，增強各專業(yè)之間的配合力度，能夠提高房屋結構設計的質量。

3.3 做好協(xié)同優(yōu)化設計

首先，協(xié)調優(yōu)化結構和建筑。開展建筑結構設計，要保證建筑整體平面與結構的緊密配合，實現(xiàn)建筑結構合理設計，達到美觀效果。對于建筑系統(tǒng)的設計，要注重簡潔，避免發(fā)生墻柱錯位情況，保證每個樓層的截面面積與高度都相通[1]。

其次，協(xié)調優(yōu)化結構與排水。在建筑內(nèi)設置給排水房，需要注重位置的選擇，將水泵房，盡量布置在建筑地下室?？紤]到給排水建筑內(nèi)的管道輻射復雜，并且管道長度和粗細不同，因此要預留尺寸與深度。

最后，做好結構和電氣的優(yōu)化。導線若貫穿建筑結構梁體，需在梁預制之前留下孔洞，并且保證墻體厚度與梁寬相同。若難以保證建筑梁寬度和墻體厚度保持一致，則要保證梁側面和建筑墻體某側保持齊平，避免管線暴露在外。對于電梯房的設計，要做好強度計算分析，合理調整設計參數(shù)，保證施工的質量與安全[2]。

結語：

綜上所述，應用建筑結構設計優(yōu)化方法，開展房屋結構優(yōu)化設計，不僅能夠提高建筑的美觀性，同時還能夠保證建筑的質量和建設效益。在優(yōu)化設計時，需要做好協(xié)同優(yōu)化設計；做好壽命和分階段的優(yōu)化；做好整體和局部的優(yōu)化。