房屋結構設計中的建筑結構設計優(yōu)化策略

郝瑋

摘 要：隨著人們經(jīng)濟水平的提升和生活品味的提高，對于房屋建筑的結構設計要求也越來越高。在房屋建筑的結構設計中應用優(yōu)化技術，有助于在保證房屋建筑的功能性、安全性和耐久性的同時，降低投資成本，強化結構性能。本文淺析房屋結構設計中的建筑結構設計優(yōu)化策略。

關鍵詞：房屋建筑；結構設計；優(yōu)化

1 引言

從建筑結構設計的角度來說，通過合理的結構設計優(yōu)化不僅可以促進建筑物造型、外觀以及功能的提升，同時還能有效提高結構的受力性能，節(jié)省施工材料的同時，降低施工的成本。在進行建筑物結構設計的同時需要采取適當?shù)牟呗詫Y構進行優(yōu)化設計，在保證建筑物功能的基礎上，保證建筑物的各項性能和指標都達到設計要求，同時提高建筑物的穩(wěn)定性和安全性。

2 房屋建筑結構設計優(yōu)化步驟

2.1 建立結構優(yōu)化模型

對于房屋建筑結構設計進行優(yōu)化需要首先從優(yōu)化模型的構建入手，確保具體房屋建筑結構優(yōu)化工作具備明顯方向，對于各個具體設計參數(shù)能夠詳細掌握，如此也就能夠在后續(xù)通過科學的方法，結合具體標準規(guī)范進行優(yōu)化完善。其中對于目標函數(shù)的明確是比較重要的一環(huán)，應該確保后續(xù)房屋建筑結構優(yōu)化工作具備理想可行性效果。

2.2 落實計算程序

在房屋建筑結構優(yōu)化工作落實中，其往往還需要重點從計算程序方面進行不斷優(yōu)化，確保計算程序的落實能夠較為流暢可行，有效規(guī)避可能存在的明顯隱患威脅，保障相關設計規(guī)范以及具體約束條件能夠得到較好呈現(xiàn)，最終提升整體房屋結構設計優(yōu)化效果，對于各類參數(shù)設計偏差進行及時調整。

2.3 分析結果

對于房屋建筑結構優(yōu)化設計工作的落實，其最終結果的有效分析同樣也需要引起高度關注，應該確保相應結果分析工作具備較強的實際效益，針對上述具體計算程序的落實進行綜合分析評價，避免在任何環(huán)節(jié)中出現(xiàn)較為明顯的問題矛盾，尤其是在關鍵指標的協(xié)調性方面，更是需要進行全面優(yōu)化評價，綜合提升設計方案應用效能。

3 建筑結構設計中的優(yōu)化策略

3.1 平面設計方案的優(yōu)化

從建筑結構設計來說，結構的平面布置對于整個設計方案、建筑物的功能以及成本等都會產(chǎn)生較大的影響。針對建筑的平面布置進行優(yōu)化和選擇也是非常重要的，在建筑平面設計中通過確定合適的平面方案就能確定平面的布局、軸網(wǎng)布置、樓層高度、房屋基本形式等的確定。在進行平面設計方法的優(yōu)化的過程中需要結合建筑的使用功能進行充分考慮，結合現(xiàn)場和運用的實際情況進行充分的考慮和分析，在進行結構優(yōu)化設計的時候不可能面面俱到，需要有一定的側重點。

3.2 注重整體和局部的協(xié)調優(yōu)化

對于房屋建筑結構設計優(yōu)化工作的落實，從整體和局部的協(xié)調性入手進行分析是比較重要的一個條件，需要確保相應房屋建筑結構能夠體現(xiàn)出更強的協(xié)調性效果，對于越來越復雜的房屋建筑結構需要促使其體現(xiàn)出更強的層次性效果。比如對于當前房屋建筑結構中應用越來越繁雜的各類材料和零部件，都需要給予詳細分析，保障整體房屋建筑結構較為協(xié)調有序，注重設計方案的詳細探究優(yōu)化。

3.3 注重結構壽命優(yōu)化

房屋建筑作為一類較為特殊的產(chǎn)品，應該在具體結構設計優(yōu)化工作中關注后續(xù)房屋建筑的實際應用效果，能夠促使其在結構方面具備較強的承載力和耐久性，如此才能夠促使其在后續(xù)長期應用中具備較強的作用價值，盡量延長房屋建筑的使用壽命。比如對于房屋建筑樁基礎結構的設計優(yōu)化，就需要考慮到使用壽命，確保其能夠具備更強的穩(wěn)定性效果，避免在長期應用中存在受損威脅。

3.4 排水系統(tǒng)的優(yōu)化

在房屋結構的設計過程中有一個非常關鍵的地方就是排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)直接關系著整個房屋建筑的整體質量，它在人們的生活中占據(jù)非常關鍵的位置。相關工作人員在進行房屋結構設計優(yōu)化的時候，一定要將排水系統(tǒng)考慮進去，優(yōu)化排水系統(tǒng)的設計。同時，在進行設備的選擇的時候也要考慮到質量要求，盡可能在保證質量合格的情況下，選擇價格較低的設備。除此之外，還要注意排水管道的安裝問題，要保證所保留的尺寸和管道的尺寸相符，同時注意排水管道一般是安裝在地下室中，還要進行樓板的加固。

3.5 房屋結構外套框架結構的優(yōu)化

房屋結構平面框架的優(yōu)化設計是一個多次及高次超靜定問題，框架荷載使用條件是不變的設計因素，因此優(yōu)化設計上也就剩下梁柱桿件截面尺寸為變量，因此可以通過調整相應的截面尺寸進行優(yōu)化設計。房屋基本框架中，任何一個梁柱截面積的尺寸發(fā)生改變，都會影響整個結構內(nèi)力分布，然而這種影響僅僅只針對桿件附近內(nèi)力影響較大的情況。在每次優(yōu)化設計過程中，對于單個構建截面尺寸發(fā)生改變的情況，往往需要重新計算結構內(nèi)力，這樣必然會浪費大量時間。為此，在實際的操作中，就可以近似假定桿件截面尺寸的改變不會影響到框架內(nèi)力的重新分布，但是需要注意的是這個假定只能夠在一次優(yōu)化中使用，全部桿件優(yōu)化有獲得新的方案就需要放棄假定，對內(nèi)力進行重新分析，這樣才能夠逐漸獲得最優(yōu)的方案，之后將最優(yōu)方案借助常規(guī)框架計算進行一次分析即可。

3.6 結構的細部優(yōu)化

結構設計不僅需要注重整體結構設計，同時還應該加強結構局部構建的優(yōu)化設計。例如，在進行異形板的劃分時可以盡量將其劃分成為矩形板，不僅使得整個受力更加合理，也避免在拐角的位置出現(xiàn)裂縫。還有就是在對于底部的框架抗震墻，由于箍筋配箍量較大，一般選用的鋼筋可以是帶肋鋼筋來作為箍筋，不僅可以有效減少箍筋的數(shù)量和直徑，同時還有效降低了整個工程的造價，提高了施工的便捷程度和質量。對于柱結構受力構件，為了減少其界面尺寸可以采用該強度的混凝土材料，對于水平構件在滿足設計要求的前提下可以選擇降低混凝土的標號，達到節(jié)省成本的目的。

3.7 結構設計優(yōu)化技術與建筑結構設計的結合

建筑物的設計通常從結構的布置開始展開，只有定了結構布置之后，才能結合相應的負荷要求來確定具體的參數(shù)、材料的要求，這些數(shù)據(jù)分析不僅要借助于計算機，還應當結合人工的測量和計算，經(jīng)過大量的測量和數(shù)據(jù)分析，才能做出最科學的判斷。這就要求相關的技術工作人員，要樹立積極工作、認真負責的工作態(tài)度，不斷提高自我的專業(yè)水平，在一定的技術的支持下，盡可能對每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都做到詳細的記錄和分析，不忽視每一個環(huán)節(jié)，精準的記錄，為以后的設計或者突發(fā)事故的處理，提供各項數(shù)據(jù)的可靠參考。

3.8 在節(jié)能結構設計上優(yōu)化建筑

在建筑節(jié)能上，對于一個房屋來說需具備好的采光性，這不僅是建筑標準和消費者的需求，也是在節(jié)能方面優(yōu)化設計的原則，首先，在項目施工上要根據(jù)該地區(qū)的地理位置和規(guī)劃需求來實現(xiàn)建筑物的朝向；南北通透、合理的陽光照射是保障房屋使用度上的一個具備條件，在美觀上而言，也是避免因為天氣的影響導致垂直現(xiàn)象，審美的效果就會大打折扣。另一層意義就是采光好的地段，節(jié)能方面的效果也是無可質疑的，從而降低熱量的損耗；同時于建筑門窗來說，可以直接面對陽光的一面，在整個空氣面積上就會不斷的擴大，整個視覺感和審美觀也有不一樣的效果。

4 結語

房屋結構的設計優(yōu)化對于房屋的整體結構的質量、穩(wěn)固性、安全性、經(jīng)濟實用性等都是非常重要的，它所涉及到的東西也是非常的多、領域也非常廣泛，對于設計師的能力要求非常高。為了滿足用戶的要求，房屋結構設計者要綜合考慮所有可能涉及到的因素，設計出一個科學合理、綜合效益良好的方案。同時，還要盡最大限度在滿足上述要求之后，做到一定程度上的技術創(chuàng)新。

參考文獻：

[1] 范國興.建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].雞西大學學報，2017（8）：23～25.