刍议房屋结构设计中结构设计优化技术的具体应用

王建森

【摘 要】 随着我国社会经济的快速发展，同时也带动了我国建筑行业的快速发展，人们的生活质量也得到了很大的提升，并且对房屋结构设计的要求也更高，那么就必须要将结构设计优化技术在房屋结构设计中使用。在具体的实践过程中，需要结合工程具体情况，选择科学的结构设计优化技术，提升房屋结构设计的质量。

【关键词】 房屋结构；结构设计；优化技术

前言：

在建筑工程造价中，房屋建筑结构作为其关键的组成部分，在实际实践的过程中，可以科学合理的使用结构设计优化技术，从而可以有效的产生良好的经济效益。因此，在具体的结构设计的过程中，相关的设计部门和工作人员就需要将经济、适用、合理的原则给贯彻落实下去，科学设计，将先进的科学技术手段给应用过来，对建筑结构设计方案合理选择，这样建筑工程造价成本就可以得到降低，经济效益可以达到最大化。

1.结构优化设计的意义

传统建筑设计和施工中，较为注重的是房屋居住功能的体现，而在社会快速发展的同时，房屋结构设计优化必须引起建筑施工单位的重视，这关系到工程的建设能否满足市场需求，与房屋工程建设的发展联系密切。对建筑结构的设计进行必要的优化，在对于房屋结构相关的设计中的应用意义重大，不仅能够满足了建筑的实用与美观，而且还可以有效地对工程造价进行控制。对于建筑商来说，其当然希望用最少的投资，而获得最大的收益，然而又必须对建筑结构的科学性、可靠性以及安全性做出保证，这必然要求对结构设计进行优化。结构设计优化和传统房屋结构设计进行比较我们可以发现：运用设计优化的技术能够降低建筑的工程造价。结构设计优化技术能够使得建筑结构内部的每个单元都得到最佳的协调，并可以对材料的性能进行最合理的利用。这样不仅能够保证相关规定的安全系数，还能够实现对建筑结构设计的经济性与实用性。

2.对建筑结构进行设计优化的重要性

在房屋结构的设计中，采用合理的建筑结构优化方案，不仅能够实现建筑物的实际使用价值，还能够很好地实现建筑物的经济价值和环保价值。此外，好的结构方案还可以最大程度上减少建设单位的资本投入，为企业带来更多的经济效益，还可以保护建筑施工现场的生态环境，实现经济利益与环保相结合的良好经营模式。因此，合理地使用建筑结构优化技术能够更好地实现建筑物的综合效益。建设单位开发建筑物的基本原则就是在最大程度的减少资本投入、建筑材料使用的基础上，实现建筑物的高质量和长期使用。况且建筑物只有在保证良好质量的基础上实现其美观、耐用、新颖等特点，才能够满足不同人群的需要，为企业带来更多的经济利益。与传统的建筑结构设计方案相比，建筑结构设计优化模式可以降低建筑成本。其采用的设计优化措施可以有效地实现建筑施工中各个资源的合理配置，以及各项建筑材料的充分利用，并且协调好房间的布局，使得这些布局能够有效的结合，共同发挥其使用功能。合理的利用建筑结构优化技术，在确保建筑物安全性能的前提下能够充分的体现出其创新性。此外，这种技术还能够帮助设计人员选择最为合理的设计方式。

3.房屋结构设计中结构设计优化技的应用

3.1、结构设计模型的优化

建筑结构的优化可以分为以下几个阶段：（1）是对变量的选择。一般情况下，建筑师决定的最终建筑设计方案起到重要的作用，这些重要的建筑数值均可以作为变量供建筑设计人员进行选择。例如：工程参数的参考，包括对房屋价格的参考"对于其损失的参考等等。设计人员若能够将变化幅度较小或考虑因素较少的参数作为设计的参考，建筑结构的设计和编程难度将会大大降低，设计人员也能够更快的找到最符合设计目标的数据。（2）是对函数的确定。设计人员要选擇出最符合配筋率和房屋结构构件尺寸的一组函数，进而在最大程度上降低建设成本。（3）是对施工条件的衡量。想要进一步确保建筑结构的稳定性，就需要从房屋的受力限度、变形限度、结构的稳定性、房屋结构构件的尺寸、结构构件裂缝的限度、房屋的结构体系等方面考虑。在实际的建筑结构设计过程中，设计师应该结合建筑使用方案和房屋的施工条件，分析出实际设计中存在的约束性条件，并且要确保解决这些约束性条件的方案要符合我国现行的规范规定，以保证建筑结构的设计结果达到最优。

3.2、概念设计

概念设计是结构优化中常用到的一种方法，可以通过设计人员的经验来选择灵活的设计方案。对于已经确定结构布置的房屋，会在考虑相同荷载作用的情况下选择不同的分析方法。房屋建筑的设计选用的设计参数指标、选择用的建筑材料和荷载标准值得去法等都有很大的不确定性，在实际工程过程中，会出现与现实不符合的情况。这些因素的影响性可以通过设计人员来判定。经验丰富的房屋建筑设计人员，可以根据自身的经验和以往的数据作为参考，对房屋建筑的情况进行全面综合的考虑，然后做出合理正确的判断。把工程中“人”的灵活性和智能型发挥的淋漓尽致。房屋建筑结构中概念优化设计的关键点是设计人员的理论知识和实践知识，理论知识和实践知识越丰富的设计人员越能够实现对房屋结构的优化设计。房屋概念优化设计的关键在于设计人员的经验积累，经验越丰富的设计人员，就越能实现房屋建筑结构的优化设计。

3.3、优化住宅设计

在对住宅建筑结构设计要想做到最优的设计，最主要应该要有一个最好的设计优化的方案，在工程前期的规划中工作人员应该积极的对其进行参与，对工程设计的实际情况展开充分的了解，有针对性的对建筑结构形式进行合理的选择和规划，从而达到客观上的需求，这样能够更进一步的形成合理、科学的结构优化方案，同时也能够为建筑工程施工做出有效的指导。只有一个比较好的结构设计方案，才能够对优化设计的效果和质量进行有效的保障。相反，如果设计人员在工程施工的前期没有投入到实际情况的设计中去，盲目的更具自身的经验对其进行优化设计，就会因为各个方面的原因使得建筑结构体系荷载能力不恰当，使得建筑成本增加和建筑的安全性得不到保障。

3.4、上部结构优化

要想模型建立与优化房屋建筑的上部结构，首先就要对剪力墙进行合理的布设，对剪力墙的质量均匀予以有效保证。这样，楼层的结构重心便能同楼层的平面刚度中心点实现重合，从而有效地削减了风力以及地震等外部荷载作用的扭转影响。如果房屋的类型允许的话，那么可以尽量使用大开间的剪力墙构造，并对剪力墙的墙肢长进行增加。这样做，不仅可以有效地对墙肢的数量进行缩减，还可以确保刚度能够与相关标准相符合，并以此作为前提与基础，有效地降低混凝土的使用数量。此外，因为剪力墙中的暗柱通常采用的都是钢筋建材，通过大开间的剪力墙构造应用，是可以有效缩减钢筋的使用数量。

3.5、排水系统的优化

在房屋建筑中排水系统的专用房间里有着很多的机械设备，对于荷载能力"荷载强度较大。所以要将其设置在地下室，而且保证管道的预留尺寸与预留深度要符合相应标准，对于楼板本身的钻孔位置要加固。另外，要注意水平方向的管线可能会贯穿柱或梁的情况，要尽可能降低这种现象发生的机率。如果管道在建设时穿过了承重墙，就必须对墙体进行加固。在整体上尽可能地保证结构的设置与管道网相协调，预防管道出现绕柱或绕梁的现象。

4.结束语

综上所述可以看出，随着社会经济的快速发展，企业在发展的过程中面临了激烈的市场竞争，要想在激烈的市场竞争中占有一席之位，除了需要保证建筑工程结构设计的质量和安全，还必须要实现其经济性的原则，从而最大限度的扩大建筑工程的经济效益。针对这种情况，就需要将结构设计优化技术应用到房屋结构设计中；相关的工作人员需要不断努力，提升自己的专业素质和综合水平，总结设计经验，以便设计出更好更安全的房屋建筑。

参考文献：

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