探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

■许宗雨 ■东华工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024

随着我国人口的不断增长，一寸土地一寸金的情况在我国也一直持续着。土地价格的飞涨要求建设单位更加严格的控制建设成本，这也导致建筑行业的竞争越来越激烈，而优化房屋的结构设计是建设单位实现低投入高回报的有效途径之一。此外，随着对国民经济实行的一系列宏观调控，国家要求建筑设计单位进一步响应国家的四节一环保要求，在保证建筑外形美观合理的情况下，提高建筑的使用舒适度。优化建筑设计结构，是每个建筑设计单位均需要面临的问题之一，它是建筑企业实现与时俱进的重要体现。本文主要阐述了房屋结构设计中建筑结构优化方法的应用。

1 对建筑结构进行优化的重要性

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。

2 建筑结构优化技术的经济意义

使用优化建筑结构的方法，能够使房屋在整体结构上更加科学、合理。在实际的房屋施工建设中，房屋的层数对房屋的成本造价产生了直接的影响。在一般情况下建筑物的单位面积造价会随着层数的增加而降低，但是在超过一定的层数之后(即超限建筑物)，房屋单位面积的造价反而会增加。因为随着建筑物楼层的增高，房屋中的承重墙和柱等结构将会受到更多的荷载，房屋的稳定性也将受到一定的影响。为了确保建筑结构的稳定性，增强建筑物的抗震性能以满足现行规范的要求，结构形式将会发生大的变化，从而房屋的单位面积造价也会进一步增加。想要在相同的用地面积内，达到理想的房屋设计效果，提高建设单位的经济效益，就需要合理的控制建筑物的层数，并且确保房屋良好的设计效果。使用建筑结构优化技术不仅能够实现对房屋结构的优化，还能够在有限的用地面积内实现最大化的利用效果，促进对建筑用地的合理使用。

3 建筑结构设计优化措施

3.1 优化结构设计模型

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。设计人员要选择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 确定合理的计算程序

设计师在对房屋结构进行设计的过程中，需要用到很多设计程序，而建筑结构优化的本质就是进行一个复杂繁琐的计算过程。设计人员在对各种数据进行分析计算的时候，要注意将附加约束条件转换成不带约束的条件，这样就更容易地得到更为精确的结构计算结果。此外，还要优化许多建筑结构的技术模式，因为这些模式有利有弊，所以设计人员需要根据实际的施工情况来选择最合适的计算方案。

3.3 选择最优的程序

设计人员在设计好房屋的结构模型，且选择了最为合适的计算方法后，就可以进入选择最优设计程序的环节。对最优设计程序的选择需要具备以下几个条件:具备完整的功能、程序运转较高以及程序用途齐全。

3.4 对统计结论进行分析

设计人员在进行了各种计算之后，要对统计结果进行认真的分析，并且找出各个设计方案中不同点和相同点，并且结合总体的设计情况和进展选择最佳的设计方案。设计人员在进行结论分析的时候，要注意不要遗漏一些细节问题。房屋的建设与设计是一项耗时长、成本高的项目，它不仅涉及到建设单位的利益，也涉及到了房屋使用者的利益，设计人员在把握细节的基础上，要注意从宏观上把握住当事人的利益，这样才能够有效的节约建设成本，进一步优化建筑结构。在进行建筑结构优化的时候，设计人员不仅要避免追求片面的利益，还应该避免为了追求设计创新而忽略了建筑实际情况。

3.5 积极应用信息优化技术

由于建筑结构设计是一些比较复杂的工程，需要的资料也比较多，这为建筑结构优化带来了一定的难度。这时设计人员就需要利用先进的信息化技术对建筑数据进行整理。例如，合理的利用一些参数定义的软件，这样就可以大大减小设计人员的工作量，提高其工作效率和工作质量。

4 结语

建筑结构的优化设计在目前我国的建筑设计行业中有着极大的发展前景和良好的应用价值。将这种优化模式充分地应用在建筑结构设计中，可以在建筑土地价格飞涨的今天，以最低的建设成本实现建设单位对建筑结构的要求。在建筑结构优化设计中，可以有效地控制建筑物的工程造价，使得房屋的建设成本实现最大经济化。设计人员可以通过合理的结构设计，使得房屋结构在整体上达到安全、舒适和经济的目的。这种建筑结构优化模式，不仅为建设单位带来了比较客观的经济利益，还能够为广大住户提供更多的户型选择，进而有效地节约了建筑用地，值得广大设计人员进一步地创新与实践。

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