建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

吴 蔚

(江西省建筑设计研究总院)

0.引言

随着我国建筑行业的不断发展，越来越激烈的市场竞争给国内建筑行业带来了巨大的压力，为了能在激烈的市场竞争中占有一席之地，建筑行业间逐渐转变为在建筑质量与顾客满意度上进行相应的优化与提升，通过提高企业施工质量，提高房屋建筑的性能与安全性，并在建筑外观设计上进行更多的设计优化，以此，来为自身企业谋求在建筑行业内更加长远的发展。本文通过对建筑结构设计优化方法进行理论性叙述，通过对房屋结构设计的分析，进一步对建筑结构设计优化方式的具体应用情况进行合理分析，以期为今后的建筑结构设计提供正确参考。

1.建筑结构设计优化方法简述

建筑结构设计优化指的是在进行建筑施工设计的过程中，首先对建筑的方便性进行考虑，严格遵循建筑设计过程中的合理性与实用性，将建筑结构设计与艺术相结合，使房屋在建筑结构设计的过程中，可以将房屋功能与美观设计相互融合，给住户以美的享受，充分体现当下建筑行业新形势的发展目标[1]。其次，针对建筑结构进行设计后，需要在设计方案中进行优化选择，得到即能保障住户安全又能满足住户审美需求的设计方案。

在建筑结构设计的优化过程中，由于建筑设计并不是一门单一的学科内容，因此，在进行结构设计的过程中可以将多方面的知识加以运用，完善设计内容。结构设计的优化过程更是对房屋安全性与实用性的提升，因此在实际计算与探究过程中需要时刻把握房屋设计的重点。同时，房屋结构设计的过程中，需要保证所进行的优化设计能满足节能环保、经济性较好、便于施工、科学性强、创新性高等基本要素，这样才能真正保证高效合理的房屋优化设计新模式。

2.建筑结构设计优化方法的重要性分析

在房屋结构设计的过程中，有效地建筑结构优化可以帮助建筑工程通过最少的投资而获得最大的收益，良好的建筑结构优化可以满足建筑的美观与实用性能，在做到保障房屋的安全性与可靠性的同时，赋予房屋艺术美观的特性。

当下，我国建筑处于大力运转的高速发展时期，建筑行业在国家政策的扶持下于近年来获得了长足的进步，然而，随着我国建筑行业越来越快的发展，层出不穷的问题也逐渐出现在人们的视野中，建筑结构设计的安全性与合理性成为当下社会所关注的重点，伴随着建筑行业的逐渐崛起，更加激烈的市场竞争也是我国建筑行业内所面临的重大挑战[2]。因此，对于建筑结构的设计，相应的提高与优化措施就显得尤为重要。建筑结构优化在当下的实际应用过程中，既能满足社会对房屋建筑安全性的考虑，又能充分保证企业建筑设计的艺术美观性与创新实用性，为国内企业在激烈的市场竞争中创造了良好的发展空间，赋予我国房屋结构设计新的内涵。

3.建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的步骤

3.1正确建立设计模型

（1）对设计变量进行合理性的选择，首先将建筑设计过程中的主要影响参数进行统计与整理，将其中影响不大或者变化范围较小的设计参数进行预定计算，从而有效减少设计过程中的工作量。

（2）结构优化过程中，需要通过一组能满足预定条件的函数，这一函数可以满足相应的失效概率、几何尺寸与钢筋截面积，在实际应用过程中，通过这一函数可以有效降低工程造价的数额，为建筑生产创造了有利因素。

（3）在进行结构模型的设计过程中，需要详细参照房屋结构优化设计的详细参数来进行，确保结构设计的可靠度，对优化设计的约束条件主要包括应力约束、构件单位约束、尺寸约束、结构体系约束等方面，结构设定中，设计者需要在对目标进行约束的过程中详细参照房屋结构设计的相关参数，并且确保约束目标条件能够满足相关的要求，通过这些方式实现有效地结构优化设计。

3.2优化方案设定

在进行房屋结构优化设计的过程中，建筑结构往往存在着多约束、非线性的复杂问题，这些问题在优化设计过程中为设计者带来了很多的困扰，因此，有效的通过优化方案设定，利用常用的优化设计计算方法针对这些问题进行相应计算求解，这样可以有效帮助设计者更好地进行结构设计。

3.3结果分析

结果分析对于建筑结构优化设计的整个过程有着重要的作用，这一过程中，设计者通过对方案进行合理选择，并且分析方案的实用性与成本因素，充分考虑经济因素与设计因素，通过对这两方面进行有效配置，从而实现更加完善的建筑结构设计优化。

4.建筑结构优化设计具体应用情况

4.1建筑寿命与阶段性的优化

对于建筑寿命与建筑阶段性进行优化的过程中，需要在工程使用年限内对建筑的每一阶段进行方案设计的优化[3]。同时，设计者更需要对工程的各个阶段的特点进行确定，根据这些特点进行建筑整体寿命上的优化，充分保证建筑充足的使用寿命，并且有效提高了建筑整体质量。

4.2建筑主体上部的结构优化

对建筑主体上部进行相应的结构优化的过程中，首先应当合理设置建筑中的剪力墙，使墙体保持前后均匀，有效减少风力、地震等自然因素的破坏。进行建筑结构设计的过程中，需要尽可能的对剪力墙进行大开间的设计，减少强肢的数量和混凝土的施用数量。其次，考虑到剪力墙的钢材铸造构成情况，在进行主体上部结构优化的过程中，应当适当的减少相应的成本，以期获得更加高效的工程效率。

4.3建筑整体性与局部性的优化

建筑设计的过程中包含着相应的复杂性与层次性特点，每一个独立的建筑个体其内部都存在着相应的下属体系，因此，在进行建筑结构优化的过程中，需要对建筑的整体性与局部性进行选择性与针对性的优化，设计者在优化过程中需要对每一个建筑个体的下属系统进行相应的优化，有效实现叠加型工程。然后，对于建筑整体进行调整性优化，充分保证整体建筑的合理与安全性能。

4.4协调式的建筑结构优化

在建筑结构的优化设计过程中，需要对建筑整体结构与建筑体整体平面相结合，实现建筑建设过程中美学与结构的协调化统一。保证建筑优化与结构优化的协调，可以保证建筑体系的简洁，墙面不易出现裂痕错位等现象，同时，对于承重较多的转角区域，在结构优化设计的过程中，需要对加工材料进行合理选择，以高建材作为承重材料，在保证借助结构合理美观性的同时，有效提高了建筑的整体结构的完善。

5.结语

综上所述，房屋结构设计优化是当下建筑行业内尤为重要的提升与改善内容，合理的选择结构设计方案才能更好的帮助设计者达到相应的技术要求，设计出更加安全合理、大方美观的房屋。

[1]邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播，2013，12(09):23-24.

[2]郑智垚，乐肖军.结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].中国新技术新产品，2012，23(07):23-25.

[3]佟月强，郝明.试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业，2012，42（17）：36-39.