建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究

王斌

摘 要：伴随着我国经济水平的逐步提高，人们的生活质量也在不断的提升，人们对居住环境和房屋结构设计风格都有了更高的要求。并且，现代建筑业的快速发展，使得建筑结构设计更加的多样化，不同设计结构悄然走入人们的视野中，建筑行业的设计主体也开始逐渐的重视建筑结构设计优化方法的使用，以此来逐渐满足人们日益需求的多样化和城市化的步伐。建筑结构的优化设计对于设计师和建筑业本身来讲，既是机遇也是挑战。当今的建筑市场的竞争日益的激烈，只有通过结构的优化设计，不断跟上社会发展的步伐，满足人们的需求，才能在竞争中获得优势地位。本文将从建筑行业目前房屋结构设计中存在的常见问题入手，并阐述建筑结构设计优化方法的重要性，进而着重分析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的具体应用。

关键词：建筑结构；设计；优化；应用

1 前言

建筑市场在迎来各种发展机遇的同时，也面临着异常激烈的竞争。建筑企业面临着前所未有的压力，业主对新建筑提出了实用性、美观性、安全性等要求，为了能在建筑市场站稳脚跟，企业就需要认真研究业主提出的要求，从施工和设计上进行满足。在房屋建筑领域，结构上的设计、研究、投入和要求都是最重要的，也是投入占比较高的部分。持续抓好房屋建筑的结构设计并进行优化可以最大限度的提高安全系数，进一步树立企业品质形象，还可以减少因为设计规划不合理而投入的项目资金，能减少企业的成本，提高企业的经济效益。因此，无论是从激烈的市场环境、业主的要求还是企业的经济效益上来说，对建筑结构设计进行优化都是非常有必要的。

2 房屋结构设计优化技术的理论含义

房屋建筑结构设计的优化，主要体现在房屋建筑结构工程的整体优化和房屋建筑结构工程分部结构的优化上。房屋建筑结构设计的整体优化，主要是对房屋建筑结构的细部构造、屋盖系统、围护结构等进行相应设计方案上的设计优化，设计时尽可能考虑到相应结构的选型、布置、受力、造价等方面问题，在工程实际中结合房屋结构的经济适用性和建筑美感，对房屋建筑结构设计进行相应优化。在房屋建筑结构的整体设计中，设计者要尽量减少房屋刚度中心与质量中心的相关性差异，同时房屋建筑的整体平面要保持规则性和对称性，而且在满足房屋建筑基本功能的前提下，在房屋建筑垂直方向的设计上，要尽量让相同方向的相应承重构件上下相通，充分考虑刚度要求，使刚度逐渐变化而避免突变以避免严重影响房屋建筑结构抵抗水平方向上的对建筑物本身的动力载荷作用，同时要尽可能减少结构转换层以降低结构设计难度。

3 目前房屋结构设计中存在的常见问题

3.1 房屋结构设计不利于低碳环保

目前很多建筑商在设计建筑的房间朝向、楼间距或者自然采光等方面都缺乏优化合理的设计方法。如果自然采光条件差，在我国北方城市，冬季就会增加一些散热的电气设备的使用。绿色低碳建筑本身的特点以及性能决定其自身涉及的绿色低碳的建筑理念，使得它的整个建筑系统都尽量采用科学合理的设计方案，将自然界的力量和能源应用到建筑的设计中，例如优化的设计结构应该是：在房屋室内设计的时候，会结合实际利用当地自然风的走向、自然采光的布局、以及新型能源等，在整个建筑物的系统中，都会体现出绿色、环保、低碳的设计理念。在施工材料的选择上，尽可能的选择符合国家建筑行业标准的建筑材料，甲醛的含量降低在不会或尽可能不对人体造成伤害的范围，在周围小区的环境、绿化的设计、自然通风等，都能够对使用者带来环保、低碳的健康体验。

3.2 设计结构千篇一律，不具备针对性

目前很多开发商认为已有的经验非常丰富，盲目的自信就导致没有对实际的地质环境进行勘探，就进行施工，这样的设计结构必然是不够完美的。建筑的设计应该根据当地的自然气候条件和人们喜好进行设计。南方和北方的气候条件差异较大，要根据实际的需求进行合理的施工。与此同时，要根据建筑物周围的地形、周围的建筑物等合理地考虑采光度来进行施工。

4 结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用

4.1 在整体和局部上的优化

对于建筑项目设计而言，通常都包含两类特点，即复杂性与层次性特征。其中，复杂性特征包括：在零部件选取、建筑原料选取与结构类型选取等几个方面；层次性特征主要在建筑设计体系、建筑结构体系与安装设计体系这几个方面有着充分的体现。在这之中，每个独立的前提下都包含较多的、具有差异性特征的下属体系，将横向关联冲破，来达到工程叠加的目标。房屋建筑需要实施局部优化操作，在此期间必须注重整体全面优化工作实施，只有这样，才能够确保实现房屋结构设计优化等方面的目标。

4.2 分阶段优化和寿命优化

在实际施工过程中，每一个项目工程均在限定的建设期限中，每一项技术环节都有很多相关的操作计划及方案，在各阶段施工过程中均能进行实际的改造和开发。建筑企业中，每一位施工技术人员都需秉持认真负责的态度，对建筑设计中的各环节进行严格筛选和匹配，要求其技术类型满足相关的标准和实际规划。对整体工程的寿命进行优化，可保证建筑的施工质量和安全性，从而提升企业经济收益和社会效益。

4.3 在桩基础方面实施优化

桩基础设计优化是建筑结构设计优化中的重点环节，大致可分为预制柱及灌注粧两种类型。但灌注粧在进行实际的施工过程中，技术人员难以对其进行实际的技术掌控，且操作时间过长，具有反复的周期性，因此一旦沉降符合既定标准，

技术施工人员应利用預制桩，并采取相关的手段进行施工和管理。一般情况下，桩基在深入和完善的过程中，当地皮与基桩之间的摩擦力增加时，技术人员可选择长度不同的基桩以配合施工的顺利实施。

4.4 对结构与建筑保持协调优化

在建筑结构设计期间，必须要尽最大努力来确保建筑整体平面与整体结构可以紧密配合，从而确保能够达到结构合理与造型美观的目标。在建筑结构设计中，需尽量确保建筑系统能够保持简洁特征，不能发生墙和柱错位等问题，同时还需要保证每一层的截面与高度保持相同的状态。在对建筑内部电梯与楼梯设计期间，需选择具有高强特征的建材作为相应的承重构件，以达到降低自重的目标。对于建筑的整体布局，其重心、质量和刚心须尽量确保能够交叠，以此来有效的避免出现扭转问题。

4.5 上部结构的优化设计

例如剪力墙建筑的设计中，建筑设计人员在进行实际建立模型计算时，需对建筑上部结构进行模型的构建和优化，采取科学合理的剪力墙结构，提升建筑的抗震和抗风的能力。如条件允许，结构设计人员可通过最大程度地应用大开间剪力墙结构，增加整个墙体的肢长，这样不仅能够减少墙肢的使用数量，也能在保证建筑整体风格和质量的前提下，节约成本，减少支出。但若建筑所处环境条件和地质情况不乐观，而且建筑对抗震性能的要求又较高时，结构设计人员则需换一种设计理念，不采用大开间的剪力墙构造，采取其他结构构造。

5 结语

综上所述，对于房屋建筑结构设计工作的有效开展而言，相应结构设计优化可以说是比较重要的一个方面，其能够有效提升房屋建筑结构的实效性，促使其能够在后续施工建设中得到有序落实，并且也能够在长期应用中发挥出较强功能，值得进行高度关注。

参考文献：

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