房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析

王娜娜

摘要：在新时代背景下，人民群众越来越重视房屋建筑的使用功能，对于建设企业来讲，在最小资金投入的基础上满足居民对房屋功能的使用要求，在进行建筑工程结构设计时，运用合理的优化技术至关重要。鉴于此，本文重点研究建筑结构设计优化技术的应用要点。

关键词：房屋建筑工程;建筑结构设计;设计优化

一、结构优化对房屋设计的意义

在房屋建筑施工过程当中，优化房屋建筑结构设计工作能够有效提升施工的质量和效果，且能够有效降低施工的成本，进而实现企业经济效益的最大化。在房屋建筑工作开展的过程当中其遵循的原则是增强房屋建筑整体的安全性。优化房屋建筑结构设计工作，能够全面提高房屋建筑工程的安全性能，且能够有效增加企业的利润空间，促进企业更好的发展。在建筑项目开展的过程当中，优化结构设计方案，有效增强其方案的正确性，科学性，合理性和可行性，以减少不必要的经济浪费。同时，能够避免因设计不合理而增加施工的难度和成本。在优化房屋建筑设计工作开展过程中，其目的是为了提高居住者的居住体验，切实保障居住者的生活品质，能够有效提高居住者的满意度，为居住者提供更加舒适的环境，能够有效实现建筑行业发展的目标。

二、优化设计的原则

（一）合理性

城市的发展和科技的进步推动了房屋建筑技术的不断提升，并对结构设计提出了更高的要求。结构优化设计不仅可以降低工程投入，节约建设成本，更重要的是让结构方案更合理。如果仅以节约资金投入作为结构优化的判别依据，而不考虑结构方案的合理性，那么结构的优化将无任何价值和意义，并且不能保证结构合理性的优化设计也是行不通的，因此，合理性是设计人员进行结构优化的基本原则和前提条件。

（二）功能性

房屋建筑的功能性可通过优化设计体现，在优化过程中，不能以除去建筑物内部承压梁的形式提升空间范围，房屋建筑的功能和居住环境的舒适度是优化设计的重要原则，尤其是在目前的经济条件下，对房屋设计方案进行选择时，消费者有更加具体的功能性要求，只有在满足房屋功能性要求的前提下，结构设计优化才能发挥它的实际价值和作用。

（三）经济性

对建筑材料的优化使用是房屋设计经济性原则的另一个方法，建筑施工是一个涉及多个领域的综合性大型工程，并且随着经济水平的快速发展，各个方面，如钢筋、混凝土、水泥、砌体等都需要投入大量的资金，进行工程建设时，各个分支的资金使用十分有限，这就要求在保证安全性的条件下，遵循经济性原则，通过节能材料的合理选择严格控制建筑成本，合理安排施工流程，减少不必要的成本投入。但是，并不能为了满足经济性原则而出现“豆腐渣”工程，保证居民的生命财产安全是经济性优化设计和施工的基础。

三、在应用设计优化技术的过程中存在的问题

要知道，房屋结构设计是一个多目标的问题，具有较强的复杂性，所以只采用房屋结构设计优化技术无法满足整个房屋建筑工程的要求。通过观察可以发现，很多设计人员对设计优化技术的应用缺乏一定的综合性分析，只是满足了部分目标的设计要求，没有实现对整个工程效益最大化的设计。很多设计人员在实际的工作过程中，虽然通过运用计算机软件的方式对房屋结构设计进行优化，但是忽视了计算机软件的局限性，无法将房屋结构设计进度以及建筑功能等方面的因素植入到计算机软件中去，对这些要素缺乏综合性的分析，这不仅无法将房屋结构设计优化的作用充分发挥出来，更是无法满足整个房屋建筑工程的需求。与此同时，设计人员在对房屋结构进行设计优化的过程中，在通常情况下都是从小的方面着手进行，没有从整体的角度对房屋结构进行设计优化，按照房屋结构的尺寸和构件截面的要求对其进行设计优化，没有深入的了解及分析房屋结构尺寸和构件截面对房屋整体结构的影响。

四、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

（一）模型的设计

建筑结构优化设计的模型建设必须先获取结构设计中所涉及到的各种具体数据信息，然后从中提取出相关变量的数据信息，并以此为基础建立函数模型。再利用大数据等现代化手段计算并制作出最优设计方案。建筑结构优化设计的模型的建立需要注意以下几项事情。首先，在选择设计变量的时候，一定将影响整体设计的因素作为首选，其他影响作用较小的因素可以作为参考数据，这样可以提升工作效率。其次单独将建筑切面的尺寸及与建筑截面积相关的数据整理出来，并制成相关的函数，这样可以在一定程度上避免资源浪费，节省成本。再者，要结合用户的各种需求，比如房屋的空间规划、变形情况的规定、审美需求等方面，在设计时都要结合实际情况考虑在内，最大程度满足用户的需要。

（二）优化建筑主体

房屋建筑的主体在一定程度上决定了房屋整体的安全性和稳定性。房屋建筑顶部的结构设计，首先要建立基本的模型并进行不断地优化。在施工的过程中，剪力墙的设置，是建筑顶部的基本结构，它能够极大限度地保证建筑的整体质量并且实现建筑的均匀设置，促进建筑结构的刚度中心分布能够与结构的中心重合，突出建筑的抗震、抗风的能力。在设的过程中，在条件允许的情况下，尽量增加剪力墙的长度，能够有效地减少剪力墙的数量，这种措施能够有效地加强剪力墙的稳定性也能够基本降低建筑对混凝土的消耗。

（三）结构设计的概念性

在房屋建筑结构设计工作开展过程中，由于每一位设计师都有自己独特的价值追求，经验和人生阅历，在工作过程中，常会形成独特的与众不同的设计观念和理念。例如，重庆美术馆向人们传递出的是一种现代感和艺术感，让人们在欣賞的过程当中，能够感受到建筑结构的独特魅力。因而在优化房屋建筑结构设计的过程当中，则需要彰显出房屋建筑结构设计的理念，并形成一个特有的概念，充分考虑到人们的居住需求，不断提高房屋建筑的舒适度。

（四）安全为本

优化房屋建筑结构设计的最基本原则就是保障房屋建筑的安全性。在汶川地震中，几乎所有的房屋都倒塌了，而处于地震带的日本则显得更加从容。究其原因，则是因为日本的房屋建筑结构的抗震性更强，具有较强的抵御能力，因而在灾害发生时能够有效保障居民用户的人身安全，且在自然灾害发生时，能够有效减少财产损失。所以在优化我国房屋建筑设计结构的工作开展的过程当中，首先要提高建筑整体的抗震能力，合理提高房屋建筑的刚度，稳定性和承载力。在优化房屋建筑设计的过程

中，还需要综合考虑到其他不安全事故对居民用户生命财产安全所带来的不利影响，切实保障居民用户的生命财产安全。可以通过对称结构设计，多渠道设防等工作以全面提高房屋建筑整体的安全性和稳定性。在多层砌体房屋中，可以在墙体里配上钢筋网片或钢筋，以增强其抗压抗震能力。

（五）细节处理

为了全面提高房屋建筑结构的稳定性，在优化建筑结构设计工作中，还需要加强其细节处理工作。这就要求其相应的工作人员能够不断积累工作经验，以更加严谨和认真的态度去面对其工作中的各个细节，不断克服其工作中存在的问题，以避免因工作失误，增加后期工作的难度。因而在优化房屋建筑工作开展的过程中，则要求相应的工作人员能够结合具体的施工现场，加强现场勘察，进而保障房屋建筑结构设计的有效性。在优化房屋建筑整体结构工作开展的过程当中，首先要改变设计人员的工作观念，使得其相应的工作人员能够大胆尝试，且能够结合具体的施工环境和实际的使用需求进行全面考量，进而减少不合理的费用支出。通过有区分的优化设计，不断提高房屋建筑整体的稳定性和承载力。

（六）确定计算优化方案

从建筑结构的可靠性方面出发，分析建筑结构在优化设计中需要考虑到约束性与非线性优化的问题，综合考虑多重变量参数，在建筑结构的设计计算中，约束优化问题需要逐渐的转变为无约束优化问题，结合工程的实际情况，以及具体的要求来选择使用合理的建筑与优化设计计算方法，以确保最终的计算结果更加具有合理性。

（七）强化计算机技术的应用

计算机技术发展的日新月异，使得计算机技术在各行业中得到了普遍的应用，不但提高了各行业的工作效率，而且节省了时间和成本，解决了很多难以用人脑计算的、复杂的疑难问题，因此受到了人们的欢迎。

计算机技术在房屋建筑结构的设计工作中，如果能够被科学合理的加以应用，就可以在结构设计中真正实现优化技术的有效应用。计算机技术在运算上有着独特的高效性和准确性，在房屋结构的设计过程中，对于那些设计人员进行统计和计算起来有困难的数据，都能够应用相应的计算机软件进行系统和准确的分析，并且给出优化后的结果。从而利用产生的数据使设计人员，更加直观地了解和掌握技术优化的结果。

五、结语：

在房屋结构设计中，应用优化技术不仅可有效提高建筑物耐久性、安全性以及功能性等特征，而且可以在满足人们对多样化居住需求的条件下，提升房屋的经济性与美观性，并降低房屋建筑的建设成本。因此，设计人员在进行结构优化时，应结合自身经验充分利用优化技术确定科学、合理的方案，尽可能地降低资金投入，提高项目经济性能。在实际工程应用中，虽然结构优化设计还存在各种各样的困难，但是经验越丰富的设计人员应利用现有技术方法和经验推动结构优化设计的进一步发展。

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