房屋结构设计过程中建筑结构设计优化方法的应用研究

沈焱

摘要：近年来，房屋建筑结构的科学合理性受到越来越多人的关注，人们开始探索各种有效方法对房屋结构设计加以优化，建筑结构设计优化方法的运用就是一个有益探索。本文主要分析了房屋结构优化设计的重要意义，然后对房屋结构优化设计的具体内容以及建筑结构设计优化方法的应用展开探讨。

关键词：房屋结构设计;建筑结构设计;设计优化

引言

社会经济水平的提升改善了人们的整体生活质量，人们对物质生活追求的层次不断提高。在建筑领域，建筑质量、实用性、美观性、舒适性等都成为现代人所追求的内容，这无疑对现代房屋设计提出更高要求。在此形势下，房屋结构设计中就需要不断探索更为有效地优化设计方法。建筑结构设计优化方法作为一种兼顾经济性、美观性、实用性以及环保性的优化设计方法，恰恰满足了现代房屋结构设计工作的要求，因此应在实践中加强建筑结构设计优化方法的应用研究。

一、房屋结构优化设计的重要意义

房屋结构设计过程中以建筑结构优化方法进行优化设计，既可以提升建筑实用价值，还可以更好地提升建筑经济性与環保性。这与当前建筑工程领域追求品质、节能环保的要求相一致。可以说，房屋结构设计中以建筑结构设计方法进行优化，对建筑的综合效益提升具有重大的现实意义。

具体而言，建设方建筑开发的根本原则在于利用有限资源、成本实现最大的长期使用效益，从而实现建筑价值最大化。而建筑也只有在确保质量优质且美观、新颖的基础上才能满足现代人多样化的居住需求，为企业创造更多经济利益。在这一方面，建筑结构设计优化方法与传统设计方法相比无疑在节省成本、优化资源配置与利用等方面具有突出优势。因此，合理运用建筑结构优化技术，能够在保证建筑安全性的基础上最大程度的对房屋进行创新，以打造出更具时代特点的建筑产品。

二、房屋结构优化设计的具体内容

在房屋结构设计中主要涉及到房屋结构模型、设计计算方案以及设计方案三方面内容，所以房屋结构优化设计也主要围绕这三方面内容展开。

（一）创建结构优化模型

房屋结构模型是房屋结构设计的重要内容，因此建立房屋结构优化模型是一种较为常用优化设计方法。具体而言，房屋结构优化模型的建立包含以下实施步骤

首先，要合理选确定计变量。该步骤需要从整体性角度来全面分析房屋结构，找出可能影响房屋结构设计的各种因素，并通过分析梳理找出主要因素，然后据此确定房屋结构优化模型的设计变量。

其次，应科学确定函数关系。函数关系也是优化设计中不可或缺的，其需要结合变量计算得到相关参数如钢筋截面积、几何尺寸等，以确保这些参数都能够与设计优化条件相适应。

最后，需综合考量各相关条件。在具体优化设计中，还需按照房屋建筑结构设计相关范对其结构的各因素进行综合考量，如房屋建筑结构稳定性、耐用性、经济性等，在保证其均符合规范要求的基础上进一步对这些加以优化，以切实提升房屋建筑结构优化设计水准。

（二）选取合适方法进行设计计算方案优化

设计计算方案同样是房屋结构设计的中不可或缺的一部分。因此除了结构优化模型构建外，还需科学、合理地对设计计算方案加以优化。一般常用的设计计算方案优化方法有符合型法与拉式乘子法。这要求设计人员具体问题具体分析，结合结构优化模型选取合适的方法进行计算。同时还需把存在的约束条件进一步转化成没有约束的条件展开计算，并确保设计计算方案优化的科学性与最终合理性。

（三）结构设计方案优化

在完成房屋结构优化设计方案后，需进一步对其设计方案展开研究和分析。具体需要邀请各方代表参与到设计方案的分析中，研究讨论出各种方案的优点和缺点。再对方案中的细节进行研究论证，最终结合各方意见以及房屋的实际情况敲定最终的房屋结构优化设计方案，以确保该方案具有最优性。

三、房屋结构设计中结构优化设计方法的应用

现代住宅工业化进程日益加快，人们越来越注重房屋住宅的实用性、经济性、美观性、舒适性以及环保性。由此就诞生了多种结构设计优化方法的应用。建筑结构设计优化方法就是其中最为突出的一种。该设计方法在房屋结构设计中的具体应用需要结合现代房屋住宅建设的要求对多个维度展开优化，以提升房屋结构设计的优越性。

（一）整体与局部优化中建筑结构设计的应用

根据建筑结构设计优化的整体性要求，其结构设计涉及设计、结构和安装设计三方面内容。而各项内容之下又进一步细分出多个下属体系。因此，在具体应用中，设计人员需要对每个下属体系依次进行优化设计。同时优化设计中应保证各种布局间能够打破横向关联，且将各环节之间都彼此协调搭配起来。此外，由于建筑结构设计优化较为复杂，其结构设计的结构组成部分较多，涉及到材料选用、零部件选用和结构类型筛选等诸多内容，所以要最终得到房屋结构的最优设计，就需要从整体视角上进行全局把握，处理好整体和局部间的关系，保证两者的相互协调，并不断对两者关系加以优化，如此方能使建筑结构设计优化的作用得到最大化体现。

（二）寿命和分段优化中建筑结构设计的应用

对于任何一个工程项目，其必然会存在各种设计方案，且房屋住宅建设的每个环节也会有不同方案。所以对于不同设计和施工阶段都需要加以优化和完善。针对这一要求，设计者必须根据各阶段各自的性质与特点，科学选择出最佳的优化方法。在选择中要充分考虑到如何最大化延长建筑工程使用寿命，如此方能在保证房屋住宅使用寿命的基础上对工程项目质量加以提升，以达到保障建筑企业取得最大的经济效益和社会效益。

（三）房屋建筑上部结构优化中建筑结构设计的应用

上部结构优化是房屋建筑结构设计优化中的重要内容，其关系到整个房屋建筑最终的质量。一般而言，上部结构的优化需要一方面充分结合工程要求对剪力墙合理设计，保证其质量高度均匀，如此方能使对称楼层平面和楼层结构中心在中心点和重心上保持重合，进而达到削弱地震和风力恶劣自然条件或自然灾害下对房屋建筑整体结构造成的不利影响。一般情况下，设计者需要在条件允许时尽可能采用大开间剪力墙构造，同时重视剪力墙墙肢长度适量延长，如此不但能够有效缩减墙肢数量，还能有效减少混凝土使用。但值得注意的是，若工程当地地质条件不理想，且建筑又具有具有较强的抗震性能，就要求减少大开间剪力墙构造的应用。

（四）结构与建筑协调中建筑结构设计的应用

除整体与局部、寿命与分段、上部结构的优化以外，房屋建筑结构与整体平面间的结合也是需要重点优化的内容，即必须对整个建筑结构加以协调优化，以确保这样建筑造型美观性、结构合理性能够符合的预期。具体而言，房屋建筑中柱和墙的设计上需尽可能保证与建筑平面功能需求相一致、各房间进深与开间相一致。建筑系统应做到简洁，柱与墙之间避免错位。

结束语：综上所述，房屋结构设计优化中需要注意做好结构设计优化模型构建、设计计算方案优化以及结构设计方案优化工作，同时在多维度设计工作中对建筑结构设计优化方法加以应用，如此方能使房屋建筑更加符合现代人的需求，提升房屋建筑的设计水平。

参考文献：

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