建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析

董贺颂

陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西 西安 710038

引言

近年来，中国的建设项目规模正在逐步扩大，对建筑性能的需求也在增加。房屋结构的优化设计在后续项目的顺利进行中起着非常重要的作用。因此，为了不断改进项目的设计计划并最大化发挥其作用和价值，必须将其与项目的实际情况相结合。建筑施工质量对于科学合理地进行工程布置至关重要，而且对于工程建设成本以及工程建设质量也有着十分重要的关系。

1 建筑结构优化设计的特点及其必要性

（1）建筑结构优化设计的特点。从某种意义上讲，建筑结构优化设计系统是复杂的。在设计阶段，各部门之间的协调非常重要。在建筑结构设计与建筑内部结构之间建立一个相对和谐的关系，对降低技术施工成本具有重要作用。同时，必须考虑建筑结构的实用性、美观性和经济性。提高建筑结构的科学性具有重要的现实意义，在施工过程中注意建筑的外观也很重要。许多建筑设计师更注重建筑设计的创新性和审美性，认为建筑结构将承受更大的荷载。如果不按照建筑结构的力学特性和基本结构的技术原理进行设计，将会对建筑结构的稳定性产生非常不利的影响。

（2）建筑结构设计优化的必要性。规划建筑结构优化的需求主要体现在以下方面：首先要从提高建筑结构安全性的客观要求出发，对建筑结构设计采用科学合理的优化方法，并提前发现建筑结构设计中的缺陷。为了防止由于结构承载力不足，并且难以满足抗震加固的要求的情况发生，避免工程不能按时交工。其次，根据对建筑物功能性的实际要求，随着建筑项目的建设水平逐渐提高，对建筑物结构质量的要求也越来越高。不仅满足基本的安全要求，而且还需要考虑建筑结构的美观性和实用性，仔细设计功能分区，并确保室内空间规划和设计的科学合理性[1]。

2 房屋结构设计中，建筑结构设计优化方法的应用

（1）对结构优化模型进行建立。随着科学技术的不断发展，其应用范围逐渐扩大。在信息基础的支持下，可以应用模型构造和分析的方法来保证建筑结构优化的有效性，并准确地判断优化效果。在建立结构优化模型时，应注意以下几个方面：一是科学合理地选择设计变量，主要根据工程设计要求，结合目标控制参数确定设计变量和变化范围。科学选择设计计算范围和变量，不仅可以满足总体设计和区域设计的要求，同时也减少了计算步骤，提高了结构设计和优化的效率。其次，确定了目标函数。基于模型设计的建筑结构优化方法主要是利用各种目标函数对方案进行优化。同样重要的是找到一个不仅满足设计要求，而且选择目标功能来实现设计目标的群体，降低指标参数的成本直接影响设计优化的最终效果。

（2）优化排水管道系统。这对于建筑物结构设计中的排水系统设计也非常重要。特别是在设计穿墙的管道时，必须事先做碰撞实验，制定科学合理的施工计划，并固定好埋孔以确保足够的位置和尺寸。如果在优化设计过程中，管道系统需要穿过结构墙，则必须对结构墙采取各种加固措施。模型计算可用于确定墙是否在负载能力的影响下损坏管道，从而破坏建筑物和管道并有效改善系统之间的协调性。在设计阶段，应避免缠绕管道，以便于施工。在这一阶段，BIM软件通常被用来模拟建筑物的结构。在结构优化设计过程中，可以应用适当的软件功能，促进管道碰撞检测的有效完成。从这个角度看，对于提高建筑结构的合理性和施工工艺质量具有重要的现实意义。

（3）对建筑主体结构进行改善。在规划建筑物主体结构的优化时，对剪力墙与剪力墙暗柱进行设置是十分重要的内容之一。在优化建筑技术的结构设计时，工程师需要结合工程要求和实际条件来设置抗震墙，相关设计者需要采取许多步骤来提高抗震墙的完整性并提高抗震墙的质量，并且在促进建筑结构的稳定性方面起着非常重要的作用。另外，隐藏柱的作用在房屋建筑的抗震墙中非常重要，不仅影响地震墙的稳定性，而且影响建筑结构的抗压强度和安全性。尝试优化建筑物整个生命周期的影响，他们对每个建筑项目都有自己的寿命，经过一段时间的使用，建筑项目进入了各个阶段。因此，设计人员需要正确理解建筑物的寿命和每个阶段的主要特征，并将其作为科学合理地优化设计方案的前提[2]。

3 建筑结构优化方法应用期间需要注意的问题

（1）对方法的适用性进行高度关注。在住宅结构工程中，建筑结构起着非常重要的作用。为了保证优化方法的适用性，应选择科学完善的结构优化方法，以提高优化方法的应用合理性，为工程结构的稳定性打下良好的基础。因此，设计人员在选择优化设计方法时，应从工程基础设施的角度考虑本工程的地形、地形条件、专业水平和社会经济条件，从而不断提高建筑结构优化方法的适应性和科学性。

（2）对设计中的利益协调工作进行做好。在建筑结构优化设计过程中，参与项目建设的各部门能够及时有效地解决结构优化问题，从而达到良好的结构优化效果，为各方搭建一个协调沟通的平台。应采取科学、适当的措施进行分析和讨论，为设计建筑的结构创造了环境。同时，在结构优化设计中确定业主人员也非常重要。在结构规划过程中，设计人员需要采取适当的措施与施工人员和监理人员进行沟通和协调。邀请有关领域专家参加，充分发挥指导作用。在征求各方专业意见后，开展建筑结构设计优化，提高结构优化设计质量[3]。

4 结束语

总而言之，优化房屋结构的建设对提高土木工程质量和降低建设成本具有十分重要的现实意义。在本文中，分析了结构设计优化方法的应用及其在建筑结构设计中的注意事项，这提高了建筑结构优化设计的质量，有效地提高了建筑结构设计的合理性。