建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

钮怡琤

摘要：近年来，建筑结构设计的发展越来越迅速，建筑行业的发展离不开在房屋结构设计方面的不断优化、进步。进入新时期后，建筑设计的整体水平已经得到了提高，而居民也并非单纯关注最基本的建筑物性能，而是更多关注了建筑物具备的安全性及美观度。针对不同种类的房屋建筑，建筑设计模式也体现出差异性。具体在涉及到全方位的结构设计时，作为设计人员应当能够更多侧重于优化设计，同时也要密切结合整个建筑物所处的地形与其他特征选择合适的优化设计措施。

关键词：建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计;应用

房屋结构优化设计的目的在于充分提高房屋空间的利用率以及房屋的经济效益。随着建筑行业市场竞争力的不断加大，建筑结构设计优化方案的构建是建筑行业稳定发展的重要保障。本文通过分析建筑结构设计的优化方法，阐述了建筑结构设计优化方案在房屋结构设计中的意义，并对建筑结构设计优化方案在房屋结构设计中的实际应用进行了分析。

1 建筑结构设计优化的意义

在建筑结构设计中，选择最优设计方案，有利于提高房屋建筑设计的科学性与合理性，为建筑物带来美观性。不仅如此，强化建筑结构设计优化还能合理控制工程造价，为建设单位带来更多经济效益与社会效益。一般情况下，建设单位常以最佳施工造价获得经济收益，通过优化设计方案提高房屋结构的稳定性，为人们居住带来舒适度与安全感。应用优化设计方案可以让建筑物内部结构相互统一，无论是房屋上部结构，还是基础工程结构，各结构之间都能够实现平衡，提高施工原材料利用效率，合理配置资源，满足人们对建筑物与内部结构的日常需求。由此可见，建筑结构设计优化已经成为未来建筑行业发展的必然趋势。

2 优化房屋结构设计的宗旨与目标

1）安全性。优化房屋结构并非单纯局限于节约建材、降低成本，同时更要关注整体性的房屋架构设计。设计整体房屋结构关键的就在于保障房屋建筑应有的安全性。反之，设计人员如果忽视了房屋建筑的安全度，就会出现墙体开裂或其他隐患与风险。不合理的结构设计还将会伤害到居民的居住安全。在全面保障安全性的前提下，才能够考虑建筑物的经济性。2）可用性。建筑结构具备可用性的关键在于保证建筑物应有的美观度、坚固性以及安全度。进入新时期后，建筑企业必须能够应对激烈竞争，运用灵活的举措来提升项目建设的整体效益。在对结构进行优化时，设计人员要兼顾设计质量和经济效益，不能单纯追逐利润却忽视了核心性的房屋建筑质量。设计人员有必要因地制宜引进全新的设计材料，运用新型的建筑材料来保障建筑稳定性与坚固性，提升建筑的综合质量。

3 优化房屋结构设计的具体的优化方法

3.1 基础工程优化设计

对于建筑房屋结构设计来说，地基属于建筑物承载部分，加强对地基结构的优化设计，既可以保证结构的安全可靠，又能节约造价。建筑物的基础尤为重要，所谓万丈高楼平地起，地基与基础是一栋房屋的“脚”，只有“脚”站的稳，才能保证整栋建筑物的安全可靠。房屋的基础工程的造价占整个建筑物总造价，所以说对基础工程进行优化设计，对整个房屋的优化设计起到举足轻重的效果。一般地勘报告会根据本工程的特点，层数，房屋高度，竖向构件的内力，以及结合场地土层特征，水文地质条件及邻近工地建筑经验，结合施工周期，地下水对基础的影响，工程造价的影响，综合考虑基础形式。

3.2 优化结构模型

建筑结构设计优化方法在房屋结构中的应用通常分为以下步骤。（1）选择设计变量。设计变量通常是根据设计要求来进行选择的。然而，从设计角度分析，通常情况下选择变化浮动不大，或是按照局部设计要求和结构要求就能符合设计标准的参数。此类参数选择方法能最大程度的减少设计和编程计算的工作量。（2）确定目标函数。设计工作必须以目标函数为指导方向来进行，寻求出能满足设计需求元素的一组方案，尽可能的降低建设成本。（3）满足约束条件。房屋建筑施工过程中必须满足约束条件，主要包括有结构强度，结构盈利，结构尺寸，结构变形，单元构建和结构体系等，实际的结构设计应保证各结构设计的约束条件符合目标的约束条件，也就是说满足规范的设计要求，从而实现最优的结构设计。房屋结构优化设计后的所有计算成果均需对其合理性和有效性进行判断，在符合标准要求后才可用于实际工程设计。

3.3 空间布局优化

空间布局设计在建筑房屋结构设计中发挥着关键作用，其复杂性和层次性较强，在设计中需要考虑采光、朝向和空间布局等多个要素。结构设计中其体系的多样性较强，如结构体系、设计体系和安装体系等。且不同体系均设有分支，所以，空间布局优化设计也具有显著的系统性。设计人员要不断增强自身的设计意识，注重结构设计中对细节的把控，并在设计优化中合理选择结构材料，科学布置工程结构，密切各方配合，以此增大房屋建筑机构的承载力，优化建筑结构设计。另外，切实贯彻我国相关标准和规定完成房屋结构设计工作，严格控制参数误差，同时，在空间规划设计中，充分考虑建筑结构的采光。在选择建筑结构朝向的过程中，要以南北朝向为首选，这一方面可以完善建筑的采光效果，另一方面也能减少资源消耗。如工程结构优化设计中，为更好地加强工程的采光效果，可采用南北设计方式，进而减少照明消耗，改善居住环境。

3.4 优化房屋结构设计方案

现如今，我国建筑行业发展进程日益加快，建筑行业发展中对工程建设进度的要求也更为严格。而为加快工程建设的速度，建筑企业会在结构设计中，在较短的时间内编制并上交设计方案，设计的时间不够充裕，而且部分设计人员不重视技术优化，最终影响了设计方案的科学性与合理性。另外，在工程施工中还会出现诸多问题，在改进这些问题时也会拖延工期，浪费大量的资源和资金，继而增大工程造价，影响工程的施工质量及经济效益。在建筑工程结构设计阶段，要求工作人员结合工程工期的要求合理安排工程设计和施工，并采取有效措施不断优化和完善工程技术。在工程建设和施工前，应仔细核查工程设计方案，注重设計方案的科学合理性，这样就能够避免工程施工中修改细节，也可避免工程返工重建，从而降低工程造价，加快工程进度，缩短工程的工期。再者，为了优化建筑结构的性能，降低工程造价，还需在工程结构设计中不断优化工程技术。在方案设计工作中，设计人员应大力落实优化技术策略，更加关注工程结构设计细节，同时合理估算工程施工中多个结构的造价估算环节，从而有效控制和降低工程施工成本，为企业创造更高的经济效益。

4 结语

随着人们生活水平的不断提升，人们对房屋质量和功能也有了更高的需求。建筑结构设计优化在房屋结构中的应用能充分保证房屋建筑的功能和安全，同时也利于提高建筑企业的经济效益，降低建设成本。在房屋结构设计中，优化方案的选择应结合实际情况，选用最符合房屋使用者需求的优化设计方案，在满足消费者需求的同时促进建筑行业的稳定发展。

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