房屋建筑结构优化设计研究

郑欣

摘要：科学技术水平的快速提升促进了我国城市的现代化发展，很多城市内部的基础建设在不断完善，提高了人们对住宅环境与舒适度的要求。所以，应在房屋建筑工程的建设过程中，不断对房屋建筑结构进行优化设计，提高房屋建筑的质量，促进我国房屋建筑行业的发展。论文主要阐述了房屋建筑结构优化的具体原则和作用，提出了房屋建筑结构的優化策略，以供参考。

关键词：房屋建筑; 结构设计; 优化; 质量;

在我国经济快速发展的背景下，城市化建设进程也不断加快，使人们提高了对房屋建筑结构设计质量的要求，为了满足人们对房屋建筑结构设计的基本需求，不仅要确保房屋建筑使用的舒适度，还要凸显房屋结构性能的特点，以此提高人们的生活质量，满足人们对房屋建筑的需求，带动整个房屋建筑行业的发展。

1 房屋建筑结构优化的原则

在对房屋建筑结构进行优化设计时，必须对房屋建筑的原有结构进行全面的了解与认识。通常情况下，必须在确保建筑安全性和功能性的基础上，对房屋建筑结构进行优化设计，制定更具有经济性和科学性的房屋结构优化方案。同时，必须对房屋建筑整体结构进行深入研究，选择最优设计方案，采取更加高质量的优化措施，实现房屋建筑结构设计的优化目标。

1.1 安全性设计原则

严格遵循安全设计原则进行房屋建筑结构优化设计，不仅仅可以有效降低房建工程施工需要花费的资金成本，还能够使房建工程的安全性得到有效提高，杜绝安全隐患，为人们的生命财产安全提供更为强有力的保障。

假如在进行优化设计的时候，设计师只关注施工成本而忽视安全性要求的话，会有极大可能导致安全隐患的埋藏，甚至直接引发严重的安全事故，威胁到人们的生命安全。所以，设计师在进行房建结构优化设计的时候，必须严格遵守安全性原则。

1.2 功能性设计原则

通过科学合理的优化设计可以将房屋建筑结构的各项功能都更大程度的展现出来，为人们提供功能更为全面的工作生活空间。同时，随着时代的快速发展，人们对房屋建筑的功能性要求也出现了极大程度的提高，只有严格按照功能性设计原则展开工作才可以有效提升用户的满意度。

1.3 经济性设计原则

通过对实际情况进行分析可以看出，房建工程结构非常复杂。并且随着建筑规模的提升，所投入的资金量也越来越大，各种材料的使用量也随之出现了显著提高。要想更好的节约施工成本，设计人员必须严格按照经济性原则展开设计工作，选择性价比更为优秀的材料，这样才可以在保证工程质量不出现问题的同时，帮助施工企业获得更多的经济效益。

2 房屋建筑结构优化设计的重要作用

对房屋建筑结构的优化，不仅可以提高房屋建筑的质量，还可以改善人们的生活质量。具体而言，主要具有以下4个方面的作用：（1）通过对房屋建筑结构进行优化设计，可以进一步提高房屋建筑使用的安全性;（2）在合理完成房屋建筑结构设计同时，可以全面提高建筑工程的施工效率，实现节约资源的目的，有效地降低施工成本;（3）在房屋建筑结构的优化设计中，可以实现绿色节能设计，使建筑的建设和使用满足环境保护的要求，与国家所提出的可持续发展策略相呼应，以此推动我国建筑行业朝向更加环保、绿色、节能以及低消耗的方向发展;（4）在房屋建筑结构进行优化设计后，可以对居民的安全做出保障，因为房屋结构的优化设计更加重视房屋建筑的安全性，而且也会重点考虑居民的实际需求，进而使设计方案更加完美，有效缩短施工周期，节省人力、财力以及物力的投入，提高企业的经济效益。

3房屋建筑结构设计的优化

3.1 优化房屋整体结构体系

对于现代房屋建筑，其不仅功能性较强，而且造型也非常复杂。所以，优化房屋建筑整体结构体系时，要在满足房屋建筑的功能性要求、规范要求以及造型要求的基础上，通过设计合理的结构布局，有效降低工程造价。同时，房屋整体结构体系也会直接影响工程造价，因此，应加强对这方面工作的重视程度，结合房屋建筑的功能，合理对房屋结构体系进行优化，以此提高房屋结构优化设计的整体效果。

3.2 优化房屋结构设计模型

对房屋建筑结构进行优化设计时，应先建立房屋结构模型，而后围绕该模型，完成后续工作。对于一些结构比较复杂的房屋建筑，模型优化非常重要，因为通过模型优化能够有效地将一些复杂的造型进行简化，并利用结构分析软件对结构进行工况分析，避免在方案实施时发现问题。

3.3 变量的合理选择与目标函数的确定

通常情况下，选择设计变量时，会选择对设计产生影响比较大的参数，将影响较小的参数作为预定参数，以减少计算编程的工作量。另外，确定目标函数时，应利用函数寻找能够满足既定条件的最优解，同时要确定约束条件。优化设计房屋结构可靠度的约束条件主要包括裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束以及结构强度约束等，在实际设计过程中，必须确保各种约束条件都能够满足行业规范。

3.4 优化桩基础设计

桩基础是整个建筑的根本。桩基础的作用是承载整个建筑，并将自身承受的荷载传递到周围的土层中。通常情况下，房屋建筑结构的桩基础有预制桩和灌注桩2种形式。对桩基础的优化设计，主要指的是在确保施工质量不受到影响的前提条件下，科学、合理地降低工程成本。

对桩基础进行优化设计时，应综合考虑房屋建筑上部结构的荷载与地质条件，选择最为合适的桩基础类型。确定桩基础的类型后，应通过优化设计提高桩基的承载力，比如，提高桩周围土体的承载能力以及扩大桩柱的尺寸等。布置桩基时，应合理利用桩基材料的固有强度，确保桩基础可以均匀受力。

3.5 优化地下室结构

进行地下室结构优化设计时，应从2个方面进行：（1）应在满足房屋建筑使用要求的基础上，合理降低地下室的层高，不仅可以有效降低房屋建筑施工中钢筋、混凝土等材料的使用量，还可以减少施工过程中土方的挖掘量，进而减少维护、维修等费用的支出;（2）因为地下室结构受到的地下水的浮力以及土压力较大，需要使用大量的钢筋，所以，设计工作人员在进行优化设计时，需要对结构构件的实际受力状态进行全面、细致的分析。在确保其能够满足规范计算的基础上，实现分段配筋，一般情况下，受力比较大的位置需要进行局部加强。

3.6 优化室内建筑结构

房屋建筑结构设计优化时，必须保证房屋建筑本身以及室内结构的合理性和美观性。在这个过程中，务必确保剪力墙、结构柱与建筑平面可以保持一致性，在确保结构安全的基础上，尽可能地减小剪力墙与结构柱的截面尺寸。布置结构梁时，应尽量与建筑墙体保持同一宽度，如果结构梁宽于建筑墙，应将结构向次要的空间内偏移，如卫生间、厨房等。

4 结语

总而言之，在经济社会快速发展的今天，人们的生活质量在不断提高，同时也对房屋建筑提出了更高的要求。在这种背景下，要想切实完成优化工作，得出更加符合人们审美需求的设计，建筑设计师必须要跟上时代发展的脚步，综合考虑业主的实际需要按照优化设计原则展开工作，并要求施工企业严格按照方案进行工程施工，这样才可以将设计方案的作用与价值充分发挥出来，从而为后续工程施工的顺利展开打下更坚实的基础，进而为人们提供更为优秀的工作生活环境。在房屋建筑结构设计优化的过程中，为了满足人们对房屋建筑的要求，提高房屋建筑质量，应综合性的考虑多方面内容，体现房屋结构优化设计的效果，以此实现美观化、安全化房屋结构设计的目的。

参考文献

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