建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用

【摘要】随着我国经济发展水平的不断提高，建筑项目在不断增多，建筑行业得到了快速发展，建筑结构设计方法也要随着时代发展而不断创新，使建筑结构设计成为一种集专业和艺术的设计形式，在保证了建筑物质量的同时，使建筑物兼具美观和安全，这样才能使建筑物的价值真正体现。本文主要对建筑结构优化设计方法和在实际结构设计中的应用进行了分析，表现了提高建筑结构的优化设计的重要性。

【关键词】设计优化 建筑结构 房屋结构

时代的发展和变革在建筑物上有深刻体现，建筑物的设计风格和样式能够反映地区经济发展状况，还能反映一个国家和民族特征，更能集中体现建筑行业的发展水平，可见，建筑结构设计影响范围非常广，要想使建筑行业稳定持续发展，建筑设计单位在市场竞争中获得优势，就要优化建筑结构设计。很多建筑物不仅要求质量，对外在的美观程度和安全性也有较高的要求，因此，做好设计规划，制定适合的建筑方案非常有必要。

一、建筑结构设计优化在房屋设计中的应用方法

一个成功的建筑物必须兼顾美观和安全，建筑设计是实现这些要素的重要手段。而建筑结构的设计是建筑设计的重点，建筑结构优化包括房屋的内部基础结构优化、房屋定层部位优化、房屋外围优化等，这些部位的优化需要考虑房屋结构的实际状况，设计更要符合整体效益，只有在满足了建筑基本的需求功能以后，才能进行平面布局和规划，建筑物的质量和建筑强度存在的差距减少，并且要能对承载的方向进行权衡，其具体方法体现在：

(一)设计模型

建筑结构优化设计的模型构建能够首先计算出建筑结构的各项参数，并且能提炼出相关变量的参数，由此建立起设计模型，这种模型是建立在函数基础上的。规划的方案是通过一些计算得出的。模型建立的首要步骤是确立设计的变量，这些变量可以作为建筑整体结构的设计变量，其存在会直接影响到参数，能够减少建筑设计时产生的多余工作量。另一方面，预定好的参数可以有效应用到建筑横面或者是切面的尺寸测量中，从而减少了费用的支出。其次就要做好设计准备工作，最为重要的是设计约束条件。建筑约束条件包含了房屋的设计尺寸、设计规划、建筑结构的整体强度、建筑预应力相关参数变化、变形情况等。在对建筑进行规划时，要能够遵循一定的设计规则和方案要求，这样是为了保证各项条件都能实现最优化设计。

(二)计算方案的优化

建筑结构的设计优化方案是一种基于房屋结构的建筑设计方案。这种建筑结构优化设计方案中的变量非常多，并且计算的数据较为复杂。一般情况下，在对设计方案进行设计和规划时会综合考虑一些限制条件，将负责的惯性问题转化为定性关系。在对房屋结构进行设计时一般常使用的方法是乘积法。

二、建筑结构优化设计在房屋结构中的实际应用方法

(一)前期设计阶段

房屋结构的前期设计，主要是对房屋结构的经济效益、房屋结构的整体布局以及材料的应用进行综合设计的过程。房屋结构优化设计在前期的设计环节是非常重要的，能够影响到房屋的整体经济效益，对建筑结构设计的资金使用产生一定影响。在前期房屋结构设计方面，并没有应用建筑结构的优化设计方法，也不会对建筑结构的科学性和规范性进行考虑，由此，这些问题会对房屋结构设计造成不好的影响。因此，在房屋结构的前期设计中，一定要将建筑结构的优化设计方法加入其中，房屋结构形式一定要具有科学性和可行性特征，并且能够对设计方案综合考虑，使建筑结构优化设计真正发挥自身作用。

(二)抗震理念的设计

在房屋结构中，设计时要综合考虑很多实际问题，不能只对质量和环保方面的理念进行考虑，要使设计具有一定的安全性特征。很多的建筑结构在面对强烈地震时都不具备抵抗能力，因此，为了使建筑物的使用寿命提高，确保住户的生命财产安全就要做好抗震理念设计。可以将抗震的强度作为建筑设计的一个方案，因为地震的产生具有不确定性，由此会产生实际计算结果与先前的预定设计存在偏差，因此，选择适宜的优化设计方案突出抗震理念是非常重要的。可以将先前的数据作为辅助的考察数据，在面对具体的设计时，要将建筑结构的优化设计加入到抗震性能的理念中，从而实现设计的最优目的。还有一方面，要能够满足建筑结构细节处的设计目标。对建筑结构的拐角处或者是板材容易断裂的部位优先设计，并对建筑结构的钢筋、混凝土等全面考虑，在投入了建筑成本以后，优先考虑建筑结构的可塑性和抗拉性。如果先前的建筑规划中的材料有较强的受力功能，那么，为了实现建筑结构内部优化，可以采用冷轧带或者是强度大的钢筋作为优化的材料。这样可以有效确保建筑安全性，并能实现最优的经济效益。

(三)房屋的基础优化设计方法

房屋地基的稳固是建筑结构发挥一切功能的前提，为了实现优化设计就要考虑到建筑结构地基规划方法。很多房屋出现坍塌或者稳固性低都是因为房屋基础优化设计不足造成的，地基的设计一般都是以实现建筑的稳定性为最终目标，是房屋建筑结构设计最重要的内容。伴随着建筑行业的飞速发展，地基的设计出现了很多形式和方法，这就造成了建筑地基在形态上和质量上存在一定的差别。因此，在对建筑结构设计时要结合实际情况，并做好建筑地基的勘测工作，必须在建筑结构设计时按照一定的建筑原则，可以以地桩作为设计的基础，结合地基的实际受力状况，对不同的地桩采取不同的考察方法，由此选择出不同的设计方案。

(四)多选择节能效果好的结构类型

随着人们环保理念的增强，节能型的房屋建筑结构类型成为未来房屋结构设计的重点和发展趋势。为了最大限度的降低工程造价的成本，实现房屋结构的整体优化目标，就要在房屋结构设计时考虑房屋结构设计方法。在对节能效果较好的设计类型进行选择时，要考虑到房屋结构的实际情况。一般，常规形式的设计要考虑到以下三种情况，分别是剪力墙结构、框架式结构以及剪力墙和框架结构相结合的形式。剪力墙结构的设计类型具有一定的抗震性，并且应用的建筑材料较多，但是框架式的房屋结构类型其建筑截面非常大，会对家具的整体布局产生一定影响。最后一种两者相结合的房屋结构类型具有非常好的抗震性，并且抗测力也非常好。这几种方法各自有各自的特点，要从房屋结构的实际出发选择最优的设计方法这样才能既节省资金，又能达到最优效果。

三、结语

建筑结构的优化设计方法可以有效的应用到房屋结构的设计中，并且为了实现建筑结构的最优化，使质量和安全都能够保证，就要综合考虑房屋建筑结构的方法，将建筑结构的设计优化方法应用到房屋结构设计中可以在一定程度上降低工程造价成本、提高建筑结构的经济性。在对房屋结构设计时，建筑材料的选择、概念设计以及地基设计都要综合考虑建筑的实际审美效果和实用性功能，既要使房屋建筑成本降低，也要实现房屋结构的节能效果和经济效益，实现科学发展观和可持续发展的理念。

参考文献：

[1]黎明博.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].建筑工程技术与设计，2014(33).

[2]高赛楠，郑新闯.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].城市建设理论研究(电子版)，2014(18).

[3]王建设.浅析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].大科技，2014(25).

[4]赵鑫.浅析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].建材发展导向(上)，2014(6).

[5]刘小华.探究建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].房地产导刊，2014(34).

[6]罗德刚.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J].建筑工程技术与设计，2014(10).