探析建筑結構設計優化設計新方法

周元君

廣州寶賢華瀚建筑工程設計有限公司

探析建筑結構設計優化設計新方法

周元君

廣州寶賢華瀚建筑工程設計有限公司

房屋建筑結構設計在房屋建筑物質量與使用性能方面發揮著重要作用，是建筑工程中的關鍵施工階段。在實際的建筑房屋結構設計過程中，由于沒有注重設計的科學性，就造成了諸多方面的質量問題。通過對建筑結構設計優化設新方法的探析，對實際就有著指導作用。

建筑結構；優化設計；設計方法探究

前言

建筑房屋的結構設計的合理性是保障建筑整體質量的基礎，在這一環節就要能充分重視。通過對建筑結構設計優化設新方法探析，為我國今后的房屋建筑結構創新性設計提供合理性參考。

1　建筑結構優化設計的具體步驟

1.1房屋結構設計的目標函數選擇

設計人員在對房屋建筑結構進行優化設計的過程中，首先應當確定建筑結構的目標函數，采取相應方法對房屋建筑所能達到的安全標準以及面積參數進行確定，再根據房屋建筑的工程材料情況，準確計算房屋建筑結構優化設計的工程造價。設計人員需要對計算出的幾種工程造價方式進行判斷，盡量選擇工程造價最低的方案，以此實現控制房屋建筑結構工程總造價的目的。

1.2房屋結構設計的變量選擇

設計人員在進行目標函數的正確選擇后，還應該進行房屋建筑結構的變量選擇。變量選擇具體是指設計人員對可能會影響房屋建筑結構設計的因素進行分析與研究，選擇其中影響程度最大的一個變量因素進行計算與控制，以此達到變量選擇的實際效用。在房屋建筑結構的設計中，正確選擇變量因素，直接影響到房屋建筑結構設計的相關內容。

1.3房屋結構設計的約束條件選擇

通過在建筑結構可靠度的優化與創新，對房屋建筑結構當中定量與約束條件內容進行準確判定，把約束條件都限定于房屋建筑結構的工程標準以內，以此實現最優化的房屋建筑結構設計。例如，設計人員在對應力、尺寸大小以及結構強度等因素的約束條件進行判定的過程中，應根據房屋建筑結構的實際情況進行選擇，以此提高結構設計工作的規范性與科學性，為之后的工程施工建設奠定良好的基礎。

2　建筑結構設計優化與創新的具體措施

2.1采用拓撲優化的措施

通過對我國房屋建筑結構設計中存在的問題進行探究，我國現階段的建筑結構設計急需進行相應的優化與創新，設計人員在實踐工作中應采用拓撲優化的措施，利用建筑結構的剛度條件與理想化分布情況，有效提升房屋建筑結構的整體質量。設計人員在對房屋建筑進行優化設計時，應準確尋找到建筑結構的理想化分布方式，通過對建筑結構的剛度與其他屬性進行分析，采用拓撲優化的設計優化措施，有效減小房屋建筑結構的重量，使房屋建筑結構設計的性能顯著提升。設計人員在實踐工作中應充分認識到拓撲優化方法優勢，利用拓撲優化方法使建筑結構的設計轉變為概念性的結構設計方法，有效提高房屋建筑結構設計的邏輯性，使設計人員在探究建筑結構最優化分布形式的過程中能夠更好地挖掘建筑結構的經濟效益，為住戶帶來更加舒適的感官體驗。

2.2采用外形優化的措施

現階段我國的建筑結構設計急需進行相應的優化與創新，設計人員在實踐工作中應采用外形優化的措施，在固有截面優化方法的基礎上，對建筑物結構框架與內部形狀等情況進行相應的調整與完善，進一步提高建筑結構設計的質量。

房屋建筑結構設計人員在實踐工作中，首先應了解與掌握房屋建筑的整體情況，根據我國現階段的建筑結構設計標準，對初始設計方案進行適當的修改。采用外形優化的設計方式，應該以房屋建筑的設計標準來劃分建筑結構的外形特征，在設計過程中主要采用桿系結構以及連續性結構。其中，桿系結構的外形設計，應注重選取建筑結構的節點坐標，將節點坐標作為設計變量，以此滿足外形優化設計的相關要求。

2.3采用截面優化的措施

房屋結構的細節是體現房屋建筑整體可靠性與安全性的重要內容，設計人員在處理房屋建筑截面的過程中，應具體考慮到截面結構的可靠性與安全性，對截面部位進行科學運算，以此提高截面結構的美觀性與穩定性。在建筑設計的截面優化過程中，設計人員應嚴格按照計算數據進行操作，提高運算的準確性，以此確保建筑物截面的穩固性，提高建筑的使用壽命。

3　建筑結構設計優化方法的應用探究

第一，注重結構優化的層次性。將建筑結構設計方法在房屋結構設計中的應用體現在多個方面，對整體的結構優化方面就要能注重結構設計的層次性以及復雜性。對房屋建筑設計的體系以及結構體系和安裝設計體系的相關內容得以重視，設計人員要能對下屬體系的優化得以充分重視，將工程疊加的目標得以有效實現。

第二，加強對結構設計中的剪力墻結構布局。對房屋結構的上部結構的優化設計中，就要能充分重視剪力墻的科學化布局，對剪力墻的質量均勻度要得以充分保障，還要能注重樓層結構中心和樓層平面剛度中心的有效結合。這樣就能夠對風力和地震等外部因素對其產生的影響。在房屋的類型上如果允許，就可通過對大開間剪力墻構造加以應用，以及對墻肢長實施增加措施，這對剪力墻的剛度就能得到有效保障。

第三，結構設計中注重設計的協調性。房屋結構設計過程中，對建筑結構設計優化方法的應用，就要能在協調性方面得以充分體現。將建筑結構和整體平面間的配合緊密度要得到有效強化，在對房屋結構設計中的墻以及柱的布置過程中，就要能和房建平面功能實際需求得到有效保障，在房建的開間以及進深等方面要得以充分保障，在整體的房屋結構的系統要體現出簡潔化，在每層的截面以及高度都要能得以充分保障。

第四，對結構設計的系統化要充分重視。對圍護以及屋蓋系統等結構進行的優化設計。這就要能夠對多方面的內容進行考慮，在房屋結構的選型以及布局和造價等各個層面都要加強理論的分析。在對房屋結構設計的功能上滿足基礎上，通過豎直方向布置來讓豎直方向相應承重構件能得以貫通，在結構的設計上盡量保持對稱性等。

結語

總而言之，在房屋建筑結構設計的優化過程中，要采用行之有效的優化方法，全面發揮房屋建筑的使用性能，并合理控制資金的投入程度。通過對房屋建筑結構的優化設計新方法，可以切實提升建筑企業的經濟效益與社會效益，從而促進我國建筑事業的可持續發展。

［1］許宗雨.探析房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用［J］.江西建材，2014.

［2］李大鵬.房屋結構設計中的建筑結構設計優化［J］.消費導刊，2016（1）.