建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用

韓娜娜 李強

摘要：現代人們對建筑的要求越來越高，不僅追求建筑物的美觀性，還要兼顧建筑物的實用性。因此，本文結合建筑結構設計優化方法的含義，就其在房屋結構設計的中應用展開了探討，并闡述了將建筑結構設計優化方法應用于房屋結構設計中應注意的相關事項，希望可以拓展建筑結構優化方法的使用范圍奠定一定的基礎。

關鍵詞：建筑結構；設計優化；應用

1、建筑結構設計優化方法含義

建筑結構優化是指在滿足建筑房屋施工便利的前提下，充分利用審美學與藝術學的理論優勢，將房屋的功能完美的體現出來，并實現節約建設成本的目的。建筑結構優化設計方法能夠打破常規約束條件的束縛，力求以最合理的結構優化方案來提高整個房屋設計的效果。它的出現，使工程結構設計由以往被動的安全校核轉化為積極主動的選優設計，為實現設計的最終目標--安全和經濟提供了有效途徑。在房屋結構設計中應用建筑結構設計優化方法需要首先進行正確的計算，對房屋設計的相關參數和指標進行確定，提高房屋結構設計的科學性和合理性；然后選擇質量高、價格低的材料，花最少的錢辦最多的事，進而實現節約資本的目的。

2、建筑結構設計優化方法需遵循的原則

2.1舒適性原則

建筑房屋本來就是人們的生活和居住的重要場所，其最終的目的就是滿足用戶的各種需要。因此在房屋結構設計中應用建筑結構優化方法，應遵循舒適性的原則。將用戶的需求放在房屋設計的第一位，廣泛的收集和總結各種用戶對房屋設計的不同的功能需求，盡可能提高房屋建筑的服務功能。比如采用大開間的剪力墻結構設置，以方便用戶日后對房屋進行分隔和改造。

2.2經濟性原則

房屋結構設計要根據建設場地和用戶的需求，確定房屋的層數、房屋設計的外觀形狀以及內部結構構造，并在滿足安全性和舒適性的前提下，采用最佳的結構體系設計方案，嚴格規范房屋設計的相關標準，最大程度的降低材料損失，提高資源的利用率，以實現節約成本的目的。

2.3綠色環保性原則

現代社會追求經濟建設與環境保護的和諧統一，在工程建設中引入了綠色建筑理念，并以綠色環保性原則作為各個行業生產發展的重要約束和規范條件。因此，在房屋結構設計中應用建筑結構設計優化方法，應始終遵循綠色環保的原則，選擇環保型設計和建設材料，將保護環境納入房屋結構設計方案中，提高設計人員的環保意識，突出環保設計的重點，最終實現房屋結構設計的綠色環保目標，以促進房屋結構設計的可持續發展。

3、優化設計技術在房屋建筑結構設計上的應用

3.1整體、局部優化

對一個房屋建筑項目而言，具備層次性、復雜性特點，其中，層次性一般包括設計、結構及安裝體系，每個體系都包含多個下屬體系，只有將各個下屬體系進行合理的優化，沖破各個布局的橫向關聯，疊加工程；對于建筑材料、零部件的選取、購買及結構類型的選取等具有一定的復雜性，因此，只有從整體和局部分別優化，才能切實實現真正意義上的優化。

3.2重視前期規劃

設計人員要參與到前期規劃中去，對工程的實際情況進行全面的了解，有針對性的對建筑結構進行規劃和選擇，制定一個行之有效的設計方案，為后續施工提供參考和依據。設計人員要重視前期的規劃，結合工程實際，并依據自身經驗，進行優化設計。采用的結構布局不同，產生的效果就不同，在房屋建筑結構設計時，要將細部結構優化同概念設計進行有機的融合，貫穿于整個設計過程，對缺乏相應數值的細部進行有效的處理，采用概念設計法，將數值作為一種參考，對結構設計細節進行有效把握，提高設計的效果。分階段優化，該工程在限定的使用期限內，對每個環節都設定了多個方案，所以，在設計時，對每個階段的方案都進行了優化，確保了工程質量，有利于增加經濟效益。

3.3對樁基礎及上部結構進行優化

樁基礎：對于房屋建筑而言，樁基礎有兩種類型，其中，灌注樁在施工中的質量不好控制，操作比較復雜，若沉降符合相應標準，則進行預制樁施工。為了避免土壤對樁身的摩擦，應選取長度較大的預制樁。上部結構：對該工程上部結構建立了模型，并進行相應的優化，將剪力墻進行合理的布置，確保質量均勻，將樓層剛度中心點重合于同樓層的結構重心，減少外部荷載作用對建筑結構扭轉影響。剪力墻中的暗柱施工應采用鋼筋建材，這時可采用大開間的剪力墻構造，減少鋼筋的使用數量。

3.4協調優化設計

為了實現造型美觀、結構合理的目標，在設計時，結構要和整體平面緊密配合。布設柱和墻的過程中，應遵循房建平面功能，盡量保持一致，每個房間的開間和進深要保持統一，墻和柱不允許出現錯位現象，每層的截面和高度要保持一致，不允許出現較大誤差；設計樓梯時，應力應集中在轉角區域，承重構件必須是高強度建材，選擇材質較輕的建筑構件，降低自重，整體設計要保證剛心、重心等交疊，防止扭轉出現。電梯房存在很多孔洞，需進行預埋的構件較多，因此，要對電梯房的強度進行單獨的計算，確保設計合理和施工安全。該建筑的給排水專用空間要涉及大量機械設備，荷載強度較大，因此，可以將水泵設置在地下室區域。由于給排水空間的管道多，粗細情況不盡相同，在設計時，預留孔徑深度及尺寸均要符合標準要求，加固樓板的穿孔位置。盡量避免管道貫穿梁柱，若有貫穿的現象，就要進行加固處理，并及時維護，使管道布設同管道體系相協調。

總之，只有進行合理的結構設計優化才能夠保證房屋建筑更加穩定、質量更高。優化結構設計還能夠進一步的降低成本，通過優化結構選型、運用計算機優化技術、進行功能優化等提升結構，確保建筑功能性，提升整體效益。

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