建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究

王斌

摘 要：伴隨著我國經濟水平的逐步提高，人們的生活質量也在不斷的提升，人們對居住環境和房屋結構設計風格都有了更高的要求。并且，現代建筑業的快速發展，使得建筑結構設計更加的多樣化，不同設計結構悄然走入人們的視野中，建筑行業的設計主體也開始逐漸的重視建筑結構設計優化方法的使用，以此來逐漸滿足人們日益需求的多樣化和城市化的步伐。建筑結構的優化設計對于設計師和建筑業本身來講，既是機遇也是挑戰。當今的建筑市場的競爭日益的激烈，只有通過結構的優化設計，不斷跟上社會發展的步伐，滿足人們的需求，才能在競爭中獲得優勢地位。本文將從建筑行業目前房屋結構設計中存在的常見問題入手，并闡述建筑結構設計優化方法的重要性，進而著重分析建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的具體應用。

關鍵詞：建筑結構；設計；優化；應用

1 前言

建筑市場在迎來各種發展機遇的同時，也面臨著異常激烈的競爭。建筑企業面臨著前所未有的壓力，業主對新建筑提出了實用性、美觀性、安全性等要求，為了能在建筑市場站穩腳跟，企業就需要認真研究業主提出的要求，從施工和設計上進行滿足。在房屋建筑領域，結構上的設計、研究、投入和要求都是最重要的，也是投入占比較高的部分。持續抓好房屋建筑的結構設計并進行優化可以最大限度的提高安全系數，進一步樹立企業品質形象，還可以減少因為設計規劃不合理而投入的項目資金，能減少企業的成本，提高企業的經濟效益。因此，無論是從激烈的市場環境、業主的要求還是企業的經濟效益上來說，對建筑結構設計進行優化都是非常有必要的。

2 房屋結構設計優化技術的理論含義

房屋建筑結構設計的優化，主要體現在房屋建筑結構工程的整體優化和房屋建筑結構工程分部結構的優化上。房屋建筑結構設計的整體優化，主要是對房屋建筑結構的細部構造、屋蓋系統、圍護結構等進行相應設計方案上的設計優化，設計時盡可能考慮到相應結構的選型、布置、受力、造價等方面問題，在工程實際中結合房屋結構的經濟適用性和建筑美感，對房屋建筑結構設計進行相應優化。在房屋建筑結構的整體設計中，設計者要盡量減少房屋剛度中心與質量中心的相關性差異，同時房屋建筑的整體平面要保持規則性和對稱性，而且在滿足房屋建筑基本功能的前提下，在房屋建筑垂直方向的設計上，要盡量讓相同方向的相應承重構件上下相通，充分考慮剛度要求，使剛度逐漸變化而避免突變以避免嚴重影響房屋建筑結構抵抗水平方向上的對建筑物本身的動力載荷作用，同時要盡可能減少結構轉換層以降低結構設計難度。

3 目前房屋結構設計中存在的常見問題

3.1 房屋結構設計不利于低碳環保

目前很多建筑商在設計建筑的房間朝向、樓間距或者自然采光等方面都缺乏優化合理的設計方法。如果自然采光條件差，在我國北方城市，冬季就會增加一些散熱的電氣設備的使用。綠色低碳建筑本身的特點以及性能決定其自身涉及的綠色低碳的建筑理念，使得它的整個建筑系統都盡量采用科學合理的設計方案，將自然界的力量和能源應用到建筑的設計中，例如優化的設計結構應該是：在房屋室內設計的時候，會結合實際利用當地自然風的走向、自然采光的布局、以及新型能源等，在整個建筑物的系統中，都會體現出綠色、環保、低碳的設計理念。在施工材料的選擇上，盡可能的選擇符合國家建筑行業標準的建筑材料，甲醛的含量降低在不會或盡可能不對人體造成傷害的范圍，在周圍小區的環境、綠化的設計、自然通風等，都能夠對使用者帶來環保、低碳的健康體驗。

3.2 設計結構千篇一律，不具備針對性

目前很多開發商認為已有的經驗非常豐富，盲目的自信就導致沒有對實際的地質環境進行勘探，就進行施工，這樣的設計結構必然是不夠完美的。建筑的設計應該根據當地的自然氣候條件和人們喜好進行設計。南方和北方的氣候條件差異較大，要根據實際的需求進行合理的施工。與此同時，要根據建筑物周圍的地形、周圍的建筑物等合理地考慮采光度來進行施工。

4 結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用

4.1 在整體和局部上的優化

對于建筑項目設計而言，通常都包含兩類特點，即復雜性與層次性特征。其中，復雜性特征包括：在零部件選取、建筑原料選取與結構類型選取等幾個方面；層次性特征主要在建筑設計體系、建筑結構體系與安裝設計體系這幾個方面有著充分的體現。在這之中，每個獨立的前提下都包含較多的、具有差異性特征的下屬體系，將橫向關聯沖破，來達到工程疊加的目標。房屋建筑需要實施局部優化操作，在此期間必須注重整體全面優化工作實施，只有這樣，才能夠確保實現房屋結構設計優化等方面的目標。

4.2 分階段優化和壽命優化

在實際施工過程中，每一個項目工程均在限定的建設期限中，每一項技術環節都有很多相關的操作計劃及方案，在各階段施工過程中均能進行實際的改造和開發。建筑企業中，每一位施工技術人員都需秉持認真負責的態度，對建筑設計中的各環節進行嚴格篩選和匹配，要求其技術類型滿足相關的標準和實際規劃。對整體工程的壽命進行優化，可保證建筑的施工質量和安全性，從而提升企業經濟收益和社會效益。

4.3 在樁基礎方面實施優化

樁基礎設計優化是建筑結構設計優化中的重點環節，大致可分為預制柱及灌注粧兩種類型。但灌注粧在進行實際的施工過程中，技術人員難以對其進行實際的技術掌控，且操作時間過長，具有反復的周期性，因此一旦沉降符合既定標準，

技術施工人員應利用預制樁，并采取相關的手段進行施工和管理。一般情況下，樁基在深入和完善的過程中，當地皮與基樁之間的摩擦力增加時，技術人員可選擇長度不同的基樁以配合施工的順利實施。

4.4 對結構與建筑保持協調優化

在建筑結構設計期間，必須要盡最大努力來確保建筑整體平面與整體結構可以緊密配合，從而確保能夠達到結構合理與造型美觀的目標。在建筑結構設計中，需盡量確保建筑系統能夠保持簡潔特征，不能發生墻和柱錯位等問題，同時還需要保證每一層的截面與高度保持相同的狀態。在對建筑內部電梯與樓梯設計期間，需選擇具有高強特征的建材作為相應的承重構件，以達到降低自重的目標。對于建筑的整體布局，其重心、質量和剛心須盡量確保能夠交疊，以此來有效的避免出現扭轉問題。

4.5 上部結構的優化設計

例如剪力墻建筑的設計中，建筑設計人員在進行實際建立模型計算時，需對建筑上部結構進行模型的構建和優化，采取科學合理的剪力墻結構，提升建筑的抗震和抗風的能力。如條件允許，結構設計人員可通過最大程度地應用大開間剪力墻結構，增加整個墻體的肢長，這樣不僅能夠減少墻肢的使用數量，也能在保證建筑整體風格和質量的前提下，節約成本，減少支出。但若建筑所處環境條件和地質情況不樂觀，而且建筑對抗震性能的要求又較高時，結構設計人員則需換一種設計理念，不采用大開間的剪力墻構造，采取其他結構構造。

5 結語

綜上所述，對于房屋建筑結構設計工作的有效開展而言，相應結構設計優化可以說是比較重要的一個方面，其能夠有效提升房屋建筑結構的實效性，促使其能夠在后續施工建設中得到有序落實，并且也能夠在長期應用中發揮出較強功能，值得進行高度關注。

參考文獻：

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