房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

文/鄭寶磊 山東建大建筑規劃設計研究院 山東濟南 250012

1、建筑結構設計優化的重要性

1.1 房屋結構設計建筑結構設計優化的意義

房屋結構設計中關于建筑結構設計優化的首要意義在于節約土地資源，實現土地資源利用的最大化，我國土地資源緊缺，城市化進程的加快，導致城市中的用地面積供不應求，在進行城市內建筑物設計時就需要對建筑物進行合理的設計，實現建筑物對于土地資源的充分合理利用，保證建筑物的質量和實用性。其次，建筑物結構設計優化的意義在于大部分的建筑物由于僅僅考慮對質量的嚴格把握，忽視了預算成本，導致實際建筑成本增加，加大建筑成本，不利于企業實現利潤的最大化，因此，要進行對建筑結構的設計優化，降低建造成本。最后是基于對建筑物美觀性的考慮，往往一個地區的環境要實現美觀和新穎，就需要保持建筑物的美觀性和創新性，因此要對建筑物的結構進行優化設計，實現其美觀性。目前房屋建筑物對于人們的生活息息相關，要保證建筑物的質量過關，就必須實現建筑物結構的優化，保證建筑物的良好質量和美觀性，實現房屋建筑水平的創新和與時俱進，根據時代的審美需求進行建筑結構優化，實現房屋建筑的設計初衷和設計意義。

1.2 設計優化原則

建筑結構優化設計是一項對技術含量要求較高的專業性活動，因此設計人員只有充分結合建筑物的各項指標以及對生態環境的影響，才能選擇更為恰當的設計方案，滿足優化目標。建筑結構的設計優化包括對房屋頂部、圍護結構以及屋內細節結構的優化，設計人員需要根據房屋布局情況、受力以及價格等方面進行設計，探索能夠平衡買賣雙方利益的優化方案。房屋結構優化設計首先要求房屋建筑的平面建造質量與房屋剛性結構基本一致，建筑的平面結構盡量對稱，確保在水平荷載下建筑物的穩定性，其次遵循漸進原則，在豎直方向對房屋承重結構進行設計，避免轉換層結構的使用，同時在優化方案中加入對環境的保護措施，在保證房屋使用功能和安全性的基礎之上，盡可能地突出美感。

2、房屋建筑結構設計優化步驟

2.1 建立結構優化模型

建筑結構設計優化的本質在于從變量中提取重要參數，建筑工程往往涉及多個數值，這些數值通常是設計人員定稿的參考值，因此對于建筑結構模型設計首先是選擇變量，一個變化因素較小的數值參考指標對于設計具有重要意義，能夠有效降低建筑設計優化和相關計算工作的難度，有利于設計師更快地找到設計目標的數據組，從而選擇最佳設計方案。出于對房屋結構耐久性的考慮，設計師應當結合房屋的尺寸、結構、剛性和變形與裂隙限度等多個方面分析，確保各個條件都能滿足相關要求。其次，在設計時，將房屋橫截面以及鋼筋的尺寸提前設定，設計人員需要找出符合事先設定值的函數組，做好目標函數的確定及約束條件，才能最大程度地滿足設計要求，降低有關費用。

2.2 優化計算方法

房屋建筑結構設計優化涉及多項復雜的變量，計算方法也很多，在演算過程中需要根據需求盡量選擇簡便的運算方法，才能提高設計師的工作效率，避免不必要的精力耗費。此外，功能與用途齊全且運轉高效的設計程序結構設計優化上能夠發揮重要作用，因此設計師應當加強對程序選擇的重視度。在各種數據計算之后，設計師需要認真分析統計結論，找到設計方案間的共通點與差異，綜合衡量后確定最佳方案。房屋建筑投資成本較高，涉及的利益成員也較多，因此設計師在進行優化設計時還需要結合工程效益以及技術含量等條件多角度思考，避免出現顧此失彼的情況。

3、房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

3.1 整體、局部優化

由于房屋建筑工程項目具有明顯的層次性以及復雜性特征，所以在對房屋建筑結構設計運用優化技術時，需要將其層次性特征納入分析的范疇中，注重對整體、局部的合理優化。而房屋建筑工程的層次性主要體現在設計、結構、安裝三個體系，而這三個體系又包含了更多的下屬體系。因此，相關設計人員應該對這些因素進行綜合性的分析及優化，突破布局的橫向關聯和疊加工程，分別從整體和局部兩個方面對房屋建筑結構進行設計優化，避免對建筑的使用材料、選擇零部件以及選擇結構類型等方面產生更為復雜的影響，確保設計優化技術的積極作用能夠得到充分的發揮。

3.2 協調優化設計

在進行房屋建筑結構設計時，施工設計人員應該注重提升房屋建筑結構的合理性以及適用性，確保房屋結構設計能夠與房屋結構整體平面具有較高的融合性，促使兩者之間處于一個緊密的配合狀態。設計人員在對房屋建筑結構中的柱和墻進行設計時，確保柱面和墻面的協調性，避免出現柱與墻的錯位問題，促使兩者之間具有較強的一致性，同時，還應該注重房間開間進深的統一性，避免樓層的截面與高度出現明顯的差異。此外，還需要注重對樓梯方面的設計優化。由于高強度建材較為輕便，致使其作用力會集中在轉角區域。因此，房屋建筑結構設計人員在對樓梯進行設計時，在采用高強度建材的同時，還應該避免鋼芯、重心交疊出現扭曲的問題，以確保鋼芯、重心的交疊。

3.3 節能結構的優化設計

隨著低碳經濟的發展和繁榮，對環境保護和節約能源的呼聲越來越高，綠色建筑理念的興起要求我們在進行房屋建筑結構優化的過程中充分考慮有關節能結構的優化設計，這不僅滿足了人們對于建筑物功能化的需求，也降低了建造成本和使用成本，有利于低碳節能和保護環境。在節能結構優化的過程中，要注意房屋建筑物的建設材料使用，選用新型的低碳環保節能材料，保證室內環境的優化，減少房屋內有害物質的產生，還要注意對于房屋內附屬設施的選用，選用一些節能減排的附屬設施和家具家電等，這樣不僅對于生活質量有所提升，還可降低生活的使用成本，減少污染物的排放。

結語：

房屋建筑不斷地優化設計是勢在必行的，房屋建筑結構設計的優化有利于保障建筑的安全利用，可以很好的保障人們的生命、財產的安全。因此，相關企業與工作人員必須在房屋建筑結構設計當中樹立主人翁的意識，要切實的提高自身責任的危機感，不斷的適應市場經濟發展的需求，要充分解決房屋建筑結構設計當中的問題，為人們的生活提供有力的保障。總而言之，房屋結構設計者們應該要不斷的進行工程的實踐。