建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用分析

董賀頌

陜西省土地工程建設集團有限責任公司 陜西 西安 710038

引言

近年來，中國的建設項目規模正在逐步擴大，對建筑性能的需求也在增加。房屋結構的優化設計在后續項目的順利進行中起著非常重要的作用。因此，為了不斷改進項目的設計計劃并最大化發揮其作用和價值，必須將其與項目的實際情況相結合。建筑施工質量對于科學合理地進行工程布置至關重要，而且對于工程建設成本以及工程建設質量也有著十分重要的關系。

1 建筑結構優化設計的特點及其必要性

（1）建筑結構優化設計的特點。從某種意義上講，建筑結構優化設計系統是復雜的。在設計階段，各部門之間的協調非常重要。在建筑結構設計與建筑內部結構之間建立一個相對和諧的關系，對降低技術施工成本具有重要作用。同時，必須考慮建筑結構的實用性、美觀性和經濟性。提高建筑結構的科學性具有重要的現實意義，在施工過程中注意建筑的外觀也很重要。許多建筑設計師更注重建筑設計的創新性和審美性，認為建筑結構將承受更大的荷載。如果不按照建筑結構的力學特性和基本結構的技術原理進行設計，將會對建筑結構的穩定性產生非常不利的影響。

（2）建筑結構設計優化的必要性。規劃建筑結構優化的需求主要體現在以下方面：首先要從提高建筑結構安全性的客觀要求出發，對建筑結構設計采用科學合理的優化方法，并提前發現建筑結構設計中的缺陷。為了防止由于結構承載力不足，并且難以滿足抗震加固的要求的情況發生，避免工程不能按時交工。其次，根據對建筑物功能性的實際要求，隨著建筑項目的建設水平逐漸提高，對建筑物結構質量的要求也越來越高。不僅滿足基本的安全要求，而且還需要考慮建筑結構的美觀性和實用性，仔細設計功能分區，并確保室內空間規劃和設計的科學合理性[1]。

2 房屋結構設計中，建筑結構設計優化方法的應用

（1）對結構優化模型進行建立。隨著科學技術的不斷發展，其應用范圍逐漸擴大。在信息基礎的支持下，可以應用模型構造和分析的方法來保證建筑結構優化的有效性，并準確地判斷優化效果。在建立結構優化模型時，應注意以下幾個方面：一是科學合理地選擇設計變量，主要根據工程設計要求，結合目標控制參數確定設計變量和變化范圍?？茖W選擇設計計算范圍和變量，不僅可以滿足總體設計和區域設計的要求，同時也減少了計算步驟，提高了結構設計和優化的效率。其次，確定了目標函數?；谀Ｐ驮O計的建筑結構優化方法主要是利用各種目標函數對方案進行優化。同樣重要的是找到一個不僅滿足設計要求，而且選擇目標功能來實現設計目標的群體，降低指標參數的成本直接影響設計優化的最終效果。

（2）優化排水管道系統。這對于建筑物結構設計中的排水系統設計也非常重要。特別是在設計穿墻的管道時，必須事先做碰撞實驗，制定科學合理的施工計劃，并固定好埋孔以確保足夠的位置和尺寸。如果在優化設計過程中，管道系統需要穿過結構墻，則必須對結構墻采取各種加固措施。模型計算可用于確定墻是否在負載能力的影響下損壞管道，從而破壞建筑物和管道并有效改善系統之間的協調性。在設計階段，應避免纏繞管道，以便于施工。在這一階段，BIM軟件通常被用來模擬建筑物的結構。在結構優化設計過程中，可以應用適當的軟件功能，促進管道碰撞檢測的有效完成。從這個角度看，對于提高建筑結構的合理性和施工工藝質量具有重要的現實意義。

（3）對建筑主體結構進行改善。在規劃建筑物主體結構的優化時，對剪力墻與剪力墻暗柱進行設置是十分重要的內容之一。在優化建筑技術的結構設計時，工程師需要結合工程要求和實際條件來設置抗震墻，相關設計者需要采取許多步驟來提高抗震墻的完整性并提高抗震墻的質量，并且在促進建筑結構的穩定性方面起著非常重要的作用。另外，隱藏柱的作用在房屋建筑的抗震墻中非常重要，不僅影響地震墻的穩定性，而且影響建筑結構的抗壓強度和安全性。嘗試優化建筑物整個生命周期的影響，他們對每個建筑項目都有自己的壽命，經過一段時間的使用，建筑項目進入了各個階段。因此，設計人員需要正確理解建筑物的壽命和每個階段的主要特征，并將其作為科學合理地優化設計方案的前提[2]。

3 建筑結構優化方法應用期間需要注意的問題

（1）對方法的適用性進行高度關注。在住宅結構工程中，建筑結構起著非常重要的作用。為了保證優化方法的適用性，應選擇科學完善的結構優化方法，以提高優化方法的應用合理性，為工程結構的穩定性打下良好的基礎。因此，設計人員在選擇優化設計方法時，應從工程基礎設施的角度考慮本工程的地形、地形條件、專業水平和社會經濟條件，從而不斷提高建筑結構優化方法的適應性和科學性。

（2）對設計中的利益協調工作進行做好。在建筑結構優化設計過程中，參與項目建設的各部門能夠及時有效地解決結構優化問題，從而達到良好的結構優化效果，為各方搭建一個協調溝通的平臺。應采取科學、適當的措施進行分析和討論，為設計建筑的結構創造了環境。同時，在結構優化設計中確定業主人員也非常重要。在結構規劃過程中，設計人員需要采取適當的措施與施工人員和監理人員進行溝通和協調。邀請有關領域專家參加，充分發揮指導作用。在征求各方專業意見后，開展建筑結構設計優化，提高結構優化設計質量[3]。

4 結束語

總而言之，優化房屋結構的建設對提高土木工程質量和降低建設成本具有十分重要的現實意義。在本文中，分析了結構設計優化方法的應用及其在建筑結構設計中的注意事項，這提高了建筑結構優化設計的質量，有效地提高了建筑結構設計的合理性。