建筑結構優化設計分析

褚乃雷

摘 ?要：在我國建筑工程的基礎施工過程中，建筑結構屬于非常重。好的設計水平會直接影響到整體施工的效果。燕子在房屋建筑結構的設計過程中，需要通過優化的設計方案，保證建筑結構的穩定性以及安全性，加強對設計方案的。有話珠簾實現我國建筑行業的穩定發展。

關鍵詞：建筑結構;優化設計;研究分析

引言

在城鄉一體化建設不斷推進的背景下，城市房屋建筑市場逐漸飽和，導致社會對房屋建筑需求量發生明顯改變，使得建筑行業競爭局勢更加激烈，為了確保建筑企業在競爭中不斷生存和發展，革新和優化施工技術成為企業有利競爭的手段之一，不僅促進了建筑項目整體結構的改進，而且提高了建筑生產效益，降低了成本[1]。基于此，本文結合自身工作實踐經歷，以房屋建筑結構設計優化為研究對象，分析常見的優化技術方法，為建筑行業施工技術的發展提供參考。

1建筑結構優化設計的意義

1.1提高整體建筑的安全穩定性

建筑工程設計的基本目標之一是保證建筑的安全與穩定，因此在進行結構設計時必須將安全性放在首位，通過優化設計不僅可提高建筑結構的安全性，還能提高整體建設質量，將合理的材料用在合適的位置，提現建筑的效能，延長建筑整體的使用壽命。可通過優化設計及時發現原來設計方案中存在的缺陷并進行改正，此外還要通過合理的受力計算與分析及時發現受力不合理的地方并加以處理[1]。

1.2改善房屋建筑的功能

為提升整體建筑結構的質量，使房屋建筑協調統一，且更具有實用性和外觀的美觀性，必須做好設計階段的方案設計。通過設計優化及時改進方案中的不足之處并加以完善，可有效改善房屋建筑的功能，使打造出來的建筑更符合宜居的特點。如住宅中通過合理地布置剪力墻與梁，可以方便住戶后期改造，實現設計和使用很好的結合。

1.3提高建筑的經濟性

通過建筑結構優化設計，一方面可以提升整體建筑的性能，另一方面還能降低工程造價。因此在設計階段進行合理的優化設計，可為建筑企業獲得更多的經濟效益，提升建筑的經濟性。譬如可以通過含鋼量和混凝土含量指標的測算，來控制建筑結構造價。

2建筑結構優化設計的方法

2.1整體優化與局部優化

房屋建筑結構設計是一個復雜的過程，具有明顯的復雜性和層次性，尤其是現代化高層建筑物以及復雜建筑物，建筑結構具有更加獨特的層次性。總體上，建筑結構的層次性主要包括設計體系和結構體系兩部分，前者主要體現在采用什么樣的建筑風格、建筑方式等方面，后者主要體現在不同風格系統下的建筑結構方面。因此，對于建筑物層次性方面的優化主要指的是設計過程中對建筑整體結構下屬系統進行優化，使得最終建筑結構更加合理。房屋建筑物是復雜的，是由不同的結構系統組成的復雜體，包括承重系統、水電系統等多方面，因此在房屋建筑設計過程中無論哪一方面出現設計不合理，就會導致整個建筑結構不合理，進而影響建筑的整體安全性能和美觀[2]。對于不同系統的設計進行局部優化，不僅減少了大量的工作量，提高建筑物的安全性能，還能使得局部設計更加美觀、更加貼合整體設計。因此，在房屋建筑結構設計過程中，一般采用整體優化和局部優化相結合的方式進行。

2.2建筑主體結構的優化

房屋建筑結構設計中，對主體部分進行設計的時候，應對建筑物的質量進行重點考慮，優化設計應建立在保障房屋建筑質量與安全性的基礎之上。基于此，房屋建筑結構設計中，首先要考慮的問題便是確保建筑物的安全性，并在后期優化設計中，致力于實現主體結構承載性能的加強。對于建筑物來說，主體部分穩定性的增強，是提高建筑物安全性的有效手段，其可以賦予建筑物在一定范圍內抵抗惡劣環境的能力，使建筑物在地震、大風等環境下具有安全性，避免一旦遭受惡劣外部條件建筑物便發生傾覆。對建筑主體結構進行優化的時候，重點是對剪力墻進行優化設計，確保剪力墻的整體穩定性，重點是要使剪力墻質量均勻，并讓建筑物的結構重心、剛性中心重合，從而提高建筑物的整體穩定性。設計師可以采取減少剪力墻數量、增加剪力墻程度的方式，來對剪力墻結構進行優化，使剪力墻的穩定性更高。房屋建筑結構設計中，往往會在剪力墻內部設置大量鋼結構，從而使剪力墻可以承受更多重量，提高剪力墻的穩定性。但出于節能的考慮，需要對這部分進行優化設計，在保證剪力墻穩定性的前提下，盡可能地少使用鋼結構建材。

2.3建筑結構模型的優化

房屋建筑結構設計中，對結構設計優化進行應用的時候，應優化建筑結構模型。在對建筑結構模型進行優化的時候，可以從確定約束條件、計算函數、選擇變量三個方面開展。創建、使用建筑結構模型的過程中，應對不同變量的選擇進行高度重視。對不同變量進行設置、選擇的時候，必須充分考慮房屋建筑物的實際情況，并結合當地情況，全面分析可能會給房屋建筑結構設計產生影響的所有因素，并用預定參數來對這些因素進行表示，在房屋建筑結構設計中表現出來。一些因素可能會給房屋建筑結構設計的整體效果產生非常大的影響，因此，不管是多元因素，還是單一因素，設計師均要給予足夠的重視。除此之外，房屋建筑結構設計優化過程中，將各種元素反映到函數中，能夠有效減少工作人員的勞動量，有利于提高其工作效率[3]。

2.4地基基礎優化方案

基礎持力層，首選天然地基。基礎選型，按獨立基礎、條基、筏板、樁基的順序進行，地下車庫優選獨立基礎+防水板的形式;樁基選型應進行復合地基、預制樁、管樁、灌注樁等樁基形式進行經濟性比較，根據地質情況以及規范要求選用最經濟的樁型;在施工許可情況下，復合地基最經濟，采用樁基時，盡量采用樁基承臺+防水板形式基礎形式。筏板厚度、獨立基礎高度按沖切控制，可以局部加厚，以減小基礎的構造配筋，節約含鋼量，節約混凝土用量，降低工程成本。

2.5房屋建筑結構與給排水系統的協調性優化

給排水系統與居民的生活息息相關，包括廚房用水、浴室用水等系統，若給排水系統設計與建筑結構不協調，不僅影響房屋內部美觀，而且對人們的生活產生較大的影響。因此，加強房屋建筑結構與給排水系統協調性優化直觀重要。建筑物的給排水系統需要較大的機械設備，但由于機械設備的載荷強度較大，因此一般將給排水系統中的機械設備設計在地下室內。此外，給排水機械設備差異較大，主要表現在設施管道粗細不一，因此應對結構中設計的孔徑位置、尺寸大小、預埋深度等進行優化，增強穿孔位置的穩定性等。

2.6優化抗震設計，提高結構設計的合理性

在建筑結構抗震設計時，首先要做好概念設計，其次應該選擇合適的抗震體系，使該體系能形成多道防線，剛度與強度能夠均勻合理地分布;此外，要求建筑結構簡單規則，可在合適的位置通過設置防震縫來提高建筑整體的抗震能力;最后通過合理的構件設計滿足控制的變形要求。

結語

結合上述內容可以看出，在我國建筑工程施工的過程中結構設計對于整個工程的施工具有重要的影響。為了保證結構設計的合理性，就需要不斷地完善、優化設計方案，將各種先進的技術結合應用到設計方案中，從而實現建筑工程結構的穩定性。保證結構空間利用效率以及對材料的合理配置，為我國建筑行業的穩定發展提供有力的基礎支持。

參考文獻

[1] 周建華.房屋建筑結構設計中的優化技術分析[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2019（11）：187-188.

[2] 陳哲.結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的應用[J].居業，2020（2）：36-37.

[3] 王永勝.結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用[J].建筑技術開發，2020，47（3）：41-42.