關于房屋建筑結構設計的優化分析

靳鐵順

摘要：由于社會的快速發展，人們對居住環境也提出了更多要求，導致建筑行業面臨了更大的挑戰。特別是近幾年我國不斷開發和創新了各種新型技術，逐漸轉變了人們對建筑物的需求，認為其不僅具備使用價值，還能達到較好的審美效果。因此，設計房屋建筑結構具有非常重要的作用。房屋建筑在施工的前期進行概念設計，不僅能為企業節約大量的成本，還能設計美觀的房屋建筑。為此，本文詳細分析了建筑結構的含義，以及有效的優化措施。

關鍵詞：房屋建筑;建筑結構;概念設計優化

1 建筑結構設計的含義及其優化的重要性

1.1 建筑結構設計的內涵

完成前期設計房屋結構的相關工作對完成整個房屋建筑的施工工作具有非常重要的作用。其需要建筑設計師根據自己所學的設計理論知識以及多年累積的經驗設計出符合客戶要求的方案，并且能考慮其他多個方面的影響因素，以此確保按組織有序設計建筑的施工方案，設計出滿足客戶需求的美觀與實用的建筑。對房屋建筑結構進行設計要達到的主要目標就是最大程度滿足用戶對居住環境的多樣化需求，使用先進的建筑技術設計美觀的建筑造型。通常情況下，建筑設計包括概念和結構兩種，兩者緊密相連，相互影響。

1.2 建筑結構設計優化的重要性

現階段，我國建筑行業在發展的過程中始終堅持可持續發展觀念，以此為發展房屋建筑行業奠定了堅實基礎。為此，需要建筑行業要具備發展的眼光設計房屋建筑結構，完成施工之后能按照多種需求更改設計，以此節約建設成本。通過這種方式可以最大程度提升房屋建筑結構的使用效率和經濟效益。因此，優化設計房屋建筑結構非常重要。此外，我國的房屋建筑規模擴大了很多，這就需要房屋建筑工程的相關人員重點思考如何在設計建筑結構的過程中，有效控制和管理工程造價，并且要考慮到房屋建筑后期投入使用之后要滿足的需求，在此基礎上優化整個房屋建筑結構設計。

2 建筑結構設計優化的具體步驟

2.1 結構全局優化改良

首先，選擇設計變量。想要優化改良整個建筑結構設計，需要相關人員選擇合適的設計變量。比如，目標控制參數需要相關人員控制設計結構中的造價，預先控制會造成的損失，并且約束控制參數，也就是結構可靠度;對于某些只需要更改部分，或者基本不影響設計要求或結構要求的設計方案來說，設定可達到的參數為預定參數，可以大范圍地減少設計、計算和編寫程序的工作量。

其次，確定目標函數。選擇一組可以達到事先預定條件的參數，確保最大程度節約成本，其中可以包括橫截面的幾何尺寸、鋼筋橫截面積及可能會失效 概率。

最后，明確限制條件。房屋建筑結構在設計優化改良的過程中，其可靠性會受大小、應力、變形程度、結構強度、縫隙寬度、部件條件、結構體系、從常規使用情況到最終極限使用情況下的彈性、從安全標準到確定等各個方面限制條件所影響。房屋建筑的設計人員必須要采取措施優化改良結構設計，要確保所有的限制條件都符合規定，從而達到最佳設計目標。

2.2 設置優化改良設計計算方法

優化改良房屋建筑結構時保障其安全的關系比較復雜，主要是因為其涉及了很多變量和限制條件，這些都屬于非線性優化方面的問題。房屋建筑設計人員可以使用拉格朗日乘子法、 復合算法以及 Powell 法等優化改良計算方法進行計算，以此可以將限制改為無限制條件進行處理。

2.3 程序設計

在編寫程序的過程中依據經過改良優化之后安全可靠的設計模型和計算方法，可以最大程度發揮其所有功能，高效完成計算工作。

2.4 結果分析

相關人員可以使用最佳設計方法分析建設結果。因為建筑工程項目需要投入大量的資金，并且存在很多繁雜的問題，因此，需要建筑企業的工作人員多方面思考實際施工中存在的所有問題。要明確經濟效益和技術成本之間的關系，不能僅為了節約投資成本而忽略優化設計，要確保能遵循想要要求設計合格的建筑結構，使其能擁有預定功能，還應該注重節約成本，保障建筑工程的經濟適應性。

3 建筑結構設計的優化策略

3.1 建筑結構前期設計優化

在設計建筑結構的前期開始階段，工作人員應該先到施工現場考察當地的周圍環境和建筑風格，之后設計符合當地建筑風格類型的房屋造型，在整理房屋建筑設計方案與規劃時，優化結構設計方法可以避免忽視設計中的小細節，防止使用房屋過程中可能會出現的風險和安全隱患，這樣不僅有助于優化整個房屋設計，還能統一房屋建筑結構的統一設計形式，確保建筑企業能達到安全、經濟、效率和效益等效果與收獲。

3.2 建筑結構設計環節優化

優化房屋結構的設計方法可以最大程度凸顯房屋內部房間結構設計的優勢。當設計人們賴以生存的居住環境時，需要合理安排房屋的布局，設計兩個都處于陽面的臥室，一個有陽臺，另一個沒有，這樣可以有效滿足房間內部對光照的需求，在大門的右側設計廚房，在廚房邊上設計衛浴室，這樣設計兩室一廳一衛的房屋可以有效地滿足人們對居住環境的需求，讓人們在一個舒適的環境下生活。優化建筑結構設計的方法還能選擇適合的房屋建筑材料，由于房屋在建設的初期沒有具體的事物和真實的數據，很容易導致在設計房屋內部環境的過程中沒有合適的施工材料，由此導致整個房屋不夠穩定，達不到建筑工程的標準，后期因為各種因素的影響，會導致房屋整體結構承受較大的風險。雖然建筑結構的設計優化方法更多是對于建筑本身，但同樣也可用于房屋結構設計，可以研究和試驗房屋材料，并且經過反復的優化合理設計房屋內部，避免房屋出現嚴重的安全隱患。

3.3 基礎結構設計環節優化

對房屋建筑結構進行設計優化的目的是為了穩定整個房屋，最大程度發揮其功能作用，因此，在設計房屋的基礎結構時，相關人員必須要嚴格設計所有環節的工作，最大程度使用建筑結構設計優化方法再規劃建筑地基和樁基，全面控制房屋設計，選擇適合的地及樁基類型與使用形式，延長房屋的使用壽命，掌握樁基的長度和直徑，優化整個樁基的結構設計方案，掌握樁基結構、施工技巧和資金投入之間的平衡點，使用設計優化方法設計整個房屋結構，提高房屋強度以及其各個結構的穩定性。

4 結語

總而言之，想要全面提升建筑的品質，需要相關人員做好結構的設計優化工作，以此滿足住戶對生活環境的高標準和高要求。為了更準確和順利地完成房屋結構設計工作，設計人員一定要使用正確的設計優化方法，從而確保安全開展房屋建筑工程的施工工作，保障其穩定性，確保能在正式使用之后能充分發揮其功能，具有實用性。

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