建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用

任黽黽 方曉英

摘要：建筑結構設計是一項綜合性較強的工作內容，隨著建筑類型多元化的變化趨勢，在建筑結構設計時，也需要進行調整與改變，這對設計者的專業能力與創新能力有著較高的要求，設計時，需要結合建筑特征、建設環境以及業主需求為基點，進行科學的設計。

關鍵詞：房屋結構設計;建筑結構設計優化方法;應用策略

1 建筑結構設計優化方法的必要性

目前，結構優化設計在建筑結構設計中得以廣泛應用，為體現結構優化設計的價值，應準確把握建筑結構優化設計的重點與步驟。設計人員需結合實際創建結構優化模型，根據結構優化模型組織調整工程設計，切實改善結構設計水平。同時，還應高度重視結果分析，以結果分析的成果保障工程質量，增大工程的經濟效益和社會效益。

2 房屋結構設計現狀

2.1 結構選型科學性欠缺

房屋建筑的功能性固然重要，但也絕不能忽視其安全性。提升房屋建筑的安全水平，需要有關人員從建筑結構設計工作中著手，提升結構設計的合理性。建筑工程的安全水平受到多個方面因素的影響，例如建筑結構選型科學與否、使用材料是否符合規范標準要求、建筑結構的承載性是否符合標準，等等。然而現階段我國建筑行業存在明顯的基礎選型不合理的問題，房屋建筑承載性不能符合標準要求，房屋建筑施工基礎差，后期建筑物發生不均勻沉降等等。這一系列問題隨之而來，最終引發嚴重的房屋建筑安全事故。

2.2 設計圖紙內容不完善

資料圖紙的信息不清晰主要體現在這些方面，首先，圖紙資料的細節上存在問題，有關的信息說明不夠準確和具體，具有含糊其辭的特點，這將會給施工工作產生不利影響。[1]比方說，測量部門不是統一的，數值的計算大大超過實際結果。其次，圖紙信息和實際的結構情況不一樣，因為設計人員自身的問題，圖紙中的信息在設計的時候沒有將重要信息表達出來，或者是表達的信息不清晰和準確。我們知道不精準的圖紙信息將會影響施工工作的順利開展，還會加劇建設的經費，從而出現一些安全問題，并產生不可預計的后果。

3 建筑結構設計優化方法應用要素

3.1 保證建材質量

建材質量決定著建筑結構的整體穩固性，在建筑結構優化設計工作當中，建材質量的保證是前提要素，需要選擇優質材料，保證房屋建筑的各項性能。材料質量會影響抗震結構設計的實際質量，通過保障建筑材料質量的方式來提升抗震設計的水平。設計人員需要思考不同建筑材料對抗震性能造成的影響，通過全面考量方式制訂科學的抗震設計方案，確保通過建筑材料合理運用提高結構強度的水平。重點分析不同類型建筑材料對建筑結構造成的影響，在分析建筑材料強度和剛度基礎上進行建筑材料的合理選擇，避免因為材料采購不科學導致的抗震設計效果較差的問題。這樣利于通過合理選擇建筑材料提升結構設計的強度，在明確抗震性能基礎上科學選擇施工材料，以此保障抗震設計能達到合理傳導和分散地震力的設計目標。[2]

3.2 保證設計圖紙的完善性

圖紙的設計對于高層建筑工作來說有著重要意義，質量較好的圖紙能夠幫助建筑企業順利開展施工工作，也可以在一定時間內完成相應工作，對施工工作的質量有所保障。要做好圖紙的規范設計工作需要兩方合力，一方面，設計人員要走標準路徑來設計圖紙，比方說，對測量單位進行統一和規定，還要使用標準的標識方法。另一方面，一些施工部門務必做好圖紙設計標準和審核機制的優化工作，及時檢查圖紙和內容、追擊責任人，及時修改和完善，保證圖紙是清晰和準確的。

3.3 滿足綠色發展要求

在房屋結構設計工作當中，在結構設計優化的基礎上，還需要滿足綠色發展要求，設計者要遵從節能指標，在區域功能規劃過程中，需要強調綠色新能源的使用能力。[3]這樣可以有效避免建筑運營過程中的能源浪費，控制能源使用成本。同時，節能原則也要求設計師根據綠色建筑所處的環境，將環境元素融入到綠色建筑的設計工作中，實現節能設計的最優化，從而有效地將建筑與周圍環境聯系起來，避免環境污染問題的發生。

4建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用策略

4.1 建筑結構模型優化設計

在建筑結構設計優化工作當中，模型優化設計是其中的關鍵設計環節，需要對變量、計算函數及約束條件進行合理選擇。在優化階段可使設計師在設計工作開展中更加順利。與此同時，在開展模型優化設計時，要對不同變量的選擇方法也應加以重視。在不同變量的選擇、設置中，不僅要考慮房屋建筑本身，還需與當地實際情況結合，合理分析可能影響建筑結構設計的因素，并用預定參數表示此類因素，在結構優化設計中進行表現。不管此類因素屬于多元因素還是單一因素，設計人員均應重視，尤其是部分因素在建筑結構設計中發揮著決定性作用，一旦選擇不合理，對設計結果會造成嚴重影響。[4]

4.2 排水系統的優化設計

在房屋建筑給排水系統施工時需要用到許多設備，也需要大型機械的參與，在施工時應確保設備有足夠的能力承擔高強荷載，所以應當把水泵放置在地下室。排水系統設備的荷載能力強、荷載強度大，房屋結構與功能越復雜，需要建造的排水系統就越復雜。給排水系統管道具有粗細程度不一致、長度多樣等特點，要求設計師應在宏觀的角度進行設計，精確計算每個位置所需鋪設管道的尺寸和長度。除此之外，為確保結構的穩定性，應盡可能防止管線從梁柱之間穿過的現象發生，若管道必須穿過承重墻，應結合實際情況開展對承重墻的加固計算，保證墻體的穩定性。

4.3 基礎工程設計應用

建筑房屋結構設計階段，地基是十分重要的承載結構，完善的地基結構優化設計一方面可全方位保障結構的安全性與可靠性，另一方面也可降低工程造價。建筑物基礎在工程建設中扮演著重要角色，地基和基礎是房屋建筑的底盤，只有底盤扎得穩，方可維護整體建筑的安全性與穩定性。房屋基礎工程的造價對建筑工程總造價影響顯著，加強基礎工程優化設計，可改善建筑工程的整體效果，防止不必要損耗的產生，節約工程造價。

4.4 剪刀墻結構優化設計

良好的剪刀墻結構，能夠大大提升建筑結構的穩定性，減少事故問題產生的可能，提升建筑結構應對自然災害的能力，為人們創造更加安全的居住環境和生活環境。科學設計剪刀墻結構，需要設計人員做好剪刀墻重量的均勻分布，要確保建筑平面的剛度和房屋建筑各層的結構重點能夠保持一致。設計人員需要關注剪刀墻的承重，關注剪刀墻水平方向的相關問題，綜合考慮剪刀墻的角度平衡的問題。[5]在進行施工建設的過程中，設計人員還要結合項目建設的實際情況，綜合分析剪刀墻的承受能力，科學計算相關數據，明確工程項目的實際需要，盡可能的提升剪刀墻結構的強度、剛度和穩定性。

結束語

總體而言，為了能夠保證建筑工程質量，滿足建筑基礎性能要求，就需要重視建筑結構設計工作，加強建筑結構設計水平，讓建筑結構更加合理。良好的建筑結構不僅可以提升建筑的整體建設質量，而且還能夠延長建筑的使用期限，對建筑工程有著至關重要的影響。

參考文獻：

[1]何子興.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].中國建筑金屬結構，2021（08）：78-79.

[2]高志峰.房屋建筑結構設計優化方法應用研究[J].工程技術研究，2021，6（14）：217-218.

[3]占麗金.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].中華建設，2021（07）：104-105.

[4]申曉寶.房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].工程建設與設計，2020（19）：29-30+33.

[5]高超.建筑結構設計優化方法在建筑結構設計中的應用研究[J].居舍，2020（24）：118-119.

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