房屋建筑結構設計中優化技術應用探究

趙利兵

摘要：房屋的建筑結構對建筑的整體質量產生重要的影響，科技在不斷的發展，各種新型的技術與新型的材料逐漸出現在大眾的視野，對建筑結構的設計與建設產生了重要的影響，改變了人們的傳統的生活方式。為了實現企業經濟的經濟效益的增長，減少建筑結構建設時的資源的浪費，需要對建筑的結構設計進行不同程度的優化，滿足企業的發展需求，同時保護了環境，減少了資源的浪費。

關鍵詞：房屋建筑結構;設計優化

引言

隨著科學技術的不斷發展，對工程建設的要求也在逐漸的增大，為了增加房屋建筑結構的穩定性，提升建筑結構的質量，減少企業經濟成本的消耗，需要不斷的對建筑結構進行改革，實現建筑結構設計的有效的優化，使其更加的符合新時代的發展需求。對建筑結構的優化設計極大的提升了人們的生活質量，使建筑的結構設計更加的合理，增加了建筑機構的安全性，提升了整體的工程質量。

一、房屋結構優化的含義

建筑結構設計中的優化是以質量符合工程標準為基礎的，在進行實際的優化工程時，可以才從多個角度進行分析，確保工程進行的合理性，保證工程的安全性。工作人員要具備空間意識，把房屋結構設計的優化進行整體的拆分，從屋頂結構到主體結構進行充分的解讀，并且做好房屋基礎結構的設計，使房屋的整體結構得到全面的分析。建筑結構的優化需要從安全的角度出發，進行工程的全局規劃，改變建筑的使用性能，提升建筑的安全性。建筑結構的優化能夠極大的保證工程的經濟效益，減少了企業建設成本的投入，在此過程中，要注意避免建筑結構產生安全隱患，以免不能實現建筑結構的有效的優化。在建筑結構的優化設計中，需要工作人員具備專業的素養，對建筑工程的整體結構具有十分全面的了解。在工程全盤掌控的基礎上，工作人員才能對具體的步驟以及工程結構的設計環節進行有針對性的合理優化，最終產生符合預期的優化設計方案，實現優化工作的高效進行。在設計優化過程中，工作人員要做好每一個施工環節的有效分析，充分的考慮房屋建筑結構的方方面面，考慮好建筑結構的受力情況，做好不同結構的選型，進行科學的設計布置，實現建筑結構優化的最最佳效果。

二、房屋建筑結構設計中的關鍵問題

（一）水平承載力

房屋建筑結構質量檢驗合格的標準就是承載力能夠達到要求，房屋的承載力決定了房屋建筑結構的質量，是房屋安全性能的基礎保障。房屋建筑結構的水平承載力就是房屋結構的堅固性，幫助房屋建筑更好的適應極端的天氣，避免地震等自然災害對建筑物的破壞，有效的對抗環境的侵蝕性，水平承載力并不是建筑物本身的重量，對建筑的軸力有著重要的影響。建筑物中的承載力有幾種，在高層建筑建設時承載力的控制難度較大，通常情況下建筑物的豎直承載力在合理在范圍內幾乎沒有變化。建筑結構建設中最大的變量就是水平承載力，水平承載力不是一成不變的，容易受到多種因素的影響，對建筑結構最終的質量安全產生重要的影響。在極端天氣下，例如地震等情況都可能會使水平承載力產生一定的變化，因此，在建筑結構建設中需要注意控制好水平承載力，以免影響建筑的安全新能，出現一些意外的安全事故，造成生命財產的損失。

（二）房屋建筑結構產生變形

房屋建筑結構的變形是建筑結構設計中需要充分考慮的因素之一，通常情況下，建筑結構的豎直承載力不會發生明顯的變化，但是外界的環境因素會對建筑結構的本身產生一些影響。在進行高層房屋建設的結構設計時，需要考慮主體承受外力的情況，一般情況下，結構軸的變化可能是由于建筑的柱體結構受到的其它外力過大，超過了自身承受的極限，使建筑結構本身產生一些變形。如果建筑結構的豎向承載力發生了變化，產生的后果會更加的嚴重，與之相關的結構都有可能產生一定程度的變化，使建筑結構產生變形。建筑結構的設計人員要對各種因素進行全面的衡量，避免建筑結構的變形，對建筑結構的優化設計要更加的靈活，對各項承載力的數值進行詳細的計算，合理的改變各種構件的長短數值，保證建筑結構的穩定性。在結構設計中，一旦建筑結構的承載力發生了變化，打破了原有建筑結構的穩定性，建筑橫梁之間的支撐力就會變小，使建筑結構產生負面的效果，支撐位置的支撐力也會下降，負彎矩值上升，影響建筑結構的整體質量。

三、房屋結構優化設計的應用

（一）建立合理的優化模型

在建筑結構設計的模型優化時，大致可以從三個方向進行設計，第一點要保證設計變量的科學性與合理性。在總體的結構工程開始前，需要對各種結構的參數進行計算，房屋結構的設計變量就是會對房屋結構的質量產生影響的各種數據。工作人員要把控約束控制參數，做好科學的預算，對目標控制參數的準確性進行合理的計算。工作人員的優化設計應該從以下方面著手，合理的替換影響較小的參數，避免對整體的建筑結構的穩定性產生重大的影響。對預定參數的提前設計能夠有效的減少工作人員的工作量，使后續的優化設計工作更加的高效，對優化設計工作的進行產生了正面的積極影響。

第二點要明確目標函數，做好各種材料數據的收集與整理，對構件幾何尺寸進行確認，同時計算好鋼筋材質的截面積數據。與此同時，為了有效的優化成本的投入，需要工作人員在設計開始前做好失效概率的計算，為后續的工作做好全面的準備。

第三點要明確相對的約束條件，保證建筑結構的安全性，使最終的建筑結構的穩定性能能夠達到標準，增加建筑結構的可靠性，為結構優化工作的進行做好充分的準備。工作人員在進行主要工作開始前，需要對約束條件項目進行明確，使約束條件更加的符合結構設計的需求。與此同時，工作人員還需要進行條件的對比工作，設定好假定約束條件與實際約束條件，把兩者進行合理的對比，產生的對比結果進行有效的分析，驗證設定的優化條件是否能夠滿足相關的需求，保證設計優化中約束條件的科學性。

（二）房屋建筑結構整體與局部的優化

房屋建筑結構的設計優化可以從兩個大方面進行著手，首先就是整體的方案優化，整體的機構優化表現在建筑結構體系的合理性。工作人員需要充分考慮房屋結構的抗震性能，做好抗風性能的處理處理，實現結構體系的合理規劃，增加房屋建筑工程的受力的效果，有效的控制房屋建設施工的成本，提升建筑企業的經濟收益。在結構設計中，進行各種建筑平面的對比，在抗震方面，平面豎向均規則的平面比不規則平面的性能要優質。與此同時，工作人員要合理的設計建筑物的形狀，通常情況下正八邊形平面建筑的風載荷相比于正方形的小，設計師可以根據實際的美觀要求與建筑要求進行科學的設計。

其次要對建筑物的使用材料進行科學的選取，使房屋建筑的整體質量得到提升，實現房屋設計各個層級之間的優化。房屋建筑的結構優化要充分的考慮實際的情況，在進行建筑隔墻的設計時，在某些條件下，可以選用玻璃幕墻或者輕型建筑墻板，這兩種材料的重量比較輕，減少了基底的壓力，降低了房屋沉降的概率。房屋結構設計優化的過程是一個不斷的創新的過程，結構的優化設計為建筑物的結構設計打開了新的思路，設計人員在設計時，要充分的考慮實際的情況，做好建筑結構各個部分的優化衡量，增加結構優化設計的完整性，有效的提升房屋建筑結構優化的整體效果，有效的提升房屋的性能，增加企業的經濟效益。

結語

隨著建筑行業的不斷發展，房屋建筑結構的優化能夠有效的提升企業的競爭力，提高企業的經濟效益。房屋結構優化前要做好各項數據的收集，做好參數變量的設定，為了后續工程的進行打好基礎。房屋結構設計優化可以實現從整體到局部的逐層優化，實現建筑設計優化的全面思考，把設計優化落實在房屋結構設計的多個方面，增加優化工作的全面性，保證工程質量的前提下，實現企業受益的最大化。

參考文獻

[1]胡歡歡.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用[J].居舍，2020（12）：81+104.

[2]王正姣，趙清聰.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（04）：40-41.

[3]王琴，何嘉，鄭劍.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].四川水泥，2020（04）：63.