建筑結構設計優化方法 在房屋結構設計中的應用研究

占麗金

隨著社會經濟的不斷發展，在開展房屋結構設計工作的過程中，設計單位不但要對建筑的實用性及安全性進行考慮，同時也要全面提升建筑的美觀性和經濟性。所以在對房屋建筑進行設計的過程中，設計人員需對建筑的安全、實用、美觀、經濟進行保證，同時還要對施工的便利性進行考慮。因此，對于建筑結構設計單位需要進行優化設計，只有這樣，建筑的各項功能才能得到統一，進而可以促進我國建筑事業的穩定發展。基于此，本文圍繞建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用進行了分析和探討。

隨著社會經濟的快速發展，人們的生活質量也得到了改善，在此背景下，對于生活及居住的環境，也有了更嚴格的要求。在開展房屋結構設計工作的過程中，設計人員需積極采用建筑結構優化設計方法，這樣房屋的舒適度不但可以得到提高，同時還能將人們的居住需求進行全面的滿足。不僅如此，通過應用建筑結構優化設計方法，其還可在不影響房屋性能及質量的前提下大幅度降低建設的成本，而這在很大程度上也可提高工程企業的經濟效益，促進建筑工程產業在我國更好的發展。

一、房屋建筑結構優化方法的重要性分析

結合我國當下的發展形勢來看，房屋高層建筑將成為必然趨勢，而如何降低對資金的投入，并使結構設計滿足時代的發展需求已成為當下建筑單位及投資人極為重視的問題。針對房屋結構，要想對其進行優化，設計人員需要在不影響施工質量安全的基礎上對施工的設計方案進行系統的分析，之后還需對先進、高效的設計理念及技術進行應用，這樣房屋建筑的工程造價才能得到有效的控制。據調查發現，經過設計優化后的房屋結構所產生的費用要比沒經過設計優化的建筑縮減20%左右。然而在開展施工設計優化工作的過程中，由于受到諸多因素的影響，工作的難度也隨之增大，而施工設計優化所具備的作用及優勢也無法得到全面的發揮。比如，有些單位為了加快工程的進度，進而對房屋的設計效果產生了極大的影響，而一些年輕的設計人員由于工作時間較短且缺乏豐富的工作經驗，也使得房屋建筑結構設計優化工作無法順利地開展。不僅如此，還有部分設計人員過于重視建筑方面，所以忽略了對建筑的設計預案，在此背景下，工程的整體造價也受到了極大的影響。由此可見，建筑工程的設計人員需要將施工技術與經濟效益進行有機聯系，只有規劃出高效、可行的設計預案，建筑單位的經濟及社會效益才能得到有效的保證。而且通過對建筑結構進行設計優化，建筑材料及機械設備的性能也能得到全面的發揮，而這是我國傳統結構設計模式所不具備的。此外，通過進行建筑結構的設計優化，建筑工程的造價也能得到降低，其在很大程度上也可為建筑單位贏得更多的利益。最后，房屋建筑結構設計優化還能對房屋的結構單元進行科學整合，這不僅可對建筑工程的質量，同時還能為人們提供更安全、舒適的居住環境。因此要想對民用房屋的經濟性及適用性進行保證，我國工程設計單位需要對建筑房屋的結構進行設計優化。

二、房屋結構設計優化的原則概述

1.安全性原則

對于建筑工程而言，安全性設計是極為重要的，在開展建筑房屋結構設計優化工作的過程中，建筑單位不能為了追求經濟效益而忽略了對建筑施工質量的提高。需在保證建筑工程安全性的同時對建筑結構進行優化設計，這樣建筑工程的施工成本也會得到大幅度降低。

2.實用性原則

對于房屋建筑結構的優化設計來說，實用性也較為關鍵。借助優化設計，房屋建筑會具備更多的功能，而這在很大程度上也可滿足業主對建筑工程實用性的。

3.耐久性原則

對建筑結構的優化設計與節約建筑材料并不同，其是在確保房屋建筑結構的使用壽命及服務周期的基礎上，再借助專業的建筑結構知識并結合建筑工程的實際情況從而對建筑結構進行的設計優化，這樣對于房屋建筑的耐久性要求，設計優化工作也能將其滿足。

4.保護環境原則

在開展建筑結構設計優化工作的過程中，設計單位還要注重對環境的保護。綜上所述可以看出房屋建筑結構的設計優化可將工程的質量、耐久性以及安全環保等要求進行滿足。在開展工作的過程中，設計單位需要對建筑結構的模型進行優化設計，在獲得相應數據后通過對控制參數進行調整，其也可實現對建筑結構的優化設計，而工程的施工成本也會得到最大限度地降低。此外，對于目標成本，設計單位也要合理明確，在這一過程中，需要對建筑的成本情況進行有效分析，對相關的約束條件也要進行確定，只有這樣建筑結構的設計優化工作才能更好地開展，而我國的建筑行業才能得到可持續的發展。

三、在建筑結構設計中，結構設計優化的流程分析

1.對優化模型進行合理建立

在開展建筑結構設計優化工作的過程中，結構優化設計模型及計算方案是極為重要的。所謂結構設計優化，即是從眾多變量中選擇較為關鍵的參數，之后結合這些參數建立函數模型，并計算出最優解。通常情況下，對模型的構建可分為以下幾部分。首先，設計人員需要對設計變量進行合理選擇，設計變量不但對模型的構建起著至關重要的作用，同時也關系著對參數的選擇，設計人員通過對模型的設計變量進行科學計算，計算編程的工作量也會得到有效地降低。其次便是對目標函數的明確，在這一過程中，設計人員需找到能滿足函數條件的最優解，之后還需對約束條件進行合理確定，其中就包括應力、強度以及尺寸等數據條件。在落實建筑結構設計優化工作的過程中，設計人員需確保這些約束條件可達到施工標準及規定，這樣設計的相關需求也能得到有效的滿足。

圖1 建筑結構設計優化圖

2.對計算方案及程序進行設定

在進行房屋建筑結構設計優化的過程中，一些約束條件及變量參數都會對優化工作產生一定的影響。因此，在計算期間，設計人員需將約束條件轉變為非約束條件，這樣建筑結構的優化工作也能順利進行。不僅如此，對于變量因素設計人員也需進行全面考慮，通過采用科學、有效的計算方法，也能實現對建筑結構的優化設計。最后，在計算好設計優化方案之后，設計人員還需對程序進行編寫，通過將程序導入到計算機之中，其也有利于后續計算工作的開展，這樣在后期計算時，工作人員只需將數據輸入到系統中，便可得到相應的結果。

3.結果分析

在進行建筑結構優化設計的過程中，結果分析是極為重要的一項工作。通過對計算機所得數據進行系統分析，設計人員也可結合數據的相關情況，從而對方案進行優化設計。在開展設計優化工作的過程中，需對相關阻礙因素進行合理考慮，這在很大程度上可確保建筑結構的優化設計工作可以順利完成。不僅如此，在進行建筑工程施工的過程中會消耗極大的人力、物力和財力，通過進行結構優化也可實現對這些指標的降低，而建筑工程的施工質量也能得到有效的保障。因此，在開展建筑結構設計優化工作的過程中，設計人員需在建筑經濟及技術間找到平衡點，同時還要將二者存在的矛盾進行有效地降低，這樣在采用先進技術的同時也無需花費大量的資金。最后，對于技術可為建筑單位帶來的經濟效益，設計人員也要進行全面的理解，同時還要意識到技術的改進降低了很多不必要的經濟消耗，所以對于先進的技術方法也要進行全面、合理的應用。

四、建筑結構設計優化方法的應用

在開展房屋結構設計優化工作的過程中，設計單位需對房屋結構模型進行建立。在這一過程中，需要對設計對象，即會影響建筑設計的重要因素進行合理選擇。同時還要將影響建筑設計程度較小的原因作為預定參數，進而降低建筑結構設計的工作量。其次，通過對設計模型對應的函數進行科學計算，也可將建筑設計的安全性全面提高。再者，還要明確結構模型的運行條件，同時還需對很多情況，如對結構強度及應力等進行全面考慮。最后，還要對結構設計進行系統的分析，道路旁房屋建筑圖紙設計是極為關鍵的，設計單位需要對所得數據進行合理分析，這樣便可發現設計方案存在的不足進而將其解決，這樣房屋建筑也可得到設計優化，而房屋建筑的安全性及實用性也會得到大幅度提高。

五、結語

總而言之，在開展房屋建筑結構設計工作的過程中，對建筑結構設計優化方法進行的應用是極為重要的。在建筑結構設計優化方法的作用下，不論是房屋建筑的安全還是美觀都能得到優化設計，而業主也可進行更安全、舒適的居住。此外，通過對房屋結構設計進行全面的創新，其不但可以吸引更多的消費者，還能將人們的居住需求進行有效的滿足，而這在很大程度上也有利于建筑單位的可持續發展。