房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用

王超

沈陽城市測繪有限公司 遼寧沈陽 110000

近些年，人們對生活質量和居住條件的要求不斷提升，相應地，對建筑工程的綜合品質也提出了更高的要求。與此同時，國家也出臺了相關政策呼吁建筑的節能化、高效化發展，這就要求建筑企業積極運用結構設計優化方法，使有限的空間與資源的價值得到最大化發揮，進而促進建筑工程實用性、經濟性發展目標的實現，這對我國整個建筑行業的可持續發展來說也是大有好處的。

1 對建筑結構設計優化的意義研究

1.1 優化整體建筑結構

通過房屋建筑結構優化設計可以提升整體建筑結構質量，使得建筑結構兼具美麗外表與實用內在。一般房屋建筑主要功能為生活場所，其基本功能包括居住、使用等，同時房屋建筑作為重要建筑物，還需要具備一定審美性，需要符合大眾審美，而要想確保房屋建筑對大眾具有足夠吸引力，就需要同時滿足以上兩點。但在實際的房屋建筑過程中，常常會偏重于其中一點，大多數情況建筑設計人員會放棄外形，選擇確保建筑基本使用功能，在一定程度上降低了建筑綜合效益。針對此種情況，設計人員可以通過優化結構設計的方式，找到建筑外形與內在的平衡點，提升建筑結構整體質量，全面滿足用戶需求，促進建筑行業良性發展。

1.2 有利于提高建筑結構的經濟性

建筑的層高越高，其墻體面積和柱體積也會相應地增加，進而致使結構的自重增大，各類水電管線也會加長。反之，若層高較低，便可大大節省材料，同時也能增強建筑的抗震性能，與此同時，建筑的總高度也會隨之下降，兩棟建筑之間的日照距離也會因此而縮短，這就間接節省了用地面積。在建筑面積相同的條件下，若選擇圓形或接近于方形的平面形狀，建筑外墻的周長系數相對來說較小，與此同時，建筑基礎以及內外表面裝修也會隨之減少，這樣就能有效提高建筑的經濟性能。從以往的工程實踐中可以看出，采用結構優化設計方法可使建筑工程的總造價降低6%-30%，從而使整個建筑工程的經濟效益更為可觀。

2 房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用

2.1 科學構建房屋建筑設計的模型

在具體的房屋結構設計優化中，需要精準科學化的對房主建筑結構進行模型建構。首先，就是需要科學選擇變量。變量就是在房屋建筑設計中可以用來進一步優化的參數值，通常而言在設計優化前需要整體性分析建筑結構的各項性能，認真了解需要優化的內容點以及關鍵點，從而對整體的設計方案能有全面的掌握認識，同時也要考慮建筑建設中其他因素的影響。從具體的結構優化環節來看，特別是相關工程涉及到的細節參數，需要作為優化的理論依據，在選擇最佳方案時在其中做合理的取舍，參考房屋工程建設的參數，明確數據目標，最大限度降低對建筑的直接性影響，同時降低設計優化所帶來的偏差;然后是科學化選擇優化函數，在以實用性跟穩定性的前提下，既要做好成本控制，同時對房屋整體結構、尺寸、用料等進行合理選擇，保障穩定，再結合具體施工的條件，最終合理施工。

2.2 提高建筑抗風荷載作用的能力

為了使高層建筑抗風構件與結構設計的牢固性符合要求，對高層建筑結構進行抗風設計時，必須充分做好以下工作：①優化基礎，只有高層建筑的基礎部分穩定性較強，才能保證高層建筑上部分結構的穩固性。因此，明確混凝土的級配標準成為高層建筑基礎設計最基本的工作。應盡可能購買高級配的砂石，增加基礎持力層厚度，加設抗拔的錨桿構件，加強基礎的牢固性。②通過改變建筑的輪廓設計、投影面積和高度，改變區域建筑布局，以及種植綠植等改變風荷載的強度和方向等，削弱風荷載對建筑的作用。

2.3 優化建筑結構內部結構

房屋建筑結構根據建筑本身結構位置關系，可以分為建筑外結構與建筑內結構，建筑內結構即所有處于建筑內部的建筑結構。由于建筑內結構主要分布在建筑內部，大多數建筑設計人員往往會忽視內部結構設計優化，使得建筑結構優化質量提升空間受限。相關設計人員可以充分關注建筑結構內部設計的優化，從施工的每一個細節之處優化建筑，提升建筑結構優化質量。同時在內部結構設計優化方面，相關設計人員要充分考量不同設計方案所需要的施工量，盡可能地從多角度分析每一個參數優化設計，提高建筑結構優化設計質量。

2.4 加強消防結構設計

建筑結構結構復雜，一旦出現火災，建筑使用者的人身安全與財產安全會受到嚴重的威脅。為此，必須重視高層建筑的防火設計。首先，應合理設計防火間距。設計人員需要依照相關規定準確測量建筑物間的實際距離，需要注意的是，相鄰兩建筑之間的最佳防火間距應按建筑外墻間的最小距離進行計算，若外墻包含凸出的易燃構件，應從該構件外緣算起。另外，還必須設計安全疏散通道。通常情況下，需要盡可能多地設計幾條便于人們疏散的安全通道。為加速煙霧擴散，安全疏散通道必須設計防煙區。對此，設計人員可以采取分割式設計，以有效控制火勢與煙霧的蔓延速度。

3 結語

社會現代化的今天，人們對于房屋建筑的功能、設計要求越來越高，如何有效提高房屋的住房品質與安全性要求，就需要從設計、施工、質量檢測各個層面入手，努力對建筑施工的各個環節進行優化，才能有效提高建筑的品質與性能。對于房屋結構設計的優化要注重設計要求的規范性，既要保障其具備良好的力學性能，同時對于其外觀、室內布局.建筑風格、截面優化設計同樣提出了很高的要求，從而為客戶提供優質、滿意的住房，促進我國建筑行業的科學發展。