房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略

徐文杰　黄百都

【摘要】随着经济、科技的发展，各种类型的建筑结构也由原来的实用变得更加追求艺术和美感的享受，现代建筑理念更加倾向于人性化，建筑的实用性已经成为最基础的要求，艺术美感成为衡量建筑的更高标准。为了满足现阶段建筑工程的工作要求，进行建筑结构的优化设计是必要的，建筑工程体系是比较复杂的系统，其内部涉及到建筑设计模块、施工及管理模式、竣工验收模块等，通过对这些工作模块的协调，可以有效提升建筑工程的应用效益。本文即探讨了房屋建筑结构设计中的优化策略 。

【关键词】房屋建筑；结构设计；优化技术

1、建筑结构设计优化现实意义

房屋建筑结构设计优化即是结合建筑实际，以计划成本控制为中心，利用建筑基础结构、屋盖系统结构及围护系统结构等方案，建立起一种关于结构设计优化的模型，通过对各种影响变量参数的科学技术，来确定最优的房屋建筑结构设计方案。对于房屋结构设计来说，建筑结构设计优化方法的运用主要体现出两点现实意义：（1）房屋结构优化设计可以对施工材料的性能利用更加合理化，确保建筑结构内部各不同单元件更加充分协调，进而有效提高了房屋建筑的整体受力性能；（2）有利于减少建筑工程总造价，相关调查资料表明，将建筑结构优化方法运用到房屋结构设计中，能够减少约25%的成本造价。

2、房层结构设计中的建筑结构设计优化策略

2.1结构模型的优化设计

在建筑物结构设计优化过程中，需要遵循如下建设原则。首先要进行建筑单位变量的优化选择，深入计算及分析建筑物各个构成部分的数值，确保建筑结构设计的精确化。这里面涉及到一系列的建筑工程目标参数，比如预期损失参数、房屋价格变化参数、房屋架构可靠性参数等，通过对不同性能参数的思考，可以进行建筑结构设计的整体性分析，有利于降低建筑结构设计、计算等模块的工作难度。函数确定模块是建筑物结构设计体系的重要组成部分，在这个过程中，设计人员要选择恰当的函数，进行房屋横截面积、钢筋尺寸面积函数的优化选择，进行不同函数组合性质的分析，进行房屋建造成本费用的降低。为了优化建筑结构设计模块，需要进行条件衡量模块的优化，从房屋结构稳定性及实用性的角度出发，进行房屋设计约束指标的分析，这主要涉及到架构稳定性环节、受力限度环节、架构体系规格环节等。在工作设计模块，需要进行房屋建造工程状况的分析，进行施工约束性条件的分析，实现最优化的设计效果。

2.2制定科学的约束条件

结构优化有非常严格的要求，一方面，需要保持整体的完整性，不允许随意进行更改，所有的优化设计都必须符合基本的约束条件，这些条件包括的内容比较宽泛，例如，房屋建筑过程中的裂缝宽度、建筑本身的强度约束、尺寸大小的约束、构建的相关约束等，优化设计时，各种约束条件必须严格执行，在实际建成后还需要与设计之初的条件进行认真的比对，防止出现偏差现象，只有这样，才能最大限度的满足整个建筑工程的质量要求。同时，可以充分借助“互联网+”衍生出的信息手段，将各种约束条件编辑成一个计算机程序，方便快速的运算核验是否符合基本要求，这样可以提高工作效率，避免延误拖沓现象的出现。

2.3节能结构的设计优化

随着绿色建筑理念的兴起，节能结构优化设计方案不断得到应用，在节能结构设计过程中，需要进行建筑物布局及表面形状的优化，为了减少热能消耗，房屋建筑外表不要接受冷风的直接朝向，做好门窗及屋顶的结构优化工作，进行保温材料的使用。

2.4计算模式的最优化

房屋结构设计体系是一个比较复杂的系统，其内部涉及到各种计算程序，建造结构的设计过程，也是各种建造数据的计算郭处长。在建筑数据的计算过程中，设计人员要进行不附带约束条件问题的分析，确保计算结果的最优化。为了满足实际设计工作的要求，设计人员要进行不同建筑结构设计计算模式的应用，要认真分析这些计算方法的优缺点，根据实际的建筑结构设计要求，进行最优化计算模式的选择，确保工程整体设计成本的降低，实现设计者工作量的降低，优化工作程序，提升工作效益。

2.5设计模式的最优化

建筑结构设计环节的开展，离不开对科学性房屋结构模型的利用，离不开对精确性计算方法的利用。通过对各个设计阶段最优程序的确定，确保建筑结构设计工作的稳定性运作，最优性的设计模块需要具备高运作性、高性能化等的特点，通过对不同工作模块的协调，实现建筑结构整体设计效益的提升。

2.6信息技术的优化

为了优化房屋建筑结构，需要进行先进性信息技术的应用，这可以进行一系列参数定义软件的应用，做好材料使用量的优化配置，以最小数量的材料，取得最好的房屋结构性能，实现不同设计结构中各个构件强度的优化，实现构件中钢用量与断面大小的调整，实现质量与造价的完美结合。

2.7在房屋建筑领域，结构设计优化方式的具体应用

具体如下：（1）房屋建筑整体性和局部性的优化。房屋建筑在层次和结构上都非常复杂，每一个结构、环节之下都包括子结构、子环节，在进行结构优化时要做到整体和局部的有机结合，才能最大限度的实现整体的设计优化；（2）建筑寿命优化与阶段性优化。严格按照工程使用年限对结构进行优化，设计人员要充分考虑每个环节的使用年限、基本特点，只有这些因素的有机结合，才能实现工程的整体寿命、房屋建筑质量、企业经济效益的有機结合；（3）桩基础的具体优化。通常来说，桩基基础通常分为灌注桩和预制桩，灌注桩要求比较高，流程比较复杂，实际操作起来难度比较大，因此，在具体施工中，有机的使用预制桩，可以减少施工程序，减少工程投入，能最大限度的保证房屋建筑的质量。

将优化技术应用到房屋建筑结构设计的过程中，能够满足人们对房屋建筑的质量要求，提高房屋建筑的经济效益和社会效益。因此，在今后的房屋建筑中有必要进一步深化建筑结构设计优化，只有这样，才能更好的满足人们对房屋建筑提出的要求，进而促进房屋建筑工程的持久发展。

参考文献：

[1]刘玲华，罗峥，王雯，等.基于连续体拓扑优化的建筑结构设计方法初探[J].结构工程师，2016，30（2）：6-11.

[2]王曙光，赵学斐，苗启松，等.加层隔震结构隔震支座参数优化及试验研究[J].振动工程学报，2017，26（5）：722-731.

[3]于辉，陈志鹏，周芸，等.一体化复合材料上层建筑结构设计优化[J].中国造船，2017，58（2）：30-37.