建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

任黾黾 方晓英

摘要：建筑结构设计是一项综合性较强的工作内容，随着建筑类型多元化的变化趋势，在建筑结构设计时，也需要进行调整与改变，这对设计者的专业能力与创新能力有着较高的要求，设计时，需要结合建筑特征、建设环境以及业主需求为基点，进行科学的设计。

关键词：房屋结构设计;建筑结构设计优化方法;应用策略

1 建筑结构设计优化方法的必要性

目前，结构优化设计在建筑结构设计中得以广泛应用，为体现结构优化设计的价值，应准确把握建筑结构优化设计的重点与步骤。设计人员需结合实际创建结构优化模型，根据结构优化模型组织调整工程设计，切实改善结构设计水平。同时，还应高度重视结果分析，以结果分析的成果保障工程质量，增大工程的经济效益和社会效益。

2 房屋结构设计现状

2.1 结构选型科学性欠缺

房屋建筑的功能性固然重要，但也绝不能忽视其安全性。提升房屋建筑的安全水平，需要有关人员从建筑结构设计工作中着手，提升结构设计的合理性。建筑工程的安全水平受到多个方面因素的影响，例如建筑结构选型科学与否、使用材料是否符合规范标准要求、建筑结构的承载性是否符合标准，等等。然而现阶段我国建筑行业存在明显的基础选型不合理的问题，房屋建筑承载性不能符合标准要求，房屋建筑施工基础差，后期建筑物发生不均匀沉降等等。这一系列问题随之而来，最终引发严重的房屋建筑安全事故。

2.2 设计图纸内容不完善

资料图纸的信息不清晰主要体现在这些方面，首先，图纸资料的细节上存在问题，有关的信息说明不够准确和具体，具有含糊其辞的特点，这将会给施工工作产生不利影响。[1]比方说，测量部门不是统一的，数值的计算大大超过实际结果。其次，图纸信息和实际的结构情况不一样，因为设计人员自身的问题，图纸中的信息在设计的时候没有将重要信息表达出来，或者是表达的信息不清晰和准确。我们知道不精准的图纸信息将会影响施工工作的顺利开展，还会加剧建设的经费，从而出现一些安全问题，并产生不可预计的后果。

3 建筑结构设计优化方法应用要素

3.1 保证建材质量

建材质量决定着建筑结构的整体稳固性，在建筑结构优化设计工作当中，建材质量的保证是前提要素，需要选择优质材料，保证房屋建筑的各项性能。材料质量会影响抗震结构设计的实际质量，通过保障建筑材料质量的方式来提升抗震设计的水平。设计人员需要思考不同建筑材料对抗震性能造成的影响，通过全面考量方式制订科学的抗震设计方案，确保通过建筑材料合理运用提高结构强度的水平。重点分析不同类型建筑材料对建筑结构造成的影响，在分析建筑材料强度和刚度基础上进行建筑材料的合理选择，避免因为材料采购不科学导致的抗震设计效果较差的问题。这样利于通过合理选择建筑材料提升结构设计的强度，在明确抗震性能基础上科学选择施工材料，以此保障抗震设计能达到合理传导和分散地震力的设计目标。[2]

3.2 保证设计图纸的完善性

图纸的设计对于高层建筑工作来说有着重要意义，质量较好的图纸能够帮助建筑企业顺利开展施工工作，也可以在一定时间内完成相应工作，对施工工作的质量有所保障。要做好图纸的规范设计工作需要两方合力，一方面，设计人员要走标准路径来设计图纸，比方说，对测量单位进行统一和规定，还要使用标准的标识方法。另一方面，一些施工部门务必做好图纸设计标准和审核机制的优化工作，及时检查图纸和内容、追击责任人，及时修改和完善，保证图纸是清晰和准确的。

3.3 满足绿色发展要求

在房屋结构设计工作当中，在结构设计优化的基础上，还需要满足绿色发展要求，设计者要遵从节能指标，在区域功能规划过程中，需要强调绿色新能源的使用能力。[3]这样可以有效避免建筑运营过程中的能源浪费，控制能源使用成本。同时，节能原则也要求设计师根据绿色建筑所处的环境，将环境元素融入到绿色建筑的设计工作中，实现节能设计的最优化，从而有效地将建筑与周围环境联系起来，避免环境污染问题的发生。

4建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用策略

4.1 建筑结构模型优化设计

在建筑结构设计优化工作当中，模型优化设计是其中的关键设计环节，需要对变量、计算函数及约束条件进行合理选择。在优化阶段可使设计师在设计工作开展中更加顺利。与此同时，在开展模型优化设计时，要对不同变量的选择方法也应加以重视。在不同变量的选择、设置中，不仅要考虑房屋建筑本身，还需与当地实际情况结合，合理分析可能影响建筑结构设计的因素，并用预定参数表示此类因素，在结构优化设计中进行表现。不管此类因素属于多元因素还是单一因素，设计人员均应重视，尤其是部分因素在建筑结构设计中发挥着决定性作用，一旦选择不合理，对设计结果会造成严重影响。[4]

4.2 排水系统的优化设计

在房屋建筑给排水系统施工时需要用到许多设备，也需要大型机械的参与，在施工时应确保设备有足够的能力承担高强荷载，所以应当把水泵放置在地下室。排水系统设备的荷载能力强、荷载强度大，房屋结构与功能越复杂，需要建造的排水系统就越复杂。给排水系统管道具有粗细程度不一致、长度多样等特点，要求设计师应在宏观的角度进行设计，精确计算每个位置所需铺设管道的尺寸和长度。除此之外，为确保结构的稳定性，应尽可能防止管线从梁柱之间穿过的现象发生，若管道必须穿过承重墙，应结合实际情况开展对承重墙的加固计算，保证墙体的稳定性。

4.3 基础工程设计应用

建筑房屋结构设计阶段，地基是十分重要的承载结构，完善的地基结构优化设计一方面可全方位保障结构的安全性与可靠性，另一方面也可降低工程造价。建筑物基础在工程建设中扮演着重要角色，地基和基础是房屋建筑的底盘，只有底盘扎得稳，方可维护整体建筑的安全性与稳定性。房屋基础工程的造价对建筑工程总造价影响显著，加强基础工程优化设计，可改善建筑工程的整体效果，防止不必要损耗的产生，节约工程造价。

4.4 剪刀墙结构优化设计

良好的剪刀墙结构，能够大大提升建筑结构的稳定性，减少事故问题产生的可能，提升建筑结构应对自然灾害的能力，为人们创造更加安全的居住环境和生活环境。科学设计剪刀墙结构，需要设计人员做好剪刀墙重量的均匀分布，要确保建筑平面的刚度和房屋建筑各层的结构重点能够保持一致。设计人员需要关注剪刀墙的承重，关注剪刀墙水平方向的相关问题，综合考虑剪刀墙的角度平衡的问题。[5]在进行施工建设的过程中，设计人员还要结合项目建设的实际情况，综合分析剪刀墙的承受能力，科学计算相关数据，明确工程项目的实际需要，尽可能的提升剪刀墙结构的强度、刚度和稳定性。

结束语

总体而言，为了能够保证建筑工程质量，满足建筑基础性能要求，就需要重视建筑结构设计工作，加强建筑结构设计水平，让建筑结构更加合理。良好的建筑结构不仅可以提升建筑的整体建设质量，而且还能够延长建筑的使用期限，对建筑工程有着至关重要的影响。

参考文献：

[1]何子兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中國建筑金属结构，2021（08）：78-79.

[2]高志峰.房屋建筑结构设计优化方法应用研究[J].工程技术研究，2021，6（14）：217-218.

[3]占丽金.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].中华建设，2021（07）：104-105.

[4]申晓宝.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程建设与设计，2020（19）：29-30+33.

[5]高超.建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用研究[J].居舍，2020（24）：118-119.

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