房屋结构设计中的建筑结构设计优化研究

吴学伟

（四川大学锦城学院， 四川 成都 611731）

0 引言

在房屋建筑施工领域，针对建筑进行整体结构性优化是一个复杂且全面的工作，在对房屋结构的优化中需要不断改善结构的各项性能参数，以满足人们对房屋建筑的苛刻要求，同时在优化中需要企业不断创新技术，做好全面性技术研究，保持先进的创新理念，能够有效的提高建筑结构设计的整体性能要求。在优化前需要实地对建筑施工环境进行全面性勘察，了解水文地质情况，并根据地地理条件与用户需求对房屋建筑结构做优化调整，确保整个建筑结构优化过程符合科学性与标准性要求。

1 对建筑结构设计优化的意义研究

1.1 房屋结构设计优化的作用

在现代化的建筑工程领域，越发注重对建筑质量的要求，这样既能保障在房屋建筑施工时的安全性，同时也可以顺利推进建筑施工，保障建筑体的质量要求。因此在建筑行业将重心放在了对建筑结构设计的优化中，通过针对房屋结构的社会优化，能够很好的提高建筑整体结构的稳定性与安全性，大大增强房屋的质量与安全性。最为关键的时，针对建筑结构的设计优化能够在保障建筑体结构性能的同时最大程度节约建筑的施工成本。如针对建筑结构进行合理、科学化调整，能够有效节约施工的材料、降低人力资源的投入，对于后期质量的监管也更容易等。房屋结构设计优化前后对比明显，基于更加科学完善的优化技术，使得建筑材料的使用率被大大提高，同时降低了房屋的整体重量，使得材料需求降低，同时建筑力学性能得到有效提高，更加科学、合理化的建筑室内布局，能够给人们提供更加美观、多功能化的住房舒适体验，因此房屋结构设计的优化既符合建筑的使用价值，也符合建筑的经济性价值与美观性价值，并提升建筑的整体质量要求。

1.2 房屋结构设计优化原则

整个房屋建筑设计优化是一项技术含量很高的工作内容，其相关设计人员既要充分对房屋建筑周边的地理、水文参数有一个详细了解，同时需要专业化、系统化的建筑结构设计知识，在众多设计优化方案中选择最佳、符合各项要求的方案，其中对房屋结构的优化将涉及到如对建筑整体框架结构的优化、房屋屋顶的结构的设计优化、围护结构以及屋内细节结构的优化等，同时在设计优化环节还要考虑房屋建筑的整体功能布局要求，对房屋受力性、稳定性做全面性优化，在保障质量的同时， 还需要在竖直方向对房屋承重结构进行设计, 避免转换层结构的使用,。后续还要增加房屋环节布局的优化方案，通过合理对环境生态的保护与布局，使得整个建筑更具有美观性，能够在舒适性、安全性、稳定性等方面符合居住人的条件与要求。

2 房屋结构设计优化的步骤分析

2.1 建立结构优化模型

在建筑结构优化中，其优化的重点在于如何从建筑变化的参数中提取更加有效的因子，并对其进行合理、科学化的布局与调整，使得最终的设计更完善、符合各项性能参数要求。在市里的建筑工程领域，将会涉及到众多的参数值，而这些数值通常不是最终方案，只是定稿值，所以在具体进行房屋结构设计优化环境需要针对参数值进行价值考量，所以针对建筑结构模型设计首先是选择变量, 它能后在保障建筑整体性能要求前提下进行更细致的优化，将各项参数影响降到最低，同时对于施工的难度、各项工程的计算、数据的优化都更加友好，符合设计师对于房屋结构的优先考虑要求。针对建房的各方要求，在具体针对房屋结构的设计优化中需要首先满足尺寸、结构、强度性能、室内布局等各方条件要求。同时，在具体的优化设计中，将房屋横截面以及钢筋的尺寸提前设定, 在其中相关设计人员需要对其中的具体参数进行紧密细致的计算，最终确定最符合优化方案的函数组，将对建筑体的影响降到最低。

2.2 具体优化计算方法

在房租建筑结构的具体优化步骤中，首先需要对各种变量进行确计算，计算方法有很多种，而在具体选择计算方法时要需要选择简单，运算效率高，同时不会造成繁琐工作任务的计算方法。除此之外，结构设计的优化需要配合功能与用途需求，保障相关设计优化参数能够同时高速运转并在最终的设计程序结构设计优化中发挥实质性效果。所以在优化中设计师需要关注对程序的选择。在对各项变量数据的计算模拟以后，设计师将对相关数据统计结果进行汇总研究，并从中发现方案的差异点与利弊点，平衡各方参数，将经济效益、技术含量、设计功能布局要求做综合性研究，最终确定比较科学合理的参数优化方案。

3 房屋建筑结构设计优化中的问题研究

3.1 承载力问题

在房屋结构优化中首先需要考虑的就是建筑结构的承载力，建筑结构的 承载力将直接影响房屋的力学性能，对房屋的质量安全有着直接性影响，因此在房屋结构优化中要保障整个建筑结构框架具备良好、稳定的结构框架稳定性能力，这样才可以确保建筑的质量符合设计要求，同时提高建筑质量性能。特别是在高层房屋建筑和超高层的房屋建筑，水平和竖直承载力很难有效被房屋结构所均摊，一旦某个部位的结构承载力超过理论负荷，那么建筑体就受到外界因素的影响，如地震、大风、重量过大等都会导致房屋建筑受损。所以在房屋建筑结构优化中，优先考虑承载力问题，注重去分析力的组成，将承载力合理均摊，保障建筑的质量。

3.2 房屋结构设计优化中结构容易发生形变问题

房屋建筑结构的形变将会影响整个建筑的综合性能，不管是外观、质量、承载能力都将发生改变。对建筑结构的整体性而言，竖向的承载力所构成的影响较小，但是一旦超过承载力的境界之，势必会对建筑整体力学性能带来严重影响，不仅降低建筑的使用寿命，同时对周围地质结构也会带来实质性影响。若发生外界的外力影响因素会影响到建筑的结构问题，特别是对于一些很高层的房屋建筑而言，一旦建筑体核心承受柱体出现压力负荷，势必会引起建筑体整体结构的形变，尤其是支撑轴的变化。如果建筑竖向的承载力发生变化，那么对于建筑结构的影响是最为致命的，整个结构框架都会发生改变，出现很多连锁反应，如房屋建筑倾斜、承受体出现皲裂、地基结构出现塌陷等。所以在对房屋结构设计进行优化时。需要精准确定各项重要的参数，同时对力学的各方设计要科学合理，提高建筑体的整体力学性，同时保障建筑的整体美观要求。

4 房屋结构优化设计的策略研究

4.1 科学构建房屋建筑设计的模型

在具体的房屋结构设计优化中，需要精准科学化的对房主建筑结构进行模型建构。首先，就是需要科学选择变量。变量就是在房屋建筑设计中可以用来进一步优化的参数值，通常而言在设计优化前需要整体性分析建筑结构的各项性能，认真了解需要优化的内容点以及关键点，从而对整体的设计方案能有全面的掌握认识，同时也要考虑建筑建设中其他因素的影响 。从具体的结构优化环节来看，特别是相关工程涉及到的细节参数，需要作为优化的理论依据，在选择最佳方案时在其中做合理的取舍，参考房屋工程建设的参数，明确数据目标，最大限度降低对建筑的直接性影响，同时降低设计优化所带来的偏差;然后是科学化选择优化函数，在以实用性跟稳定性的前提下，既要做好成本控制，同时对房屋整体结构、尺寸、用料等进行合理选择，保障稳定，再结合具体施工的条件，最终合理施工。

4.2 结构计算模式的优化研究

由于房屋建筑结构设计的优化设计内容繁多，需要考虑的细节点具有一定难度，具有系统性与复杂性要求，所以为了保障数据的各方面科学完整，需要对相关数据参数进行汇总，同时基于科学计算要求，利用计算机系统对相关数据进行科学化整理与分析计算。在具体建造结构的设计过程中，需要对各种建造的数据进行计算处理 ，处理的结构需要进行综合性研究与分析，并努力对结果数据进行调整优化，确保优化的数据不会对设计构成影响，也不会带来额外的约束条件。同时，为了更好地满足房屋设计工作的实际要求，在设计优化中，通常会采取多种建筑机构的设计运算系统，这样对同一个数据进行更加精准化处理，为后续的参数优化提供更加精准的理论参考。同时在数据优化计算中还会对不同计算方法和模式的优点缺点加以分析，以最符合建筑结构设计要求的计算模式为最佳，同时保障设计优化的合理性与实用性，提高建筑结构的设计优化效果。

4.3 针对房屋形体的优化研究

房屋结构设计优化既要保障建筑体的结构稳定与安全稳定，同时对建筑体的整体室内布局、外观布局也有着严格的要求。建筑结构的设计优化讲究科学性要求，在不断提高建筑的整体稳定性的同时，对建筑的布局、外观优化也同样提出了更好的要求，符合当下对建筑的审美要求，并在结构优化设计中做创新设计，在原有优化措施的基础上，科学调整建筑内部的形状和结构，提升设计的完整性，并不断提高客户的住房需求体验。

所以在具体的设计优化中，设计师需要根据建筑体的选址、设计方案、结构布局、水文气象等综合性因素进行分析，同时还要结合设计的要求与相关标准，初步确定相关优化设计方案，并在后续的数据模型优化中不断对相关内容进行优化与改进。应用外形优化设计的方法，借助建设计筑标准和外形结构的特征，进行高度整合重新优化设计。在设计中也要注重对连续性结构以及秆系结构的设计与优化，保障其发挥相应的功能作用，同时也符合功能美观性需求，确保建筑的整体外貌完整一体化，满足设计的审美要求。

4.4 房屋截面优化研究

除了需要对房屋的整体外形进行优化设计，还需要注重一些细节点的优化，这样才能保障房屋整理结构的稳定与安全，这对于房屋结构设计优化同样重要。所以设计者需要对整个建筑结构的安全性加以综合考虑，结合房屋设计需要，努力确保截面运算的完整性与科学性，同时在优化调整中让截面设计都符合设计规范化标准。筑截面的优化设计不仅需要注重对数据精准性的把控，同时在操作时也需要保障界面的稳定性，能够确保建筑体整体建构稳固，提高建筑体的整体使用寿命。

5 结语

社会现代化的今天，人们对于房屋建筑的功能、设计要求越来越高，如何有效提高房屋的住房品质与安全性要求，就需要从设计、施工、质量检测各个层面入手，努力对建筑施工的各个环节进行优化，才能有效提高建筑的品质与性能。对于房屋结构设计的优化要注重设计要求的规范性，既要保障其具备良好的力学性能，同时对于其外观、室内布局.建筑风格、截面优化设计同样提出了很高的要求，从而为客户提供优质、满意的住房，促进我国建筑行业的科学发展。