慕海涛

【摘要】通过科学合理的设计建筑整体结构，可以确保建筑功能的发挥，并且有效的管控工程资金的投入，有着重要的意义。在优化房屋结构设计的过程中，需要明确最根本的目的，那就是提升建筑的功能性，确保整体质量，在原有设计方案的基础上进行创新和改进，为民众的居住安全提供保障。笔者根据自己的经验，探讨了房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用。

【关键词】建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

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建筑结构设计优化方法技术的应用，可以对材料的性能进行合理应用，确保建筑内部的结构能够得到协调，并且能够达到相关规范的要求。同也可以对建筑方案进行合理化决策，优化技术是建筑设计“经济、安全、实用”等目标实现的有效途径。

1、结构优化设计在建筑结构设计中的运用步骤

1.1构建结构优化模型

结构的优化计算方案以及计算模型属于建筑结构设计的关键内容。对于结构设计的优化工作来说，根据关键参数构建函数模型，进而获得最佳的答案。一般来说，模型的构建分成两个部分，第一是合理的选择设计变量，这对于模型的构建有着关键意义，同时变量的设计会直接影响参数的选择。第二，明确相应的目标函数。首先发现符合函数相关条件的最佳解，而后明确相应的目标函数。相应的约束条件包括：尺寸、应力、强度以及弹塑性等等。在优化建筑结构的过程中，需要保障相应的约束条件在规定的范围中。

1.2得出优化设计计算方案

在进行建筑结构优化的过程中，相应的优化过程会受到约束条件以及变量参数的影响。所以，在后续的计算中，需要把相应的约束条件转变为非约束的条件，进而确保优化流程顺利完成，同时还需要考虑相关变量因素，在优化建筑结构设计时应用科学合理的计算方法。根据相应的优化原则，把相应的程序导入，而后只需要在计算中输入相应的数据信息，就能得到想要的结果。

1.3分析结果

对于结构设计优化来说，分析结果属于关键的步骤，通过详细分析计算机的数据，能够提炼出有效的信息，并且明确相应的限制因素，从而更好的完成相应的优化設计工作。在建设相关建筑的过程中，需要分配较多得的财力、物力以及人力。优化结构的主要目的就是有效的降低相应的指标，并且保障建筑的实际质量不会受到影响。所以，在建筑设计中需要注意这几个方面：第一，需要协调经济以及建筑技术之间的平衡点，削弱两者之间的矛盾，并且在先进科技的协助下降低经费支出。第二，明确技术更新带来的经济效益，技术的改进能够避免不必要的资金消耗，所以必须得到关注。

2、结构设计优化方法的运用

2.1局部优化以及整体优化

建筑设计都是具有复杂性以及层次性等特点。从层次性方面分析，包括安全设计体系、建筑结构体系以及设计体系等方面的内容。相应的体系又涉及到多方面的下属体系，在设计房屋建筑的过程中，设计者需要全面的优化相应的下属系统，并且突破相应布局之间的横向关联以及相应的叠加工程。从复杂性层面进行分析，一般涉及到结构类型选择、选取零部件以及选取合适的建筑材料等内容。因此，在优化房屋建筑的过程中，需要从整体层面进行考虑。

2.2分阶段优化以及寿命优化

对于项目工程来说，在相应的使用年限中，相应的环节都存在较多的设计方案可以进行挑选，这样可以有效优化各个阶段的方案。房屋设计人员需要根据相关阶段的性质来确定优化方法，并且优化整体工程的寿命，确保建筑的实际施工质量，并且提升企业的经济方面的效益。

2.3优化桩基础

桩基础可以划分成预制桩以及灌注桩两种。因为在实施施工中，灌注桩的质量控制难度较大，而且相应的操作时间较长，同时有着复杂的操作。因此，如果在符合沉降标准的前提下，需要应用预制桩进行后续的施工。同时，在一般情况下，桩基深入过程中，相应的土壤摩擦力也会持续的提升，所以选择较长的预制桩是十分必要的。

2.4优化建筑的上部结构

在优化相关房屋建筑上部结构中，需要构建相应的模型。首先需要设置合理的剪力墙，而后确保剪力墙是均匀质量的，这样才能确保楼层刚度中心点和楼层整体的结构重心重合，避免风力和地震对于结构的破坏。在建筑房屋中，如果相关条件允许，需要进行剪力墙大开间改造，通过提升剪力墙的墙肢长度，尽可能的减少混凝土的实际使用。同时，一般都是使用钢材来制作剪力墙暗桩。如果，剪力墙比较大，则可以合理的减少钢筋的数量，这样可以有效的减少成本的消耗。如果建筑的条件并不允许，而且有着较高的抗震要求，那么构建过大的剪力墙就是没有必要的。

2.5协调建筑优化和结构优化

在设计结构的过程中，需要紧密配合整体平面以及整体结构，这样才能确保建筑的结构和美观相符合。建筑系统需要具备一定的简洁性，不能出现支柱和墙体错位的问题，相应的截面和高度需要相通。在设计楼体过程中，需要关注自身受力比较大的区域，在这些区域使用强度较高的建材，在提升强度的同时，降低自重。整体则需要确保质心、钢心以及重心的交叠，避免出现扭转问题。

2.6协调排水系统以及结构优化

对于房屋建筑中的排水系统来说，包括许多机械设备，对于荷载强度以及荷载能力的要求就比较高。因此，需要设置在地下室部分，并且确保预留深度以及预留尺寸符合相关标准，同时需要加固楼板的钻孔位置。相应的水平方向管线可能出现贯穿梁柱的情况，需要避免这种情况的发生。如果管道必须穿过承重墙，则需要加固墙体。整体上需要确保管道网和结构设置的协调性，并且避免出现绕柱和绕梁的情况。

除此之外，还需要确保电气优化和结构优化的协调，对于房屋建筑来说，电梯部分的空洞比较多，有着较多的建筑构建，所以需要对电梯部分的建筑进行详细计算和分析，确保设计方案的安全性以及合理性，保障质量符合要求[4]。

结论：

综上所述，对于房屋建筑来说，在结构方面的资金投入比例比较高，有着较大的比例，通过充分的优化结构，不仅能够确保房屋建筑的安全性，还能降低项目的资金投入，并且促进企业经济效益的提升。设计人员需要进行精确的计算以及细致的规划，优化建筑的整体结构，从而提升施工质量。

参考文献：

[1]佟月强，郝明.试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业.2012（08）

[2]孙有果.结构设计优化技术在房屋结构设计中的具体应用探讨[J].科技致富向导.2011（26）

[3]郑智垚，乐肖军.结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].中国新技术新产品.2011（04）