房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用研究

邓铁军

摘要：随着社会经济的高速发展，现代建筑的设计风格不仅需要有一定的使用价值，还需要在必要的方面更加美观和安全，方便施工。通过对建筑结构设计进行优化，可以有效发挥现有设备、建材性能，较之于传统设计，有其自身的优势。在合理优化过程中，应当适当的降低造价，为建筑企业获得更多的利益。同时，还有对结构优化，将房屋结构层次系统化结合在一起，提高房屋质量，确保业主的安全、舒适。

关键词：房屋结构;设计;建筑结构;优化技术

改革开放以来，中国经济、科技取得了长足的发展和进步，人民生活水平和生活质量显著提高，各地城镇化进程明显加快。住宅建筑作为城市建设和人们生活的基础设施，其设计理念和设计方法不仅关系到人们的居住体验，而且关系到生命财产的安全。在建筑结构设计的过程中，我们应该从实际出发，充分考虑施工过程的便利性，确保施工项目能够快速完成。在住房建设中，其结构设计将影响住房建设的质量和使用寿命，因此优化住房结构设计是提高住房建设质量的重中之重。在建筑结构施工过程中，对建筑结构进行合理优化，可以提高建筑结构的合理性、安全性和经济性，进一步提高建筑的整体美观。因此，有必要加强这方面的分析。

一、结构技术优化的重要性

随着我们的城市进程的加快，城市建设用地越来越紧张，越来越多的高层建筑， 高层建筑能够缓解城市用地紧张现状，只有通过研究高层建筑中的应用，以满足现代社会经济，基于合理的建筑结构设计的实现，并且能够满足建筑的具体需求，建筑结构设计也成为人们关注的焦点。建筑施工企业实现合理的建筑结构设计的优化设计，设计人员应当在确保建筑工程的整体质量可以满足人们的需求上，对系统架构的分析的基础上设计和研究， 并且应当将现代设计理念合理的应用到结构设计观念中，与此同时，在这个过程中， 要对住房建设项目成本进行控制。根据以往建筑工程的施工经验，在房屋建筑工程设计中，如果员工能将经济效益与施工技术有效地合理结合，最终设计方案科学合理，能使建筑企业获得理想的经济效益。为了实现这一目标，在房屋建设过程中，要充分发挥机械设备和建筑材料的性能，使两者都能更好地为房屋建设工程服务。此外，从实践的角度来看，建筑结构的层次应该是统一的，这样才能进一步提高建筑工程的整体质量，满足人们的生活需求。

二、结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用

（一）构建优化模型

（1）科学选择设计变量。一般来说，在设计变量中，在实际优化过程中，影响建筑结构的主要参数作为设计过程中的关键变量。例如控制目标相关参数、约束相关参数等参数。此外，还有一些影响范围很小，或局部性和特定需求的结构能够满足相应的设计过程中涉及到一些参数内容，在具体操作过程中， 可以通过各项参数的合理应用完成相应的表示，这样我们就可以使设计量、计算量、编制程序的工作量减少，使工作变的简答化。

（2）确定目标函数。优化结构设计时，必须从建设项目的设计，找到一组可以满足预定条件的截面几何尺寸、钢筋截面积以及相应的失效的概率函数，以最大程度地降低项目成本，提高经济效益。

（3）确定约束条件。针对房屋结构的设计优化来说，必须确保房屋结构自身的可靠度能够满足使用需求，不得对建筑结构造成破坏，在该过程中要确定优化设计相关约束条件，通过分析可以确定约束条件主要包括：结构强度、裂缝宽度、构件单元、尺寸等多项由于约束内容，每一项约束内容都会对房屋建筑结构优化造成一定影响，为了保证房屋建筑构成的最终的质量能够满足人们的使用需求，必要确定各项约束条件。

（二）设定优化设计计算方案

依据可靠度，完成对房屋结构优化设计，在该过程中涉及到了多约束、非线性优化、复杂变量等多项问题，开展相应的分析计算过程中，通常情况下相应的工作人员会将约束优化问题合理的转换为没有约束的问题，最终完成相应的求解操作。从目前的情况来看，复合形法、拉氏乘子法等方法是优化设计过程中常用的方法，并且在实际应用过程中也取得了不错的效果。

（三）设计相关程序

根据可靠性，确定房屋结构的优化设计模型，以及优化设计方法和计算方案的实际应用，在此基础上，编写出优秀的程序，该程序应具有功能齐全、速度快等特点。

（四）注重结构优化中的层次性

建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用在许多方面，优化整体效果，你需要充分考虑结构的结构设计和复杂性，住房建設系统结构、系统设计、安装设计系统充分关注，设计师必须了解下属系统优化的重要性，使项目整体目标实现。对于结构设计使用寿命的保证，应按期实施，研究不同阶段和性质，确定相应的结构设计方案，使建筑设计企业的效益尽可能有效的提高。

（五）充分重视其结构设计的系统化

在进行围护结构和屋面体系优化设计时，要综合考虑多方面因素，加强对房屋结构选型、整体布局和造价的分析研究。为了使房屋结构设计与时代的进步保持一致，必须注意结构设计的不断创新，从根本上考虑尽量把刚度差异、质量中心差别缩小。以通过在竖直方向上进行设计使得竖直方向上的承重构建相互贯通起来，保证结构设计具有良好的对称性。

（六）分析结果

针对相应的计算结果，应根据实际情况完成相应的对比分析。在此期间，工作人员必须全面考虑这个问题。这一步在建筑结构设计的优化过程中起着重要的作用。选择合理的设计方案，一方面可以保证房屋建筑结构的安全性、美观性和合理性。另一方面，也会在一定程度上影响住房建设项目的整体资金投入，这也是相关人员在具体工作中应该注意的内容。在结构优化设计过程中，全面考虑问题，只注重经济效益而忽视技术要求是不合理的。同样，只注重技术而忽视经济要求也是不合理的。在结构优化设计过程中，要把握经济与技术并重，找到两者的平衡点。只有这样才能保证最终结构优化的合理性。

三、结构优化技术在建筑结构设计中的具体应用

（1）在房屋使用年限期间，对各个阶段进行优化，从而延长房屋建筑的使用寿命。

（2）现代住宅结构复杂，层次多。在建筑结构设计过程中，对整个建筑结构体系、安装体系等内容进行优化，通过多层次的手段对建筑结构进行合理优化。例如，建筑的局部加固可以通过外部加固来完成，这样可以提高建筑的质量。

（3）现代建筑下部普遍采用预制桩和灌注桩基础。通过分析发现，与灌注桩相比，在具体的施工过程中更容易控制预制桩的工程量。因此，在实际施工过程中经常采用预制桩，这样可以减少工序和相应的操作时间。

（4）房子里有很多排水设备和机械设备。一些重型排水设备和机械应合理地安装在地下室，以确保特定深度和保留在建筑工程排水管道的大小应满足排水系统的实际需要，以确保建筑的水可以排放到建筑物的外面。

（5）建筑物内的电气管道一般安装在墙体和地面上。在建筑结构设计中，应充分考虑电气管道的安装，并进行相应的优化，以保证电气管道的合理性。

四、结束语

现代住房制度出现的复杂化的变动趋势后， 合理的结构设计显得更为重要，房屋结构设计工作存在相对较多的注意事项，一些特殊结构的关键部分，设计师在首轮设计工作结束之后可以对结构细节加以润色， 通过使用优化方法来将结构变得更为合理。房屋结构中建筑结构设计的优化方法涉及多方面，也是一个非常复杂而全面的技术方案优化过程。在房屋结构设计中不但要注重房屋的耐用性、实惠型、舒适性，而且还要保证房屋外形美观、安全性高，这些因素是建筑结构设计的主要目标， 同时相互间联系非常紧密，相辅相成，而不是相互矛盾的。设计师需要综合考虑房子的性能，最后确定最有利于提高建筑性能的设计方案。在此基础上，积极探索新的设计方法，应用新的技术，更好地实现建筑结构设计的目标。为了提高建筑工程的整体质量，在建筑结构设计过程中应合理应用结构设计优化技术。因此，设计师应该通过不断学习和实践，提高自己的专业能力和结构设计水平，从而推动我国建筑业的发展步伐。

参考文献：

[1]齐建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯，2015（11）.

[2]王鹏.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J].中国建材科技，2014（04）.

[3]范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报，2014（08）.

[4]周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2014（01）.

[5]王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013（03）.

[6]鄒俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播，2010（19）.

[7]汪江.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的实现[J].中国住宅设施，2017（02）.

[8]彭文军.建筑结构设计优化在房屋结构设计中的具体应用[J].居舍，2018（21）.

[9]檀小龙.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯，2017（11）.

[10]毛志芳.房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略[J].建材与装饰，2019（06）.

[11]李延青.房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略[J].绿色环保建材，2018（09）.

[12]战福明，刘鲲.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].门窗，2016（07）.