建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

摘 要 随着人们生活水平逐渐提升，对于建筑设计来说，不仅需具有基本的美观性和经济性，还要求其建设质量满足社会发展的需求，但在对建筑结构进行设计时需考虑施工的便捷性，在保证工期时间的前提下使整个房屋具有安全性、合理性以及美观性，既满足施工单位经济发展，又促进了社会的发展和进步。

关键词 建筑结构设计；优化方法；房屋结构设计；应用

前言

随着我国社会的不断发展，经济水平不断提高，建筑行业也迎来了发展的春天，但同时在高速发展的时候，也产生了许多问题。因此，需要建筑结构设计人员对其设计理念不断完善，不断提升个人能力，积极面对目前的挑战和问题，不断完善建筑结构设计，随着城市化进程的加快，高层建筑已经成为城市的主流建筑，设计者要不断完善和创新高层建筑结构设计，以保证建筑工程质量，促进城市的不断发展。

1 优化设计在结构设计中的意义

1.1 保证设计方案的良好程度

从古至今留存的大量建筑资料表明，若是要将房屋结构设计达到既定的要求，保證结构的整体稳定性是最为重要的前提条件，只有在保障人们的住房安全情况下，发展改革创新以新事物提高群众的关注度，在更为宽广的领域才能有建筑工程的一席之地。将此作为基本，设计师们保障高效率的完成结构设计的质量，结合多种能够促进或阻碍工程实施的方面考虑，发现设计当中的不足或能够更进一步优化的地方，将糟粕研磨成精华，将精华施以加工，必然能够将一个完美的设计方案制定而出，尽可能地为企业创造利益并减少损失。

1.2 降低施工成本

展望未来的发展趋势，我国建筑企业不应该只片面的追求加大科技量创造的发展，在保证质量施工的前提下，更主要的是需要将实际得到的经济效益与改造创新结构设计结合起来，在优化技术的同时能够做到经济环保降低施工成本。降低成本的预算也是很主要的优化结构设计的需求，这样能够将有效节省下的成本用于建筑工程的其他方面，能够更有效快速的增长企业的经济效益及发展速度，还能突出在市场竞争中的优势。

1.3 提高环保节能的意识

人们在住宅建设中的使用基本上是为了实现住宅的功能，而功能是在保证建筑物安全的条件下要考虑的设计步骤，作为建筑结构设计的关键要求。时代不断发展，房屋建筑也跟着发展前行，国家也应该在保障住房前提条件下，满足环保的目的，国家不断倡导环保节能生活，如果建筑企业能够将这一理念体现在结构设计的优化中，必然能够加速我国企业的发展，让我国建筑结构设计站上世界的舞台[1]。

2 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用要点

2.1 构建优化模型

首先，科学的选择建筑结构设计变量。在变量选择的过程中，应该将影响建筑结构设计的参数作为变量。比如，建筑物的损失期望值、建筑结构造价值、建筑结构设计的可靠性等进行严格的控制，这些技术相关的目标参数，又是建筑约束控制的参数值。对于建筑结构设计中影响范围较小、变化面积较小的因素，可以将其视为部分设计参数值；在具体的实践过程中，可以采用预定是参数来表示，并将其作为依据来减小设计，计算变量，减小建筑结构设计方案编制过程中的工作量，有效地提升设计工作效率。其次，目标函数的确定。在进行建筑结构设计优化时，应该找到符合相关规定的尺寸和条件的钢筋截面面积、已经失效的概率函数，通过这种方法可以有效地减少建筑施工成本的浪费。最后，科学地确定约束条件。在建筑结构优化设计过程中，应该有效地保证建筑结构的安全性、整体性、科学性，合理地确定建筑结构约束条件。在建筑结构设计中，应该对目标的性质、实际应用性质等约束条件科学化的进行对比与分析，保证相关约束条件能够有效地满足建筑施工的整体要求，以保证建筑结构设计的最优化。

2.2 桩基础的优化

建筑结构桩基础由预制桩和灌注桩两种类型组成。预制桩生产成本低，配筋率很小，节约钢材，空心桩很环保，直径小，比表面积大，单方混凝土的承载力很大，施工简单，技术难度低。并且工期短，工程能连续施工，在松散土和非饱和填土中是正面的，会起到加密、提高承载力的作用。但是预制桩的挤土效应在饱和粘性土中是负面的，会引发灌注桩断桩、缩颈等质量事故，对于挤土预制混凝土桩和钢桩会导致桩体上浮，降低承载力，增大沉降；挤土效应还会造成周边房屋、市政设施受损。灌注桩在施工过程中的质量控制较难实现，并且耗时长、操作复杂。因此，在符合相关建筑标准和环保标准的前提下，实际施工应优先选择预制桩[2]。

2.3 建筑结构设计电气的优化

在房屋建筑中，电气管线的安装形式是导线在墙体、楼板中进行安装，给实际设计施工带来问题，在具体结构优化中需慎重处理。若管线贯穿建筑梁体，那么需提前预留孔洞，且还要保留梁宽与墙厚一致，即使不能保证这点，也要使墙体与梁的侧平面相齐，务必使管线不外露。若没有做好准备工作，后期美观及其他设计都会受到影响。此外还应注意电梯用房的设计，因为电梯用房的孔洞较多，预埋构件上较繁杂，应保守计算，增加板厚，保障设计合理、施工安全。

2.4 建筑结构设计给排水协调的优化

由于在整个建筑中，专门用于给排水的房间有很多机械设施，所以其相比较于普通房屋，荷载强度较大，因此，水泵房应该尽可能设在地下室区域。给排水房间里面的管道较为复杂，长度及粗细都不尽相同，因此，依照相关标准应该预留足够的尺寸和深度，同时加固其穿孔位置[3]。

3 结束语

总而言之，要想建筑企业在市场中拔得头筹，必须将房屋结构设计做到最优。运用各种条件，创新对结构设计进行优化，首先满足人们的最基本需求，再赋予建筑更完备的功能条件。因为受我国传统思想的影响，设计人员不能突破限制发挥自己的思维创造力，另外还有技术科技的局限性在一定程度影响了房屋结构设计的质量。因此，我国需要在优化设计技术上加大力度，重视问题的解决，让我国房屋结构设计技术在整体工程和市场能更上一层楼。

参考文献

[1] 王华.浅析房屋建筑结构设计中优化技术应用[J].建筑工程技术与设计，2015，（28）：394.

[2] 梁骕.浅析房屋建筑结构设计中优化技术应用[J].工程技术：全文版，2017，（38）：00021.

[3] 周世光，李琼.浅析房屋建筑结构设计中应用优化技术[J].建筑工程技术与设计，2015，（4）：675.

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