房屋建筑结构设计优化方法及应用探析

房屋建筑结构设计优化方法及应用探析

杨林

成都嘉祥房地产开发有限公司 610031

摘要：近些年，人们对生活质量和居住条件的要求不断提升，相应地，对建筑工程的综合品质也提出了更高的要求。与此同时，国家也出台了相关政策呼吁建筑的节能化、高效化发展，这就要求建筑企业积极运用结构设计优化方法，使有限的空间与资源的价值得到最大化发挥，进而促进建筑工程实用性、经济性发展目标的实现，这对我国整个建筑行业的可持续发展来说也是大有好处的。基于此，对房屋建筑结构设计优化方法及应用进行研究，仅供参考。

关键词：房屋建筑结构；设计优化；应用

引言

房屋建筑是人们生产和生活的重要场所，其结构设计工作受到普遍关注。因而，若对房屋建筑结构进行设计优化并加以应用，可有效提升其设计质量，进一步满足人们的生活和生产需求，这同时也是当前所有的房屋建筑结构设计单位需要重点考虑的问题。

1房屋建筑结构的优化设计内容

对我国房屋建筑结构进行全面分析，可以得知其建筑优化的内容可以先遵循“设计规范”以及相关的“使用要求”为前提，考虑到房屋建筑在设计过程当中遇到的实际情况以及实际因素，在实现经济整体合理性为缘由过程当中，实现一定层次的建设。此建设过程通称为“优化设计”。优化设计对于建筑结构自有的构建、布局等实现了有效排列，减轻结构的受力情况，优化设计结构。首先，优化设计可以以“结构”为主体，对相关楼层的围护栏结构实现细化。此外，可以基于房屋的基础部分进行优化，完成屋盖结构等提升。

2房屋建筑结构优化的综合意义

2.1结构设计优化有利于提高材料的有效利用率

对于我国这样的发展中国家而言，建筑结构设计优化的主要目的就是以最少的资金建设出最好的建筑。站在优化设计的层面来看，结构性能最佳的方案并非一定是材料利用率最高的方案，这就要求设计者在开展设计工作的时候必须注重对结构材料的充分利用，与此同时，还要加强对各类新型建筑材料的应用，如钢管混凝土结构、预应力混凝土结构等。其中，钢管混凝土结构是在薄壁圆形钢管中填入混凝土的一种全新结构形式，其可将两类材料有机结合起来，通过填入的混凝土来提高钢管壁本身的稳定性水平，同时，还可利用钢管对核心混凝土产生的作用，使其处于三向受压状态，进而增强其抗变形能力以及抗压强度。与普通的钢结构相比，钢管混凝土结构在承载力和自重基本一致的情况下，可节省约50%的钢材，同时还可简化焊接工序，有效降低焊接工作量。相较于普通混凝土而言，钢管混凝土在确保钢材使用量相近以及承载性能一致的基础上，可减少大约50%的构件截面面积，相应的材料用量也可节省一半左右。事实证明，对房屋建筑结构设计的优化，可显著提升材料的利用率，使工程成本得到有效控制。

2.2优化整体建筑结构

通过房屋建筑结构优化设计可以提升整体建筑结构质量，使得建筑结构兼具美丽外表与实用内在。一般房屋建筑主要功能为生活场所，其基本功能包括居住、使用等，同时房屋建筑作为重要建筑物，还需要具备一定审美性，需要符合大众审美，而要想确保房屋建筑对大众具有足够吸引力，就需要同时满足以上两点。但在实际的房屋建筑过程中，常常会偏重于其中一点，大多数情况建筑设计人员会放弃外形，选择确保建筑基本使用功能，在一定程度上降低了建筑综合效益。针对此种情况，设计人员可以通过优化结构设计的方式，找到建筑外形与内在的平衡点，提升建筑结构整体质量，全面满足用户需求，促进建筑行业良性发展。

3房屋建筑结构设计优化方法及应用

3.1结合相关参数进行结构设计优化

房屋建筑结构设计优化工作具体过程可通过建立结构设计优化模型、计算方案选择、程序创新及结果分析几个方面进行具体实施。具体而言，在结构设计优化时，可建立相关函数模型，以提高结构设计优化的有效性。对于钢结构的优化设计，可通过函数模型中分析其截面尺寸等参数，从而实现对钢结构施工成本的控制。此外，对于结构的稳定性和耐久性，设计人员可从房屋的尺寸、结构的牢固性等多方面加以考虑，从而实现设计优化。与此同时，设计单位应加强现代计算机技术在房屋建筑结构设计优化工作中的有效应用。计算机技术在结构优化设计工作中，具有较多的优势，但同时也存在一定的缺陷，如存在无法对多方面的主客观因素进行充分考虑，人性化水平需进一步提高等问题。

3.2计算机技术的有效运用

随着我国科学技术的不断发展，必须将计算机技术与房屋结构优化设计进行全面融合，保证其可以利用计算机的性能，对优化设计进行全面的提升。例如，在进行模型搭建过程当中，可以基于ＢＩＭ技术，对房屋结构进行三维构建，通过模型帮助相关的施工人员确定如何有效的进行配比。ＢＩＭ技术可以对相关的数据进行处理，生成可变动的三维模型，完成房屋的优化设计。通过数据，确定材料之间的搭配，完成优化。此外，在材料与承重应力之间的关系，可以通过计算机的测量，优化方案的数据，以确保房屋整体结构的有效模拟。同时，通过计算机生成的电子统计图，可以避免在后续工程当中出现遗失或损坏。相关的施工人员可以将其保存在手机当中，在施工时依照施工图的整体指示，找到最佳的配比点。电子施工图可以根据工程当中突发的意外情况进行及时更改，以保证其自有功能的准确性。在设计过程当中，相关的施工人员必须根据施工图的可行性以及可用性进行全面观察，根据相关的设计工作进行全面推动，减少相关的设计偏差，完成有效的价值提升。

3.3整体优化和局部优化

建筑结构设计表现出明显的层次性和复杂性。首先，从层次性上来看，其主要涉及到建筑设计体系、结构体系和安装设计体系等，且上述每个体系之下还包括诸多小的分支体系。设计人员在开展建筑结构设计工作的时候，应当结合工程的具体情况以及各个分支的特点加以优化，循序渐进地解决各环节遇到的困难，进而确保整个工程的顺利完工。其次，站在复杂性的层面来看，其主要涉及到建筑原材料的选择、零部件的选择以及结构类型的确定等内容。所以，不管是哪种类型的房屋建筑，都可从整体和局部出发进行优化，最终实现建筑结构设计水平的最大化提升。

3.4优化水电管网

水电管网是房屋中的必要结构之一，为房屋使用者提供了日常的必需能源。在设计过程中，优化水电管道结构是设计人员需要着重考虑的问题之一。需要着重考虑水电管网的主要原因在于其在建筑结构中具有较高的复杂性，在对房屋结构进行优化的过程中必须要考虑到优化过程可能对管道造成的一系列影响，从而提前设计好方案，排除优化工作对管道造成的干扰和不利影响。

结束语

综上所述，房屋建筑结构设计中优化技术种类较多，在具体优化方面相关设计人员需要结合工程具体情况，进行房屋建筑实地勘查，制定初步建筑结构设计方案，并在优化上充分利用多种技术，尽可能地保障工程质量的同时，达到结构优化目的。房屋建筑设计人员可以根据房屋建筑结构不同，适当制定相应建筑结构优化设计方案，全面提升优化质量，促进建筑工程综合效益提升。

参考文献

[1]马寅杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(15):85-86.

[2]朱志勇.建筑结构设计优化方法在房屋建筑工程中的应用[J].住宅与房地产,2019(15):52.

[3]张颖.房屋建筑结构设计中应用优化技术探讨[J].绿色环保建材,2019(05):100.

[4]郑维兵.建筑结构设计的优化方法及应用[J].四川建筑,2019,39(02):49-50.

[5]刘俊.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].建材与装饰,2019(12):118-119.