房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用分析

房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用分析

邓伟

身份证号：450122198711123095   广西南宁

摘要：近些年来，我国的房屋建筑工程建设发展非常迅速，在人们生活中也占据了重要地位。随着社会经济的快速进步和人民群众对居住质量要求不断提高等因素影响下，建筑行业飞快地向前发展着，人们生活水平得到了显著提高，对于城市基础设施建设和建筑质量要求也越来越高。在进行房屋结构设计时需要根据实际情况来选择合理且合适的设计方案，对于房屋结构设计而言要从安全性、耐久性以及整体性这三个方面进行综合考虑来确保其具有良好性能，本文主要对房屋结构中各个组成部分之间相互关系以及其与周边环境间所产生相互作用等展开分析。就房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用进行了分析，并提出相应建议措施。

关键词：房屋结构设计；建筑结构设计优化方法；应用

引言：在房屋建筑结构设计的过程中，其主要是以满足人们日常生产生活以及工作要求为基础，对建筑物进行合理有效地布置与规划。而这一点也就意味着要保证建筑物能够实现安全可靠、经济美观和功能性齐全的使用功能。因此对于整个建筑工程来说必须严格按照相关规范来做好结构优化设计管理工作。本文在分析房屋建筑结构体系特点之后，考虑到结构与建筑物之间以及其周围其他部分之间所存在的相互作用关系，并对这些因素进行进一步分析研究以确保建筑设计工作能够顺利开展并且保证建筑工程质量达到一定标准水平，结合了我国目前实际情况针对现阶段建筑工程中建筑框架结构体系展开深入探究。

一、建筑结构设计现状

（一）忽视建筑抗震的重要性

建筑物的最重要保障之一就是具有抗震性，只有这样才能保证居民的安全，所以在一开始设计建筑物时就要最大化地实现预想中的抗震效果，并且我国国家法律也曾经出台过相应政策以保证房屋建筑的抗震性。但是目前仍有部分设计师在设计房屋结构的过程中没有意识到建筑物抗震的重要性，只是一味地一味地满足与客户对于美观的要求，这样就会导致如果地震来临时建筑物就无法到预期中的抗震效果，就会造成大量的人员伤亡以及财产损失。建筑设计师在设计时忽视了建筑物抗震性的重要性主要原因是由于自身缺乏相应的增强房屋抗震性的意识，另一方面也是为了因为建筑物完工进行检验时对其进行抗震性检验会很繁琐，因此导致设计师不重视抗震效果、施工方在施工时存在偷工减料的情况。

（二）建筑物过分追求美观、存在安全性计算问题

目前由于居民的生活质量以及生活水平的提升，物质需求得到达大满足的同时就会增加对精神世界的追求，那么在房屋建设方面居民就会更加追求美观以及实用性，设计师为了迎合消费者的需求也将相对忽视房屋抗震性的重要性，使得房屋的结构设计方面存在安全隐患。在进行房屋结构设计时通过合理的设计来增强房屋的结构性是正常事件，但是由于房屋低价的不断升高，部分建筑厂家为了节省成本、提高经济收益就会过度追求最大化地实现空间使用性，最终导致房屋结构的设计存在问题、房屋的好总理分布不均匀，最终导致建筑的存在整体损毁现象。除此之外在完成房屋结构设计之后，设计师以及施工人员应该在进行安全计算时需要选取合适的模型以保证建筑工程能够达到预期的安全性，但是部分设计师在进行安全性设计时实际选用的模型与理想中的模型相差甚远，这样就很难达到建筑安全性的要求。

（三）建筑工程存在偷工减料的行为

不打折扣地制定建筑工程结构设计的流程是保证房屋建筑结构稳定性与安全性的关键，不仅能够很好地保证建筑质量还能减少不必要的成本浪费。但是目前许多建筑都存在偷工减料的行为，这样就很难保证建筑物能够达到预期中的安全标准，直接影响建筑的整体使用寿命。建筑工程偷工减料的行为主要体现在以下两方面：首先在进行建筑工程结构设计时设计师为了满足对方的成本压低需求就会进行不合理的房屋结构设计，这样就会导致房屋在未开始建设之前就存在安全隐患；其次在进行房屋建筑施工时部分商家为了减少自身的成本浪费也为了提高工程效率就会偷工减料，不按照结构设计示意图进行相关流程作业，不能满足房屋结构设计安全性的标准要求。

二、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中应用的重要性

针对目前房屋建筑中出现的高层以及超层的问题来说。必须采用一系列的措施，不断的优化建筑结构的设计，使其更好的方向发展，既能够保证人们的住房需求，又能够减少过多的不利因素。对于建筑企业来说，房屋建筑的安全性、美观性以及如何达到经济效益等问题，都是需要考虑的，通过对设计理念、方法的更新，能够对设计进行总体的规划，有一个大致的布局，并在这个框架下进行合理的施工，通过合理的施工优化建筑结构设计。可以调动部分的人力物力，通过降低投入成本，将经济效益提升上去，又能够保证住房的安全，为人们提供更多高质量的房屋。不断地满足人们的住房需求以及满足人们的住房心理需求。使其能够建筑产业持续健康地发展，实现建筑行业的繁荣。

（一）有利于降低建筑总造价

建筑结构优化设计在建设房屋过程中具有重要的作用。建筑结构设计好了，能够有效地降低建造得总的成本，更好地节约成本。在占地面积小的情况下，依然能够建设良好的建筑。一般而言，建筑房屋层数会随着高度的增加而升高。楼间距恩不断地增大，会大大地提高成本，为了更好地进行结构优化，能够有效地控制好建筑楼间距及占地面积之间的比例，提高整体的运行效率，降低整体建造的成本，为企业生产提供更多越来越实惠的方案，更好地进行设计，再节约人力物力的基础上，满足设计的要求。

（二）提高建筑结构的经济性

建筑结构优化并不意味着建筑面积越大，建筑楼层越高就越好。我们需要考虑到建设结构的经济性，节省建筑的材料，又能保证房屋建设的安全性，提高防震的能力，提高采光的水平。在节约用地的同时，能够根据不同的地形，不断地改设造方案，选择最佳的建筑结构方案，降低建筑材料的投入。能够科学地算出建筑需要的材料，进而也能够提高整体的经济效益。

（三）有助于保障建筑安全

建筑结构是整个建筑的重要的核心的组成部分，对建筑安全系数具有重要的价值。结构合理地将建筑安全性能将大大地提高，在进行建筑结构优化，设计师通过具体的一系列的计算，能够做出科学的判断，使之在原有的基础上能够完成后续的工作。做好建筑的防震工作和承受风险的压力，能够使得建筑更加符合要求，获得质量上的审批，加强结构的基础设置，不断的优化建筑结构设计。能够从根本上提高建筑的安全性和经济效益。也能够使建筑的使用寿命延长，因此，做好科学的建筑结构优化是很有必要的。

三、房屋结构设计优化原则分析

（一）安全性原则

房屋结构设计需要考虑到以下三方面的原则，首先是安全性原则，它建筑结构优化最先考虑的一项原则。通常在进行房屋结构设计之前，需要对于房屋的整体的结构的合理性进行勘测，通过对房屋所能承受的地震的最强压力进行计算。通过对房屋所处地形的合理的把控，使其更好地能够进行房屋的结构设计，提高建筑的整体的受力。使其建构的房屋能够安全达标，通过考虑一系列的影响因素，确保安全之后再进行施工才能更好地促进建筑物结构设计的合理性，更加地优化设计方案。

（二）实用性原则

实用性也是结构优化设计中需要考虑到的重要的因素。通常在建筑结构优化的整体的过程中，对于建筑的功能需要进行考核。通过结合建筑的状况，结合当地的情况，有针对性地对建筑物进行优化设计，在优化设计的同时，需要确保实用性，提高建筑物的稳固性，为建筑有效地建设，提供好更多的质量保证，使房屋结构优化工作能够顺利进行。

（三）环保性原则

进行建筑结构设计必然会耗费大量的材料，为了不使得材料带给环境污染，我们对于设计选取的材料，需要针对环保性的原则，更好地突出环保的价值，可以采用一些绿色无污染的新型的材料进行设计，对于建筑设计人员方面，需要提高他们在这方面的利用的意识，能够有效地避免一系列的化学物品带来的伤害，能够向着绿色的方向发展，使其建筑设计产业蓬勃发展。

四、优化房屋结构设计的步骤

（一）建立结构优化模型、优化程序设计

优化房屋结构设计的最重要行为就是选择最佳的参数并在此基础之上建立函数模型，之后就可以通过专业的计算方式得到最佳的房屋结构模型。设计者可以从以下两方面入手：首先是建立正确的优化结构模型，这样才能得出合理的变量从而减少编程计算的工作量；其次就是在选择合适变量时候要通过目前的最大条件选择最佳目标函数，只有这样才能减少条件限制，完成最优设计的目标。除了优化建筑模型之外选择最佳的计算方案也是保证房屋结构设计合理性的措施之一，因为参数会严重影响设计过程，那设计师在进行优化方案设计时一定要将全部的约束条件考虑在内，只有这样才能保证在实际的实施过程中突发情况发生的概率降到最低；最重要的是设计师还要考虑变量发生的因素，并将其影响因子降到最小，这样就能通过计算机得到最直观的计算结果。

（二）分析结构优化结果

分析优化结构结果就是对计算机程序计算出来的数据进行全面仔细的分析，并且根据这些得到的数据进行最佳方案的选择。所以在进行结构优化操作时工作人员一定要考虑各种可能会对结果造成威胁的影响因素，尽最大可能保障呢过结构优化工作的顺利进行。因为建筑工程的前期投入较大，不仅要耗费人力物力还要投入一定的成本，那么分析结构优化的目的就是将成本损失降到最低。在进行结构设计结构分析时一定要注意两方面问题：首先就是要找到技术与投入成本之间的平衡点，实现以最低的成本获得最高科学技术应用的目的；其次就是要充分理解结构优化分析的重要性，这样才能将分析方式最大程度利用没减少资源以及成本的投入。

五、房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

（一）概念设计与细部结构设计优化

在进行建筑结构优化设计时对于一些不确定的地震等因素，需要通过概念化的方法进行优化，通过对数值进行分析，能够为结构设计提供一系列的帮助，更好的辅助设计进行。通过安全的方式加强细部的优化设计，使其能够科学地进行建筑，避免了混凝土发生断裂等问题，能够更好地保证生产的质量。加强概念设计与细部结构设计优化，能够更好地服务于房屋结构设计。

（二）分段优化与寿命优化

建筑结构向着复杂化和多样化的趋势不断地发展，在这个建筑行业日益激烈的大背景下，人们关注与住房的稳定性的需求越来越多，如何保证企业能够向着良好的方向发展，保证企业建筑的稳定性，对于企业来说是一个巨大的考验。我们要确保建筑工程项目都是在一定的使用年限中，能够对不同的项目提出不同的设计方案，每个环节都要落实到位，需要根据当地的情况，具体问题具体分析，并结合当地的地形的特点，能够更好地进行分段的优化，从而也能够提高建筑的使用的寿命，保证建筑的使用寿命能够延长。在建筑工程设计中，必须加强设计人员的培训，使其能够科学地进行优化，能够及时地抓住每个建筑设计阶段的特点，保证建筑项目的顺利进行，不断地为人们提供高质量的房屋，在满足人们心理和生活需求的基础上，加强质量的监督，提高项目的使用寿命，达到经济效益和服务社会的目的。

（三）结构设计模型的优化

针对结构优化设计，需要采取一系列的具体的优化步骤，得到最佳的结构设计优化方案。我们可以通过结构模型的优化，选择适当的方案明确变量，能够确保结构优化的科学性。在进行建筑结构优化的同时，通过具体的运算采取具体的方法，使其科学完善设计方案。常用的方法有符号型法，通过相应的程序编制一套合理的结构方案。这样能够在提高建筑稳定性的同时，缩短生产工期，使其满足要求，又能够从外观上满足人们的要求，达到安全性和美观性的统一。

（四）有区分地优化设计

对于不同类型的房屋结构，需要有针对性地进行优化设计。对于房屋的承受能力、抗压能力等方面都需要进行排查，使其能够在科学的范围内进行科学的施工，降低整体的造价。许多房屋的圈梁和构造柱需要通过精确的计算，得出相应的数据有针对性地进行设计，能够加强整体的建筑的效率和水平，也能够降低含钢量，满足防震减灾的要求，使其能够降低整体的生产成本，做到有区别的优化设计。

（五）整体优化、局部优化以及使用寿命优化

   将房屋结构设计的整体优化以及局部优化进行有效的结合不仅能够提高工作效率还能减少资源以及成本的浪费。首先从整体角度来讲，房屋结构设计包含设计体系、结构以及安装体系等等，这每个体系又能形成不同的体系分支系统，所以在进行房屋建筑设计时设计人员一定要从整体的角度对每个设计体系都进行全民的优化，是每个体系之间都能进行横向或者纵向的融合，这样就能实现每个环节之间的连续性。其次从复杂性的角度出发，房屋结构设计主要包括原材料以及部件的购买、选定房屋结构类型等等，这些内容都极其复杂，因此要想将房屋的结构设计达到最大程度那么设计师就要从整体以及局部的角度入手进行结构优化。不仅如此因为房屋建筑供居民使用，因此保证房屋建筑的使用寿命也是很有必要的，所以设计人员在保证房屋质量的情况下也要对房屋建筑工程的使用寿命进行优化。

（六）钢筋混凝土框架结构优化设计

建筑项目中，混凝土是其重要的一部分结构。对于房屋建设的整体的质量有着重要的影响。钢筋混凝土计算的环节不能出现错误，在计算钢筋混凝土结构过程中，我们需要通过简化设计流程的方式，满足建设的需要，加强钢筋混凝土的。质量。对于钢筋混凝土进行模型的分析，为其提供更多质量较好的材料，对于后期建设工作开展来说至为重要。通过对钢筋混凝土，可以采用准则法进行优化，能够知道建筑架构的截面形状，达到最优的方案，解决一系列弊端，最后得出房屋钢筋混凝土的整体架构，提高建设的整体的质量。按照各个环节逐渐过渡，使其能够更好地为后续工作做准备。

（七）结构优化与排水系统优化相协调

房屋建设中不仅需要考虑结构优化设计，还需要与排水系统相协调，排水系统在结构优化方面也发挥着重要的作用，排水系统对于房屋建设具有重要的作用，是房屋建设中的重要的组成部分。需要尽可能地避免漏水、渗水等现象，保证管道能够穿过承重墙，通过对墙体进行巩固。使其更加符合设计的标准要求，对于管道的宽度和尺寸进行科学的测量，减少不必要的风险。能够有效地避免管道绕柱等问题的发生。通过优化结构与排水系统相协调，将会大大的减少水平方向管线穿过柱这种难以处理的问题，极大的便利了人们的生活。

（八）注重设计与经济的兼顾

房屋建设结构优化需要注意设计和经济两方面，这也是进行房屋建设中需要考虑的重要的因素。房屋建筑必须注重设计和经济二者的平衡，我们就要确保房屋的占地面积的同时，也要确保投入建设房屋质量。通过对内部构件的分析，进行科学的判断，加强建筑结构设计，使房屋整体具有良好的受力性。减少房屋施工的成本，使其更好地为建设做准备，提供稳定的材料。在获得经济效益得到的同时，加强设计也能够使。建筑本身发挥出应有的价值。

结束语：综上所述，做好房屋建设结构优化工作，不仅能够提高整体的效率，还能使得房屋建筑行业达到良好的经济效益，使其能够在确保安全的基础上，提高整体的效率。增强房屋建筑的美观和实用性，是房屋建设过程中所追求的，我们在建设过程中需要遵循基本原则的同时，要掌握科学的结构优化设计的方法，加强对设计人员的科学的培训，能够帮助房屋建设更好的发展，推动房屋建设产业向着更加优化的方向前进。通过调整结构设计的方案，提高房屋建设的质量，不断地对其进行结构的优化，降低房屋建设的成本，最终能够获得良好的经济效益。

参考文献：

[1]李君永.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究 [J].中国住宅设施，2017(1):19～20+10.

[2]李南生.浅析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应 用[J].低碳世界2018(8):254~255.

[3] 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(6):71~72.