房屋结构设计中的建筑结构设计优化

【摘要】本文以房屋建筑结构设计优化的方法为出发点，阐述了建筑结构设计优化的作用及意义，从建筑结构模型、计算方法及程序选择和房屋建筑结构选择等方面，探讨了建筑结构设计的优化措施，并对用地面积、工程造价和高层建筑的结构合理性等方面，分析了房屋建筑结构设计优化中需要注意的问题，以期为提高房屋建筑结构设计的合理性提供参考价值。

【关键词】房屋结构；建筑结构；设计优化

随着社会的发展和生活水平的改善，人们对房屋建筑安全性、实用性、美观性和经济性的要求也越来越高，而房屋建筑结构作为影响房屋功能与质量的直接因素，对其设计进行优化则显得尤为关键。因此，探讨房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施，对满足人们在房屋建筑功能及审美方面的需求有着重要的意义。

1、房屋建筑结构设计优化的方法

建筑结构设计优化主要指在建筑结构的设计中，坚持设计理念的完善与创新，采用科学的设计方案选择合适的设计方法，以保证房屋建筑结构到到最佳效果。房屋建筑优化主要包括房屋基础、房屋支护部分和房顶等，保证优化设计体现在每个细节，实现从整体到部分的全面优化。同时，在优化设计的过程中，设计师需要综合考虑房屋位置、结构选型、工程造价和结构受力等方面因素，依据工程建设施工情况既房屋建筑的经济性，选择最优化的设计方法。

在进行房屋建筑结构设计优化时，设计师需要把握好如下几个方面：①房屋建筑的平面结构需要平整，体现建筑对称没，减少建筑建造质量和刚性结构间的差异，确保房屋建筑在承受水平作用力时，结构不会发生扭曲；②房屋建筑承重结构需要设计为竖直贯通形式，增强房租建筑在竖直方向上的承受能力；③保持房屋建筑原有转换结构，既避免外来压力过于集中，又可以降低建设成本；④房屋建筑竖直方向刚性设计需要体现层次性变化，防止因刚性结构的角度突变而无法有效转移压力，降低房屋建筑的抗压性能。

2、建筑结构设计优化的作用及意义

房屋建筑结构优化设计可以实现房屋建筑在美学、功能与经济等方面的价值，节约房屋建筑建设成本，保护房屋建筑周围生态环境，使房屋建筑综合效益得到最大化的体现。建设单位与施工单位在房屋建设中的目的是保证房屋使用性能，降低房屋工程设计与施工成本，避免各项施工资源的浪费，从而实现经济效益的最大化，而只有满足用户对房屋建筑坚固耐用、美观和舒适等方面的需求，才能真正实现参建单位的目的。

相对于传统的建筑结构设计，优化设计可以降低30%的房屋建造成本，并通过资源的合理配置，协调房屋建筑内部的独立结构，使其相互配合，共同发挥房屋建筑的功能。同时，优化设计可以推动房屋建筑结构设计的进一步完善，在创新与改革设计方式的基础上，以最合理有效的设计方案，保证房屋建筑安全性能满足要求标准，避免用户生命与财产受到危害。

3、建筑结构设计优化的措施

3.1结构模型设计的优化措施。建筑结构模型设计的设计优化措施主要包括三个方面：①选择变量。设计师在进行建筑结构设计优化时，可以将任何影响设计方案的数值作为设计变量，例如工程目标控制参数（包括结构造价参数与损失期望参数等）和约束参数（包括结构可靠度参数）等。如果设计师选择影响因素少或者变化的幅度较小的参数作为变量，将会降低房屋建筑在结构设计、计算与编程等方面工作的难度，帮助设计师找到满足设计要求与目标的相关数据。②确定函数。设计师需要在很多组较为相似函数中，选择出最为合适的一组函数，保证其房屋建筑钢筋与横截面尺寸符合设计要求，并分析所选函数的性质，最大程度上降低房屋建筑的建设成本。③衡量多方面条件。为了保证房屋建筑结构的稳定性与耐用性，房屋建筑设计中的约束指标需要参考架构刚性及稳定性、房屋的尺寸、受力及变形限度、架构体系与单元组件的规格、墙体裂隙的限度、结构的确定程度和结构的可塑程度等。在优化设计的过程中，设计师需要多方面衡量房屋建筑的施工情况、环境条件和施工约束条件等，保证各种条件可以满足规定的标准与要求，从而实现优化设计的合理性与可靠性。

3.2计算方法及程序选择的优化措施。在房屋建筑结构设计的过程中，涉及到许多的计算程序，而建筑结构设计的过程即为对复杂变量与各项设计条件进行计算的过程。设计师在推理验算各种数据的过程中，需要充分考虑各种约束条件的适用性，确保在没有附带各种约束条件下得到计算结果，提高计算结果的参考价值。在房屋建筑结构的优化设计中，设计师可以采用的计算方法有很多种，如复合形法、拉氏乘子法和Powell法等，每种计算方法都有其优势和不足，设计师需要依据设计需求，选择简便可行的计算方法，以节省设计时间与精力。在确定合适的计算方法后，设计师还需要选择最佳设计程序，保证其满足运转高效、功能强大和用途全面等要求。

3.3 房屋建筑的结构选择。由于房屋建筑的工程投入与其结构类型密切相关，所以房屋建筑的结构选择尤为重要，设计者需要认真分析房屋建筑结构类型的特点，进行房屋建筑的结构设计。①抗风墙结构。该结构方式在高层建筑中的应用非常广泛，其主要是应用混凝土作为基础，房屋建筑的抗震性能极佳，并且降低了钢筋材料的使用，有效节约了施工资源；②框架结构。该结构设计在房屋建筑布局灵活性与造价低廉等方面有显著优势，但是房屋建筑的柱结构截面较大，抗震能力比较低；③混合结构。混合结构是抗风墙结构与框架结构的综合应用，综合了两者优势，弥补了其中的不足之处，对房屋建筑的结构布置设计比较合理，抗震性能与抗侧力能力相对较强。

4、房屋建筑结构设计优化中需要注意的问题

4.1 工程造价的问题。随着楼层建筑高度的增加，不仅设计和施工难度加大，而且建筑材料的质量及其使用量也在增加，相应的工程造价成本也不断提高。因此，设计师在进行建筑结构设计优化时需要将节约施工材料，控制工程造价体现在设计中，保证设计优化后的合理性与经济性。

4.2 结构合理性的问题。房屋建筑层数的不断增加，既会影响到结构的稳定性和安全性，以及工程造价的增加，又会使建筑出现太阳光的直射不足、抗震性能下降和供水供暖比较困难等新问题，这些问题不但影响房屋建筑的使用功能，而且影响人们生活的舒适性。因此，设计师在进行建筑结构设计优化时，需要综合考虑多方面的因素，选择合适的设计施工方案，满足人们的心理需求和实际生活需求。

结束语

总之，在房屋建筑结构设计优化中，设计师需要全面考虑施工条件、周围环境、设计可行性和施工成本等多方面的因素，做好建筑结构模型、计算方法及程序选择和统计结果分析等方面的工作，保证设计优化方案满足建设施工标准与要求，保证房屋建筑的施工质量与施工效率，为人们创造舒适的居住环境。