建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

江敏

摘 要：建筑结构设计在房屋结构设计中占据重要地位，能够全面体现出建筑的安全性和功能性。建筑结构设计能够全面提升房屋结构设计水平，维护房屋建筑质量，还能够提升施工企业的知名度。此次研究主要是探讨分析建筑结构设计优化方法在防护结构设计中的应用，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：建筑结构;设计优化;房屋结构

1、建筑结构设计案例分析

某地区高层住宅建筑共包含22层，地上20层，地下2层。在技术分析期间，工程应用平板式筏形基础，在标准层梁板上，应用现浇空心板和普通框架梁联合体系。在结构体系中，框架核心筒结构的应用效果显著，结构形式具备合理性。在简历墙结构中适当加入少量框架，按照剪力墙结构分析整体结构体系。

在安装排水管道时，需要应用如图1的给水管道安装工艺。联合设计规范要求，注重排水管道坡度设计，保证污水排出的通畅性。

2、建筑结构优化设计在房屋结构设计中的应用优势

2.1合理控制工程成本

现阶段，高层建筑数量日益增加，相比于普通建筑来说，高层建筑所占据的空间比较大。建筑高度持续增加，会导致占地节约量和建筑层数比例的失衡，增加工程总体成本。因此房屋结构设计过程中，必须注重土地节约量问题，保证占地面积和工程造价之间的协调性，将工程成本控制在合理范围内，降低浪费和损耗问题。

2.2满足安全性需求

随着建筑高度的不断增加，建筑整体重量也会影响整体框架，梁和柱的承載力明显增加建筑物承载力，还会增加梁柱体积和墙体面积。由于建筑物的高度不一致，也会影响墙面范围。通过优化设计，建筑结构可以减少，借助内外等装修面积合理控制工程成本，同时能够满足建筑设计的安全性要求，从根本上提升建筑等经济效益。

3、建筑结构设计方法在房屋结构设计中的具体应用

3.1优化结构设计模型

在优化建筑结构模型期间，首先应当选择变量。通常情况下，建筑工程师在建筑设计方案中具有重要作用。设计人员在具体设计期间必须注重多项因素，降低建筑结构编程与设计难度，设计人员也可以找寻到和设计目标相贴合的数据。其次，确定函数。设计人员需要确定一组函数，使其符合房屋结构尺寸与配筋率要求，确保建筑设计施工成本控制在合理范围内。此外，衡量施工条件。为了保证建筑结构稳定性，必须全面分析房屋的结构稳定性，受力限度，结构构件裂缝限度等问题。在设计过程中，设计人员必须立足于房屋施工条件联合建筑使用方法，深入分析设计中所存在的各项限制因素，以此保证建筑结构设计的合理性与准确性。

其次，应用计算机技术也可以优化结构设计。在建筑结构设计过程中，信息优化属于重要内容，可以确保结构设计效果。在具体应用中，建筑结构容易受到变量调节约束，不能通过单一方法优化结构。为了处理房屋结构复杂性问题，需要应用计算机信息技术，合理简化整个设计过程。使用GAMES软件建立建筑模型，全面提升建筑设计效率。该软件在建模线性与非线性问题处理上具备显著优势，系统在处理建模问题时，可以通过简洁方式更改公式，求解器转换的便捷性高，可以从线性转化为非线性。通过GAMES可以处理相关数据信息，出去可以在熟悉的表格和列表中输入，通过代数声明描述模型。其次，通过应用TBCAD软件，可以将建模和结构设计方案纳为成本控制因素，采用数据信息化处理方式，协调人力资源、物力资源和财力资源，有效控制工程造价。

3.2优化整体结构与局部结构

在建筑结构设计优化过程中，施工企业必须注重优化整体结构与局部结构。房屋建筑结构设计的层次性和复杂性比较高，立足于层次性角度分析建筑结构，建筑结构主要包括设计体系，安装体系和结构体系不同体系不仅具备独立性，也具备相互联系性。在设计房屋建筑结构时，必须合理优化所有体系，做好局部优化工作，以此实现叠加型工程。立足于复杂性角度分析，在房屋建筑设计期间，需要应用大量工程材料和设备机械相应增加了结构设计的复杂性，所以在对建筑结构进行优化设计时，必须从整体结构开展，注重优化局部结构。

3.3优化设计建筑主体上部结构

在设计房屋建筑上部结构时，必须建立相应模型。在此期间还需要设置剪力墙，保证剪力墙质量的均匀性。确保楼层中平面高度中心点与楼层结构重心重合，防止出现风力和地震破坏问题。在房屋建筑施工建设过程中，必须对简历墙进行优化改造，延长剪力墙的强制长度，严格控制强制数量，并对混凝土使用数量进行控制。对于剪力墙内的暗柱，则需要由一般性钢材铸造。在应用剪力墙时，可以对钢筋使用数量进行合理控制，以此减少成本浪费。若建筑自身对于抗压抗震的要求比较高，则不能采用较大的剪力墙。

3.4房屋细部结构优化设计

房屋细部结构会直接影响整体结构的稳定性和质量。在设计过程中，由于缺乏具体的数据，极易导致房屋细部结构产生误差。在多种因素影响下，不仅会使房屋细部结构出现设计问题，还会增加整体结构的风险系数。所以，设计人员应当通过建筑结构设计优化法，全面控制房屋细部结构，全面提升房屋细部结构优化的合理性，以此呈现出最佳设计效果。通过设计手法能够避免细部错位、开裂等问题，有助于提升房屋结构设计的经济性和安全性。

3.5建筑结构的抗震设计

在建筑结构设计中，设计优化方法多应用于无参数指标的抗震设计中。将抗震设防烈度作为具体的设计实践，由于地震灾害的发生具有不确定性，因此计算结果和预定结果的差异较大，所以需要采用结构优化设计中的概念设计方法。将历史数据作为辅助依据，在设计期间，合理应用结构优化设计方法，以此确保设计值达到最佳。在确保建筑整体设计的同时，必须注重细节设计。将结构设计的现浇板选择作为设计要求，如果异形板在拐角末端出现断裂问题，在设计期间必须考虑到钢筋选择范围。在控制工程成本的同时，需要选择具备强极限拉力，满足塑性要求的材料。如果建筑材质在具体应用期间存在缺陷与不足，为了满足塑性要求，可以采用冷轧带肋式钢筋材料，不仅可以确保内部结构设计质量，还可以保证配制钢筋材料满足结构优化要求，提升整体建筑结构设计的安全性，同时满足经济性要求。

4、结束语

综上所述，在房屋结构设计期间必须注重建筑设计优化问题，以此提升建筑质量，增加建筑企业的经济效益。在建筑结构优化设计期间，必须对结构设计模型进行优化，提升建筑优化与排水系统的协调性，以此提升房屋结构设计的安全性与经济效益，满足居住者的需求。

参考文献：

[1]李善荣.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用初探[J].居业，2019，12（09）：59+63.

[2]韩仁宽.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].住宅与房地产，2019，28（09）：49.