城镇建设2023年4期

房屋建筑结构设计优化方法应用

梁慧珍

江门市建筑设计院有限公司   529000

 摘要：在当前房屋建筑设计和施工建设过程中，越来越注重建筑结构的设计以及合理优化。只有确保建筑结构设计水平得到显著提升，并且在实践的过程中对其进行不断的优化和完善，落实相关优化方法，这样才能在更大程度上提升整体建筑结构的质量和综合效益性，进而为整体房屋建筑结构更加安全稳定的运行提供必要支持。基于此，本文重点探讨房屋建筑结构的设计优化方法和应用策略等相关内容，希望本文的分析能够为相关从业者提供一定启示。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化方法；应用策略

1引言

    在当前我国建筑行业的发展过程中，越来越关注房屋建筑结构的设计和合理优化等相关内容，因此相关建设单位会重点关注房屋建筑整体的建筑结构设计优化方法，并且在实践过程中充分落实，以此从根本上提升房屋建筑结构的设计水平。与此同时，设计师也要具备应有的设计技能，结合建筑结构的安全性、综合经济效益以及质量管控等要求，使房屋建筑结构设计取得更加明显的成效，在最大程度上满足人们的美感、功能性等方面的建筑需求，这样才能体现更为显著的设计效果，为房屋建筑结构的实用性、安全性的增强提供必要条件。据此，有必要充分明确房屋建筑结构的设计优化方法以及具体应用策略等内容。

2房屋建筑结构设计方法

2.1从根本上做好设计的前期准备工作

    在对房屋建筑结构进行初步设计的过程中，要充分做好前期准备工作。应充分了解房屋建筑结构的整体运行要求，经过整理与分析后，选择最合适最优化的方案，确定好结构形式，使总体结构设计更加科学合理。在前期要着重做好各项全面深入的调研和考量分析工作，结构设计专业应及时跟其他设计专业比如水电暖以及建筑专业进行沟通，提前把一些可以预见的或可能出现的碰撞问题进行协调处理。比如，结构桩基基础提资给水专业，水专业设置集水井时尽量避开桩承台；水专业提供需要结构降板的范围，结构需根据水专业提资的降板范围设置。同时也要注重把握房屋建筑结构的整体情况和施工目标等相关要求，针对影响设计质量的各类因素进行充分地分析，着重做好应对和处理，并以此为着手点进行更切实有效的准备和优化设计。

要充分考虑到结构设计的安全性，可行性和效益性。应在符合规范要求的前提下进行合理的结构优化，超出规范范围的需进行专家论证或实验论证，进而确保整体结构设计更科学合理。在具体的准备工作完毕之后，也要筹划相对应的结构设计方案，因为合理的结构布置方案是既要满足相应的建筑使用功能和建筑美观性，又要在符合结构安全的前提下，合理优化结构布置或其他优化方法，提高建筑物的综合经济适用性，使结构设计方案的内容具备效益性和可行性，同时要通过各方面人员的集中会审和有效探讨，在更大程度上体现出应有的会审成效，为其不断的优化和完善以及综合效能的体现奠定基础，这样才能为后续的结构施工图深化和施工建造提供必要条件。

2.2要充分做好房屋基础选型的优化设计工作

在对房屋建筑结构进行设计优化的过程中，要充分做好基础选型的优化设计工作。建筑结构的基础设计要根据建筑物类别、场地类别、地震烈度、地震分组以及土层状况等实际情况，选用合适、合理、经济安全的基础类型，既要满足安全受荷要求，也要符合经济性。

对基础进行优化设计是结构设计优化内容的必要前提，也是根本所在。只有确保房屋建筑结构的基础优化设计质量得到全面提升，这样才能为整体结构更安全可靠经济提供必要保障。要确保基础结构设计更科学合理，符合既定的要求和标准，同时在基础设计过程中也要充分结合房屋建筑结构的整体受力情况和相关指标参数，选择更适合场地情况、经济效益高，施工可行性的基础类型，使基础设计具备应有的价值和综合效能，选择最优化的基础设计方案，使各类方案内容可以在实践的过程中充分落实，进而体现出应用的设计与成效。

2.3要着重做好房屋结构的节能和抗震优化设计

在房屋建筑结构的设计过程中，进一步有效落实可持续发展理念是必要前提。要充分体现出成本的合理节约和造价的控制效果，在体现出实用性功能性的基础之上，也要在节能环保方面进行有效加强，比如，为了保证建筑节能要求，必须考虑建筑物的日照条件。

与此同时，在抗震设计方面要不断的优化，要充分体现出整体建筑结构的抗震性能。抗震结构优化设计过程中，需要保持建筑结构平面布置的刚心和质心重合，需要设置多道抗震防线。对此，可以有效应用“强柱弱梁”延性框架结构，使其在水平地震力的作用下，梁先于柱屈服，利用梁的变形消耗地震对结构产生的作用力，使框架柱作为保证结构稳定性的第二道防线，继续发挥对结构的支撑作用，以此提高整体建筑结构的抗震性能，从根本上体现出应有的设计优化效果。

3房屋建筑结构设计优化方法的应用策略

3.1要结合实际情况构建结构优化模型

    在针对房屋建筑结构进行设计优化的过程中，要想体现出优化方法的应用效能，首先，要构建与之相对应的结构优化模型，选择与之相对应的设计变量。在选择的过程中要充分做好各类因素的分析和调研，要确保建筑结构的主要影响因素和关键参数当做自变量，以此更有效的做好参数的区分，进而确保设计更科学合理，进一步充分避免或者减少结构优化过程中的计算量。同时也要确保目标函数得以确定，在房屋建筑结构的优化设计过程中要有效匹配与之相应的系统性函数，使函数的相关性得到切实提升，进而在函数的定义之下尽可能减少工程成本。

    同时也要确保各类约束条件可以在可控的范围之内，满足施工要求，同时要充分明确约束条件，对于整体的建筑结构进行优化设计过程中，要明确相关约束条件，对于裂缝宽度、挠度限值、结构强度，尺寸约束和应力约束等各类指标参数都要进行充分的明确，并且建立与之相对应的弹塑性模型，明确各类约束条件。因此在设计的过程中满足具体要求，这样才能确保整体结构优化设计更科学合理，符合相对应的设计要求。

3.2充分确保计算方案更科学合理

    在设计优化方法的应用过程中，也要着重针对计算方案进行科学合理的设计和优化，在优化设计和计算过程中，要充分结合计算方法的可行性和可靠性而编写与之相对应的综合应用程序，确保相关程序具备良好的精准性和速度快的特点，这样才能确保计算方案更科学合理，进而体现出应有的设计效果。

     同时也要在建立模型和计算方案之后，设计人员要针对计算机的功能进行科学合理的利用，深入挖掘其应用价值，然后结合设计方案的具体内容编写与之相对的程序，并且把各类变量在计算机体系中进行录入，利用计算机形式对其进行有效操作，如果出现变动情况，可以在基础结构上展开优化和完善，实现精准的动态调整，然后通过全新程序把各类内容录入到计算机体系中，这样可以在针对各类数据进行计算的过程中有效输入相关数据，这样可以充分明确相关输出结果，以此体现出计算方案的精准性，这样可以为结构设计优化方法的有效应用和切实完善提供必要支持。

3.3在细部结构设计方面进行切实优化

    在应用结构设计优化方法的过程中，对于细部结构进行优化设计是十分关键的内容。在针对细节部分进行优化设计的时候，要充分体现出概念设计的效能，要做好数值的量化和细化工作。在具体的设计过程中，相关设计人员要针对结构设计优化方法进行更科学合理的利用，使细部结构设计达到最理想的状态，同时要对细节结构进行全面深入的分析，以具体的分析结果为着手点进行结构设计优化。

例如，针对现浇板中的异型板拐角部位而言，要高度重视，对其可能出现的接口问题进行高度关注，同时也要防范其可能出现的裂缝，可以把它划分成矩形板，以此有效防范可能出现的裂缝问题，详见图1。同时在具体的设计过程中也要针对钢筋部位进行科学合理的检测，要确保钢筋具备应有的极限抗拉力，满足塑性要求。

对于现浇板的受力钢筋来说，可以有针对性地应用冷轧带肋钢筋，在具体的设计过程中要确保内部外部可以符合相对应的规范要求，在内外融合的背景之下体现出细部结构设计效果，进而在设计优化方面体现出应有的价值。同时，在地基基础的结构设计方面也要不断的优化和完善，在基础的设计过程中，要充分结合地质条件选择与之相对应的基础类型，进而体现出良好的造价节约效果。                                 

图1

4结束语

由上面的探究可以看出，对于房屋建筑结构来说，在对其进行设计过程中，要更有效做好建筑结构设计优化方法的应用。在具体操作过程时要充分贯彻落实经济实用科学合理的基本原则，要体现出精细化集约化的设计效果，同时充分应用好现代科技手段，选择更切实可行的结构设计方案，并且在实践的过程中充分落实，进而在充分确保整体建筑结构更加安全可靠，更经济环保的基础之上，为房屋建筑结构取得更加明显的设计成效提供必要保障。

参考文献：

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