房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略

摘要：随着我国人民的住房水平不断提高，人们对房屋建筑的要求也越来越高。要提升房屋建筑的美观性，降低建设成本，就需要优化建筑结构设计，将建筑结构设计优化方法应用到房屋结构设计当中。因此在建筑结构设计中，不仅要对施工过程是否合理进行考虑，还要实现对设计方案的不断优化，从经济型以及安全性和外观设计等方面提高建筑的基本价值。基于此，文章就建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行分析。

关键词：建筑结构设计优化方法；房屋结构设计；优化策略

1、相关理论概述

1.1建筑结构设计优化方法概念

建筑结构设计优化方法指的是从理论及经验层面优化建筑结构设计，通过建筑结构设计优化的方法分析和认知建筑结构，实现建筑结构的总体优化，完善建筑设计使得建筑工程分部实现结构优化。

1.2建筑结构设计优化方法的内容

1.2.1数学模型的优化

数学模型的建立是建筑结构设计优化方法中一项必不可缺的工作，通过对数学模型进行科学合理地优化，在一定程度上实现了对原有设计的分析作用，进而实现了设计结果的进一步优化。

1.2.2优化算法的选取

通过选取科学的优化算法以及优化的迭代控制来解决设计过程中遇到的新问题，设计者在众多优化的数学算法中做出重要的选择，最终达到设计效果的优化。

1.2.3建筑质量安全的满足

在一定程度上对建筑的舒适度要求及基本功能的需求的满足是建筑结构优化的目的所在，同时满足建筑的美观度及质量安全的要求，有效控制建筑结构造价。为了更好地满足建筑设计的总体要求，在结构设计过程中要尽量避免刚度中心及质量中心的差异，使得建筑在水平荷载的作用之下避免产生过大的扭转效应。

1.3建筑结构设计优化方法的重要性

1.3.1符合可持续发展观

当前，我国正提倡可持续发展观，要促进建筑行业的长远发展，以及促进房屋建筑的可持续发展就需要采用可长远利用的房屋结构，以便于房屋建筑结构可以根据后续的需求进行相应的改动，从而降低房屋建筑的短期投资。通过建筑结构设计优化，可以提升房屋结构的利用率及经济效益。因此，建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中具有重要的作用。

1.3.2符合建筑行业发展的需求

从我国目前的房屋建筑工程发展情况来看，建筑的体量将会不断上升。因此，需要思考如何降低房屋建筑的成本，同时保证房屋建筑后续的利用，满足房屋建筑后续的使用需求。使用建筑结构設计优化方法，可以更好的发挥建筑材料的性能，使建筑结构更具合理性，安全性得到了提高。

2、房屋结构设计优化的具体方法

2.1结构优化模型

（1）对设计变量的选择。在进行设计变量的选择过程中，要对影响建筑结构的相关参数进行系统的研究分析，并进行综合考虑选择。（2）确定目标函数。在进行实际优化的过程中，除了对必要的参数进行选择之外，还需要寻找到一些相关条件来实现对工程造价的降低，而这些条件主要包括相关建筑截面的具体尺寸以及钢筋的截面积等。（3）确定相关约束条件。在对房屋结构设计优化过程中，要保证房屋结构设计的合理性以及可靠性，确保相关的设计条件能够得到满足。而设计优化过程中的约束条件主要有裂缝宽度、结构强度、应力约束以及结构体系约束和尺寸约束等。

2.2设定优化设计

计算方案房屋结构基于可靠度的优化设计问题属于多变量、多约束非线性优化问题，设定计算方案时，一般将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。

2.3结构优化

统计结论的合理分析在统计各种情况后，设计者需根据所有统计情况确定设计最佳方案。在分析结论过程中需要征求各方意见，平衡各方利益，同时需多方位、多角度分析问题，不能遗漏任何可能发生的情况和细节。在选择方案时，也要兼顾技术改进，用技术地提升节约资金地投入。

2.4结果分析

在方案选取的过程中，要对能够产生影响的诸多因素都考虑在内，并且从多角度来看待这些因素所产生的问题，这能够更好的促进设计优化的作用，从而确保设计方案的合理性以及安全性。

3、建筑结构设计优化方法的作用

对建筑结构设计实施一定程度的优化，能够使其在房屋结构实际设计中发挥着更加极其重要的意义和作用，在符合房屋建筑的美观及实用的同时，达到了对建筑造价的合理有效的控制。建筑开发商在保证建筑结构的安全可靠、科学合理的前提下，要想实现在投入较少的资金情况下来获得更大的经济效益，就必须要对建筑结构设计实施合理的优化，建筑结构设计的合理优化在建筑中的各部分充分发挥了其良好协调功能，使材料能够进行科学合理的利用，实现了建筑结构设计的实际作用性及经济价值。

4、房屋结构设计中的结构设计优化策略

4.1 建筑结构优化与建筑格局在对房屋建筑结构进行优化

设计时，要使房屋建筑的外形与房屋结构能够更好的融合，建筑的整体结构与建筑整体平面更加协调。要想实现房屋建筑的整体平面与整体结构的紧密配合，首先就是要保证房屋建筑的简洁原则，例如：尽量避免房建筑的墙体与建筑支出间产生错位的情况，确保房屋建筑截面面积与其高度相适应，从而实现建筑整体结构与整体平面的协调一直。通常情况下，房屋建筑结构转角部位的承载力有待加强。因此，在进行优化设计时，应对转角部位进行适当的补强，适当增加转角处的配筋。

4.2 确定合理的优化方案

设计师在设计建筑结构方案时，要结合建筑参数，对工程的目标进行预测规划。这样可以实现建筑工程中的资源经济控制，有利于建筑结构设计的优化设计工作，更好的实现工程建筑的目标；建筑结构设计要根据建筑的设计来确定最终的方案，根据固有的建筑面积最大限度的设计出结构的合理限度性以及空间的利用率，减少工程造价成本。

4.3 优化基础设计

在结构造价中，占据比重最大的是基础造价，其决定了整个工程造价。在设计建筑基础时，要恰当选择建筑基础类型。通常情况下，底层建筑较多应用浅埋天然基础，而高层建筑较多应用沉降控制符合基础。对于深埋独立地下室，可考虑采用补偿式基础。在进行地下室设置时，要充分比较并验证地下室的桩型、埋深、底板结构形式、顶板结构形式、抗浮水位、基坑围护以及侧墙设计等问题，同时要尽可能的降低工程造价。

4.4 建筑结构分析方法的优化

建筑结构的分析方法有很多种，常见的有动力弹性分析法、弹性静力法等，在房屋结构的变形及内力技术方面，可使用弹性方法进行分析与计算，要结合具体情况对建筑结构模型进行分析，根据建筑结构和布局来选定合适的分析方法，从而确保房屋建筑优化设计的质量。

5、结束语

总之、建筑结构设计优化在房屋结构设计中有着重要的影响，对房屋结构的优化设计，可以使得建筑的功能与外形都得到一个科学的规划与提升。因此，相关设计人员在满足建筑使用要求与质量的前提下，需要不断精益求精的对房屋建筑结构进行优化设计，才能够满足人们对于住房的需要。

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