房屋建筑结构设计优化方法范文

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摘要:

现阶段，房屋设计需求呈现多样化的特点，房屋建筑不仅注重过硬的实用价值，而且还追求精致美观的外表，这些都对房屋的建筑结构设计提出了更高的要求。在房屋结构设计中，五个基本要素必须考虑周全，即安全性、经济适用性、施工便利性、实用性和美观性。而合理的建筑结构设计优化则既能满足建筑美观，造型优美的要求，又能使房屋结构安全、经济、合理，这便体现了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计应用中的重要性。

关键词:

建筑结构设计；优化方法；应用；建筑

随着我国经济水平的不断提高，我们在考虑建筑的安全性和实用性的同时，对建筑的美观性和经济性方面的要求也不断提高。既要求建筑安全、实用，又要求建筑经济、美观，同时也要考虑到施工的便利性和时效性，那么对建筑结构进行必要的优化设计则显得尤为重要，而合理的建筑结构优化设计可以使得这些要求实现统一。在本文中，笔者结合自身的工作经验和所学的相关知识，对房屋建筑结构设计的相关优化方式进行介绍，并对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行阐述。

1结构设计优化方式的理论体现

在建筑结构设计过程中，除了要考虑建筑结构的安全性、基本功能健全性等可靠性因素，我们还需要对其建筑本身的艺术美感进行考虑，这便是建筑结构设计优化的体现。通过对建筑结构设计优化方法进行理论分析，我们得知，在实际应用过程中，建筑结构设计优化方式主要体现在房屋工程的分层优化和总体优化两方面。对建筑结构进行设计时，在满足基本设计要求的前提下，应尽可能减小建筑物的质量中心和刚度中心之间的差异，保持平面结构的规则性以及对称性，以避免在水平荷载作用下建筑物产生较大的扭转效应。与此同时，在进行竖向设计时，应尽可能保证其同方向的承重构件上下贯通，使竖向刚度不发生突变，否则一旦发生刚度突变，建筑物会在水平荷载作用下产生严重的应力集中现象，对抵抗水平方向的动力荷载作用大大减小。此外，为了降低结构设计和分析方面的难度，我们可以尽量减少使用转换层结构。总而言之，在建筑结构设计过程中具体问题具体分析，综合多方面因素设计出最令人满意的建筑体系。

2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

2．1整体与局部优化每一个建筑项目的设计都包括两类特点，即复杂性和层次性。就复杂性而言，内容一般包括零部件选取、建筑原料选取以及结构类型的选取等;而层次性则主要包括建筑设计体系、建筑结构体系以及安装设计体系等内容，其中每个独立的体系又包括很多不同的下属体系，在设计房屋结构的过程中，设计人员应优化其每一个下属体系，冲破横向关联，实现工程叠加。所有的房屋建筑不仅要进行局部的优化，更应该注重整体的全面优化，这样才能够真正实现房屋结构的设计优化的意义。

2．2寿命与分阶段优化在固定的使用年限中，任何一个建筑工程项目的各个环节都有着各式各样可供挑选的设计方案，也就是说，在工程的任何一个阶段都能够开展优化工作。设计人员可以根据每个阶段的不同性质确定优化方案，进而优化工程寿命。最终的益处就是，一方面，使建筑工程的施工质量得到了保证，另一方面，使企业的经济收益得到了增加。

2．3桩基础优化建筑结构桩基础由预制桩和灌注桩两种类型组成。由于施工过程中灌注桩的质量控制较难实现，并且耗时较长、操作复杂，因此，在符合相关标准的前提下，实际施工应优先选择预制桩。另外，一般情况下，桩基越是深入，桩身与土壤之间的摩擦力和作用力就越大，因此，在选择预制桩的同时，还应尽可能选取长度较大的预制桩。

2．4上部结构优化在对房屋上部进行结构优化和建立模型的工程中，剪力墙的布置和设计是非常重要的一项因素。剪力墙的质量需要保证其均匀性，从而使得楼层结构的重心与其平面的中心点实现相互重合，实现削弱风力或是地震等外力因素的影响。在房屋类型允许的情况下，应该尽量采用剪力墙的大开间构造，增加其墙肢长度，这样一方面可以实现墙肢数量的缩减，另一方面还可以在刚度达标的前提下实现混凝土量的降低使用。另外，由于剪力墙采用钢材作为暗柱材料，所以通过剪力墙的大开间结构便能够实现钢筋使用数量的缩减，但是，如果建筑本身不具备相应的条件，并且对建筑物的抗震要求较高，则不能采用该类型的剪力墙。

2．5结构同建筑保持协调优化在进行建筑结构设计的时候，应该尽量保证建筑的整体平面和整体结构的紧密配合，最终实现结构合理和造型美观的设计效果。建筑系统应该尽量简洁，墙与柱的错位现象不可以发生，每一层的截面面积和高度都应该相通。在设计电梯或是楼梯的时候，应该尽量选择使用高强建材作为承重构件，实现降低自重，其他构件就应该尽量选择较轻质量的材质。在建筑的整体布局方面重心、质心与其刚心需要保证交叠，避免扭转现象的发生。

2．6结构同排水保持协调优化由于在整个建筑中，专门用于给排水的房间有很多机械设施，所以其相比较于普通房屋，荷载强度较大，因此，水泵房应该尽可能设在地下室区域。给排水房间里面的管道较为复杂，长度及粗细都不尽相同，因此，依照相关标准应该预留足够的尺寸和深度，同时加固其穿孔位置。除此之外，水平方向的管道如果贯穿承重墙，则应该及时对其进行维护和加固处理。尽量保证结构优化同排水优化的协调，避免管道绕梁绕柱等情况的发生。

2．7结构同电气保持协调优化电气的管线如果以导线形式安装于金属管的外部或是楼板处，则可能会造成预制结构施工难以开展。因此，导线如果贯穿结构梁体，那就需要在梁预制之前留下孔洞，与此同时需要保证墙体厚度与梁宽相同，如果做不到梁宽与墙体厚度相同，则需要确保梁的侧平面与墙体一侧相齐平，最终实现管线不在墙体外面裸露。在房屋建设的过程中，电梯处的空洞很多、也预埋了较多的构件，因此，电梯房的强度需要单独进行计算分析，以保证合理设计，及施工的质量和安全。

3结语

综上所述，建筑结构设计方案的合理选择，不仅可以使建筑结构设计达到应有的技术要求，还可以减少不必要的经济损耗。建筑结构设计优化在房屋结构设计中是一个综合性比较强且极为复杂的系统性问题，这需要我们对其进行深入研究。本人结合自身的工作经验，阐述了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，希望此文对相关研究人员有所帮助。

参考文献

［1］王也．建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用［J］．中华民居(下旬刊)，2013(03):81－82．

［2］何冬霞．建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用［J］．中华民居(下旬刊)，2013(10):18－19．

［3］孙树立，袁明武．一种高层混凝土建筑结构的优化设计方法［A］．

作者：彭骄阳 单位：深圳市建筑设计研究总院有限公司