基于精细化设计的结构优化设计方法

基于精细化设计的结构优化设计方法

袁文章

华诚博远工程技术集团有限公司北京市100072

摘要：建筑市场当中竞争的不断剧烈，使得建筑企业对于房屋建筑设计的重视程度也是越来越高，尤其是房屋建筑的结构设计对于整个房屋建筑施工质量和安全性有着重要影响，如何对房屋进行精细化设计，对结构设计进行优化，提升设计标准，降低成本投入是房屋建筑企业关心的主要问题。

关键词：精细化设计；设计优化；结构设计

1建筑结构精细化设计的应用现状

1.1建筑结构精细化设计的内涵和特征

随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，人们对房屋住宅的要求不仅仅是要求其经济适用和安全性能，而是更要求建筑要美观。建筑设计人员在设计和修建过程中，在考虑建筑施工的便利性和安全性之外，还要结合当地的特色来设计较美观的建筑。因此在设计和修建过程中，要尽量在保证完工的前提下，要利用各种方法来满足人们的各方面的需求，因此精细化的结构设计优化方法对房屋住宅建设具有非常重要的现实意义。由于建筑施工建设是一个庞大的工程，因而需要大量资金的支持，我们通过研究并应用建筑结构优化方法设计，这样既可以保证建筑结构的安全性，还可以节省一部分的建设成本，进一步提高经济效益和社会效益。

建筑工程不仅要满足人们的现实化需求，更要有非常高的美学价值，在房屋建设中，应该充分地考虑建筑工程的安全性、实用性以及美观性，要确保设计的建筑经济实用、安全性好，适用范围较广，而且外观美观。建筑工程结构优化是指在全面考虑工程质量安全问题的前提下，把房屋结构的美感和艺术性都充分地结合在一起，要将房屋的建筑目的和建设的性能结构设计结合在一起，再优化建筑结构的各种方案，多种方案进行对比之后，要选择既美观又经济适用的，同时也要确保建筑结构的工程质量和安全性能。因此精细化结构优化设计方案有以下几个特征：外表美观；应用多种学科联合设计；较高的实用性；建设施工管理较方便；环保节能；有较高的科学性和合理性。因此建设队伍在设计和建设过程中，要大胆地尝试，勇于创新，提出更加优化的建筑结构设计方案。

1.2精细化结构优化设计方法的重要意义

在房屋建造过程中，精细化的结构优化设计不仅可以提高建筑工程的施工质量，而且还可以提升一定的经济效益和社会效益。我国一直倡导的是节能环保的可持续发展道路和发展理念。要想在市场竞争中获取更多的市场份额，那么建筑企业在建设过程中，不仅要满足房屋建筑的长远利益，而且要尽可能的节省建设投入成本，减少建设优化设计的建设投资。现代的建设结构优化设计方案和传统的建设房屋比较，运用设计方法后的建筑可以降低工程的建设投入成本和投资，提高见着结构的优化方法，可以节省建设材料的使用，充分利用建设材料。随着我国城市化水平的不断加快，人们对建设结构的优化设计更加重视，对建筑工程的施工管理既可以增加建筑房屋的美感，又可以减少建筑的投资成本。建筑房屋的结构一旦得到优化，就可以使得房屋的各个单元和元素都可以实现有机结合，提高建筑工程的施工质量，而且也可以改善人们的生活环境和居住环境。

2结构设计的优化方法

结构设计的优化主要包括房屋建筑结构使用期限与寿命的优化、优化建筑结构的局部与整体的优化、房屋建筑结构的上部结构设计优化、建筑结构的整体协调性优化及房屋建筑结构的地基基础优化。

2.1房屋建筑结构使用期限与寿命优化

建筑物的使用期限和寿命受施工质量的影响，在建筑结构设计优化中通过对施工中的每一个环节的具体情况和施工特点，优化设计方案，制定合适的优化方案，确保屋建筑结构的质量，提高经济效益。

2.2建筑结构的局部与整体优化

建筑结构的每一个大部分都是由小部分构成的，在进行建筑结构设计优化时一方面要优化整体结构的安装体系，使整体分为各小环节进行优化，把握协调好各小环节与整体之间的关系。重视整体优化在优化设计中的重要性。

2.3房屋建筑结构的上部结构设计优化

剪力墙结构布局的优化是房屋建筑结构的上部结构设计优化的重要优化目标。在优化时将房屋结构重心重叠与楼层刚度的重心，从而提高建筑物抗震能力。

2.4建筑结构的整体协调性优化

从整体结构的角度出发是进行房屋建筑结构设计的基本立足点，在设计时要考虑到建筑物整体的稳定性与可靠性、结构的整体质量与功能、结构外部的美观等，相互之间要相互协调，提高房屋质量。

2.5房屋建筑结构的地基基础优化

在进行房屋建筑结构设计时要对地基所在的地质条件进行详查，据此对地基基础设计方案进行优化，降低施工成本，提高工程质量。

3精细化结构设计过程中的优化方法

3.1建筑和结构优化

一是对建筑的整体和局部进行优化。房屋建筑本身在设计过程中具备一定的层次性和复杂性，设计人员在进行优化的过程中，既要从房屋建筑的整体上进行优化，又要注重局部结构优化，加强各个优化部分之间的联系，使得各个部分的优化结果能够实现叠加，实现1＋1＞2的效果，设计人员在进行优化过程中应该注重整体优化效果的体现，而不是在一个或几个局部上进行纠结，这样才能够将房屋建筑的优化效果充分表现出来。二是注意结构设计的协调性。设计人员在进行优化过程中，应该注意建筑当中各个立体结构和整体平面之间的协调配合，在保证房屋建筑结构设计合理性的基础上，对结构造型外观进行维持。在墙面、主体的优化布置上，设计人员应该结合房屋建筑实际需求，对建筑当中的空间、进深进行规划，从而保证房屋结构的整洁化。三是对桩基础进行优化。在房屋建筑当中桩基础一般有两种，其中灌注桩的施工比较难把握，因而在进行优化设计的时候，如果施工现场和房屋工程是符合沉降标准的，可以将灌注桩换成预制桩，从而有效降低桩基础的施工难度，缩短施工周期。

3.2上部结构设计优化

上部结构进行优化过程中不仅要建立优化模型，而且还要有针对性地进行系统优化，设置合理剪力墙，对框架合理间距进行控制，在剪力墙的设置上必须各个质量都是均匀的，这样所建设起来的楼层平面刚度中心才能够和整体结构中心重合，能够有效提升房屋建筑的稳定性，减少风力或是地质运动对建筑造成的破坏。在房屋建筑施工过程中，设计人员在建筑布局允许的情况下可以设计大开间剪力墙，加长剪力墙的墙肢长度、减少墙肢数量，这样能够减少在房屋建筑施工当中投入的混凝土。另外，布置较长剪力墙的同时可以减少边缘构件的数量，从而减少钢筋数量。这样能够有效降低施工成本，但剪力墙还是要根据实际情况来进行设计。

3.3房屋建筑结构类型上以节能为主

随着现代建筑理念不断发生变化，在对房屋建筑结构进行选择设计的时候需要从节能环保的角度进行考虑，设计师在设计过程中应该充分结合房屋建筑的实际情况，选择最适合的设计方式，在满足用户需求的基础上最大限度地控制房屋建筑工程成本，提升企业的经济效益，同时设计人员在进行优化设计过程中不要局限于一种单一的优化方法，可以充分利用现代信息技术，对设计当中涉及的各类参数进行确定，并且综合应用多种优化方法进行设计，不仅能够提升建筑房屋的结构设计优化效果，而且还能够节省设计人员在结构设计上所花费的时间，不断提升工作效率。

4结语

从社会综合效益分析来看，建筑结构优化设计方法的应用将给建筑房屋设计带来巨大的效益。这将会成为我国建筑行业发展的必然趋势。

参考文献：

[1]秦兴勇.基于工程造价控制的钢筋砼建筑结构优化设计[D].华南理工大学，2012.

[2]邵西顺.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].河南建材，2016，05：125-126.

[3]令小东.房屋建筑结构设计中优化设计的理念探析[J].甘肃科技，2015，16：101-102.