建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用汪坚

建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用汪坚

汪坚

江苏东都建筑设计研究院有限公司223600

摘要：在建筑建设当中，结构是其重要的组成部分，做好结构的设计优化也以说是保证建筑工程质量的重要方式。在本文中，将就建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行一定的研究。

关键词：建筑结构设计；优化方法；应用

1引言

近年来，我国的建筑事业获得了快速的发展，同时对于建筑也具有了新的要求。在建筑建设中，结构设计是其中的一项重点内容，对此，即需要能够在实际设计中做好结构优化方式的应用，以此不断提升建筑建设水平。

2结构优化意义

房屋结构优化是现今房屋结构设计当中的重点工作，该项工作开展的意义体现在：第一，兼具安全与功能。在建筑建设中，功能是其需要达成的重要目标，而安全则可以说是建筑建设的基础，两者都是实际建筑设计中不可忽视的因素。在具体结构设计优化方面，可以联系对于功能需求做好结构应力作用、结构造型以及结构材料的优化与分析，通过这部分措施的应用使其能够达到科学合理的标准。如承重柱处于一条承重线上，圆形建筑具有更强的结构受力，而三角形结构更为稳定，这即需要能够通过适合优化方式的应用达到目标；第二，降低成本。在建筑工程建设中，企业的重要目标即是获得利润。在建筑建设中，如果是多层建筑，为了对建筑的安全与功能进行保证，即需要做好承重柱以及承重墙的投入，以此实现其承载能力与抗震性能的提升。但如果单纯按照该种方式处理，也将会使资金投入存在增加情况。而通过设计优化方式的应用，则能够实现建设成本的有效降低，通过对结构的优化使其具有更强的抗震性以及受力性，以此起到对材料使用量进行减少的效果。

3结构优化方式

在建筑结构设计中，其主要设计方式有：第一，优化结构模型。在实际优化房屋结构时，做好结构模型的优化十分重要。首先，要科学选择设计变量。具体来说，即需要能够对设计要求进行充分把握，包括有目标控制相关参数等。从设计角度来说，需要对具有较小变化波动，以及根据结构要求以及局部设计能够对需求满足的参数进行选择，通过该方式的应用，则能够对编程以及设计工作量进行减少。其次，确定目标函数。在设计工作当中，目标函数是工作开展的重要方向，在实际工作中，需要对满足设计元素的方案进行寻找，以此最大程度降低工程投入费用。最后，满足约束条件。在建筑建设过程中，约束条件是需要满足的对象，其内容包括有结构应力、变形、单元构建以及尺寸等情况。在具体设计当中，即需要保证结构在约束条件等方面都能够满足要求，且能够满足规范需求，以此保证设计的最优化；第二，整体局部优化。对于任何一个建筑项目来说，都具有复杂性以及层次性两个特征。从层次性角度来说，其对建筑的结构、安装以及设计体系具有了包括，在这几个体系之下，还具有下属体系的包含。在实际建筑结构设计中，设计人员即需要能够积极优化下属系统，以此对不同布局间的关联作用进行打破。从复杂角度来说，其包括有零部件选取、建筑材料选取以及结构类型选取这几方面，而从综合角度考虑，在实际设计中，即需要将整体放在设计的首位，以此对最优化设计目标进行实现；第三，优化建筑主体。对于建筑主体来说，其将对房屋的可靠性以及安全性进行决定。在上部结构设计中，即需要在做好模型建立的基础上对其进行优化处理。在该过程中，设置剪力墙是第一步，在保证其具有均匀整体质量的基础上保证结构同刚度中心具有重合的特点，以此使建筑在面对大风以及地震灾害时能够具有更强的抵抗能力。在实际设计当中，如果能够对条件进行满足，也需要对剪力墙长度进行增加，以此起到对剪力墙数量进行减少的效果，以此在对剪力墙稳定性进行加强的同时减少材料使用。在剪力墙设计中，即需要对钢材暗柱进行设置，如将其按照较大的方式设计，则能够对钢筋材料的使用量进行减少，以此起到对成本进行降低的效果。而如果建筑特点无法对剪力墙进行设置、不满足设置条件，以及建筑在抗压抗震方面具有较高的要求，即不能够按照该方式进行设计；第四，排水系统优化。在排水系统所处区域内，通常会存放一定的机械设备，受到较大荷载强度以及承载能力的影响，即需要尽可能在地下室房间中设置排水系统，同时，根据我国相关标准，在管道设计时也需要能够做好预留深度以及尺寸的设计，加固楼板钻孔位置。同时，需要能够充分考虑管线走向，看其是否存在穿过承重墙的情况，如果存在则需要及时更改，而如果受到其余因素影响确实无法穿过承重件，则需要在对承重件进行加固处理后再进行设计；第五，优化节约设计。对于建筑设计，在对建筑功能性以及安全性进行去除的基础性，对工程建设投入进行降低也是重要的目标，以此起到对房屋建设效益进行提升的效果。在该过程中，对工程造价进行控制可以说是一项关键性问题，在实际设计中，需要通过对结构设计的优化实现造价的降低。通常来说，普通房屋结构包括有剪力墙结构、框架结构以及两者相结合的结构。对于这几种结构来说，其各有长处，在实际设计中，即需要能够深入考量这几种结构的优缺点，在对实际房屋需求相结合的基础上考虑效益与造价，以此对最为节约的方案进行设计；第五，做好人员调动。在建筑结构设计当中，人员是其中的重要组成部分。就目前来说，计算机已经成为了实际结构设计当中必须应用到的技术，但却需要做好该技术的应用控制，如果在设计中过度依赖计算机，也可能存在无法保证数据分析全面性的情况，且无法对其进行有效的处理。对此，即需要设计人员能够对优化工作引起重视，全身心投入到技术优化当中，在对结构设计方案进行制定时，对于存在疑惑的要素，需要从多角度全面分析，以此保证建筑结构设计方案的适宜性。

4结束语

在上文中，我们对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行了一定的研究。在未来建筑设计中，即需要能够不断做好结构优化，保证建筑设计水平。

参考文献

[1]李继平.房屋结构设计中建筑结构结的设计与优化综述[J].门窗.2014(08)

[2]彭康林.轻型钢房屋结构的优化设计[J].科技风.2014(15)

[3]王勇春.价值工程的优化设计在房屋结构设计中的应用[J].技术与市场.2013(07)

[4]林曜华.房屋结构设计中抗震技术的应用及创新构想[J].科技资讯.2017(24)