1、房屋建筑结构优化设计应用研究探讨摘 要在市场经济不断发展的今天，建筑市场的竞争也不断加大，企业为了能够在这样激烈的竞争下依然稳步的发展，就要不断的进行革新，对施工设计及方法进行深入探究，相关的建筑设计人员就要不断提高自身的专业水平，运用新的技术，设计合理的方案，优化建筑结构设计，建设安全经济的房屋，才能在市场经济的机制下立于不败之地。本文在此从结构设计的优化办法出发，对结构设计优化在房屋结构设计中的应用做了一定的研究。 关键词结构设计；优化办法；应用 中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0185-01 前言：建筑工程的施工与实现，房屋结构设计与
2、优化是基础前提。合格的建筑工程，其应属于结构完整合理，外形美观，功能完善，质量优良。房屋结构设计，其质量及水平，直接影响着建筑工程整体功能，影响着其整体效益。 一、建筑结构设计优化方法概述 在建设过程中，要把结构设计和建筑创作合理结合起来，实现安全、实用、舒适、美观以及经济的效果。优化设计技术主要体现在建筑工程整体和分部结构的优化设计。建筑工程结构的优化设计内容主要包括地基基础、建筑结构体系、围护结构以及结构细部的优化设计，具体体现在选型、布置、受力分析等内容。在进行建筑结构设计过程中，要根据平面布置要求，尽量缩小刚度和质量的差异，减弱水平荷载对建筑物的扭转作用；在建筑物竖直方向上要避开刚度突
3、变，减少应力集中等不利情况。 1、结构优化技术模型 在通常情况下，建筑结构优化设计模型主要包括以下内容：第一要选择合适的变量。主要确定对设计影响比较大的参数；比如目标控制参数和约束控制参数。在建筑结构优化设计中，要根据结构整体性和局部性的要求来选择预定参数，这样就会在一定程度上减少设计及计算的工作量。第二还要确定目标函数，利用计算程序的试算结果，并结合目标函数找到满足条件的最优解。第三要确定合适的约束条件。房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常极限状态下的弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中，要保证各约
4、束条件必须符合现行规范的要求。 2、优化设计计算方案 建筑结构优化设计属于多变量和多约束的非线性问题，因此，要根据可靠的结构优化模型和优化设计计算方法，选择多种结构体系进行比较。在计算过程中，先要对建筑进行综合考虑，然后才对算出的结果进行严谨的分析比较，最终确定最优化的设计方案。因此，在设计过程中，需要处理好技术和经济相互之间的关系，做到技术先进基础上的经济合理，实现建筑结构使用的安全、经济和美观。 二、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用 1、分阶段优化与寿命优化 在限定时间内，每一个项目工程都有使用的期限，而且在每一个环节中，都可以设计出多种方案以供参考与挑选。也就是说，在每个阶段，
5、都可以对方案进行优化。因此，房屋建筑结构的设计人员可在确定优化方法的时候，可以将各个阶段的性质作为依据，从而优化整体工程的寿命，并对建筑的施工质量予以保障，使得企业的经济收益能够有所增加。2、局部优化与整体优化 复杂性与层次性是任何一个项目建筑设计都具备的两大特点。从复杂性方面来看，其主要包括零部件的选取、建筑原材料的选取以及结构类型的选取等内容。从层次性方面来看，其主要包括建筑的结构体系、设计体系以及安装设计体系等，而在每一个体系之内又包括了很多个下属体系。在设计房屋建筑的时候，设计人员应该优化各个下属的系统，冲破各个布局间的横向关联，对工程进行叠加。因此，在建筑任何房屋的时候，优化的着眼点
6、都应该是整体而非局部。只有这样，才能达到真正设计优化的目的。 3、基础工程的合理设计 基础工程配合和支撑是建筑结构的前提条件，从建筑工程方面考虑，地基施工的质量高低对建筑物的高低起着重要的作用。设计一份合理的基础工程方案有助于增加整个基础工程的功能性、耐久性，同时对于建筑设计结果的耐久性和适应性也有着重要的指导意义。所以，选择合理、实用、安全的基础工程设计方案，同时针对地质勘察资料中存在的不确定因素进行研究和探索，并找到一份科学合理的解决方法，对房屋结构的设计具有重要的意义。 4、优化上部结构 要想模型建立与优化房屋建筑的上部结构，首先就要对剪力墙进行合理的布设，对剪力墙的质量均匀予以有效保证
7、。这样，楼层的结构重心便能同楼层的平面刚度中心点实现重合，从而有效地削减了风力以及地震等外部荷载作用的扭转影响。如果房屋的类型允许的话，那么可以尽量使用大开间的剪力墙构造，并对剪力墙的墙肢长进行增加。这样做，不仅可以有效地对墙肢的数量进行缩减，还可以确保刚度能够与相关标准相符合，并以此作为前提与基础，有效地降低混凝土的使用数量。此外，因为剪力墙中的暗柱通常采用的都是钢筋建材，通过大开间的剪力墙构造应用，是可以有效缩减钢筋的使用数量。 5、选择节能指标较高的结构设计类型 将建筑结构设计方案应用于房屋结构设计中主要是为了在降低工程造价的基础上，提升房屋建成后的整体效益。因此，需要选择节能指标较高的
8、结构设计类型。常规设计中主要有三种房屋结构形式，分别为短肢剪力墙结构、框架结构及框架与剪力墙融合的结构模型。第一种结构设计的抗震性能较高，且并不需要较多材料的选用，第二中结构设计由于其柱截面较大会影响房屋内部家具的布置，而第三种结构综合适应能力较强，抗震效果好，且抗测力效果较为明显。三种结构类型均有其自身存在的优缺点，在选择最优设计方案时同时需要从房屋实际需求出发，将造价与后期效益均纳入考虑的范畴，据实际情况选择最佳设计方案。 三、钢结构的合理设计 钢结构的应用在房屋结构中占据非常重要的位置，通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率。在建筑结构中将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结
9、构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。钢结构失稳包括整体失稳和局部失稳，因此，构件或框架的稳定性成为设计的主要问题，在这种设计前提下，在选择和应用合理的构件或框架之前必须对相关资料进行分析和研究，及时解决与设置有关的受力问题。对于提前解决与受力相关的问题，在结构中很大程度上增加建筑的稳定性，同时对抵抗地震问题也起到了一定的作用。 四、结语 综上所述，通过建筑结构设计优化，有助于实现建筑工程整体效益，研究其结构设计优化具体策略，通过结构模型设计、合理选择计算方法、选择应用最优程序、分析统计数据确定最佳方案，实现建筑结构设计优化，实现建筑工程整体效益。 参考文献 【1】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，2013， （30）：18-19. 【2】 邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用J.科技传播，2010（19）：139. 【3】胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化J.中华民居（下旬刊） ，2013（4）：45-46.
