1、房屋建筑结构的优化设计摘要:随着社会的发展，人们对于物质的需求及市场价格的变化使得建筑成本逐步上升，利用结构设计优化的方法来对建筑结构的设计进行优化是实现资源最大化的重要措施。本文主要探究了房屋建筑结构优化设计中的相关内容以及房屋结构设计优化技术在结构设计中的应用。 关键词:房屋结构;优化设计;措施 Abstract: With the development of society, the peoples demand for the material and the change of market price makes the building cost rises stage by
2、stage, using structural optimization design method to optimize the design of building structure is the important measure to maximize resources. This paper mainly explores the building structure optimization design related content and structure design optimization technology and its application in st
3、ructure design. Key words: building structure; optimization design; measures 中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号： 在房屋建造的过程中，建筑结构成本的花费占了一个比较大的比例，通过结构设计的优化技术可以很有效的解决建筑成本造价方面的压力。因此，从事结构设计的工作人员应当充分考虑房屋建造过程中的合理性、经济性和适用性，从而在满足建造要求的前提下降低房屋建筑工程的总体造价。 一、房屋结构设计优化技术的现实价值及应用 1、房屋结构设计优化技术的现实价值在进行房屋结构设计时，首先要做的便是要满足房屋结构效益的长远性。
4、在这样的基础上尽量使房屋在投资上降低成本，结构上科学合理。和传统的房屋结构设计理念相比，现代房屋结构设计优化技术在房屋结构建造中的运用可以有效的降低建筑工程的成本，大概可以保持在 10%30%之间。结构设计优化技术的应用可以将建材的利用率及性能发挥到最大限度，使房屋内部的各个空间构成一个协调的整体，并符合我国相关安全质量的规定。此外，房屋结构设计优化技术的运用还可以对房屋的最初设计提供一定的帮助。因此，优化技术对房屋整体设计的安全性、舒适性、合理性起着相当重要的作用。2、房屋结构设计技术方案及其理论的应用房屋结构设计方案及理论在现实中的应用主要表现在两个方面：房屋整体工程结构的优化设计和房屋各
5、个组成部分的优化设计。在这其中，房屋各个组成部分的优化设计包括很多方面，比如：相关基础结构方面的优化设计、相关细节结构方面的优化设计和房屋屋顶方面的优化设计等，对于这些方面的优化设计还包括很多更加细化的设计，如选型、布置、造价等方面。相关的设计工作者应当在满足房屋建造相关规定的前提下，充分考虑造价方面的因素来进行相关结构设计的优化。 二、房屋建筑结构优化设计的内容 一般，结构设计工作主要依据建筑设计的要求，运用合理的设计理念及方法来确定合适的结构形式、布置和具体的构件设计尺寸。对常见的钢筋混凝土房屋建筑结构体系进行优化时，可以从结构整体的布局和具体构件两方面的因素来考虑。影响整体结构布局的因素
6、包括了建筑物的柱网尺寸、体型特征以及抗侧力构件的位置等，具体构件的因素主要包括构件的截面、布置、钢筋强度及配筋构造等。综合考虑这两方面因素的影响是必须的，为了达到这一目标，对工程师们提出了更高的要求：即需要结构工程师对结构及构件受力特征有充分的把握，可以根据构件设计规范的深刻理解及合理经验，采用合理的优化方法来进行有效设计。三、房屋建筑结构优化设计的措施 3.1 加强剪力墙的设计 剪力墙设计中的关键是连梁的设计。连梁刚度的增大定会使得结构的地震作用也相应增大，这样连梁和墙肢分配内力也会增大。此时必须要增大构件的配筋量，显然这一设计结果必将会造成材料的浪费。所以，在住宅结构设计时，优秀的设计师都
7、不会运用大刚度的窗下墙作为连梁，而是将连梁设计成刚度、截面较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度及变形要求的前提下，要从经济角度与变形、抗力等方面综合考虑，合理的布置抗侧力构件。显然，剪力墙的数量越多，结构抗侧力的刚度越大，相应的结构位移将会减小。但结构地震力也会随抗侧力刚度的增大而加大，对结构的造价控制产生不利影响。所以剪力墙要以周边均匀、分散、对称等原则进行合理布置，以规定的水平位移限值为准尽可能的减少剪力墙的数量。 3.2 注重细部优化 (1)在重视整体设计的同时，也应当加强结构局部构件的精细设计。如在现浇板的设计中尽可能的把异形板划分为矩形板，这样既可以达到合理受力的目的也避免了拐角裂缝的
8、出现。 (2)随着计算机技术及结构优化设计理论的结合，基于计算仿真的优化设计思路已经在工程结构的设计中得到了广泛的应用。通过计算机分析软件建立优化设计的分析模型，运用高效的计算机优化计算方法，设立结构设计需要达到的目标要求来最终实现结构设计优化的目的。在具体的设计优化过程中，优化设计实际上已由一个工程问题转变成为了一个数学问题，在大型复杂的结构优化设计中，基于这一思想的结构优化设计方案拥有其他算法无可比拟的优势。因此，工程设计人员加强基于计算机技术的优化设计分析是非常有必要。3.3 加强设计中建筑结构形式的选用 (1) 加强砌体结构设计 作为承重构件及抗侧移构件的砖砌体，它的平面布置比较灵活，
9、但不适合做跃层结构。避免受力较大的突兀结构形式，门窗开洞的宽度最好不要超过 2.1m，纵向墙体数量不应少于三道，这一措施可适当减少构造柱的配筋。 (2) 加强底部框架剪力墙的设计 底部框架剪力墙的结构由于竖向抗侧力构件是不连续的，使得设计中受力平衡易出现问题，因此对建筑平面的要求是比较严格的。承重墙要尽量放在框架梁上，如果出现了放在次梁上的墙体时要加大该主梁、次梁及框架梁的配筋，加大此处的楼板厚度。户型设计中尽量让大房间布置在临街面，厨房、卫生间等小房间布置在背面，这样可以方便临街面柱网的布置等。四、房屋结构设计优化技术在结构设计中的应用 1、概念设计优化技术及建筑结构设计在当代建筑的设计中，
10、概念设计是设计思想展示中的关键因素。作为设计人员，最重要的事就是在特定的空间内，利用整体的概念进行总体设计方案的确定。把建筑中构件与结构、结构与结构之间的关系进行一定的处理，想要将概念设计较好的完成，设计人员定要建立在丰富建筑经验的基础上。随着其经验的增长，作品也将变得越来越完美、新颖。在相同的设计方案中，建筑中的结构组成设计同样存在很多变化，即便是内部结构设计已经确定的建筑，它的分析方法也存在着很多不同，比如材料、设计参数、负荷等参数的取值就不尽相同。而上述这些问题并不完全可以通过计算机完成，需相关工作人员自己对其进行判断及处理。这些判断和处理都需要在按照一般规律的前提下，依据已有的工程经验
11、得到最终的结果，这一过程就是上面所说的概念设计。2、概念设计处理的实际建筑设计问题勘察设计在工程中有着相当重要的作用，优秀的设计是创建优质工程的前提。优秀的结构工程师都会在每一项工程设计的开始阶段，依据经验及专业设计理论，在脑海中进行一个“优化”的过程。运用概念设计的方法，可以有效、迅速地对结构体系进行构思、选择，同时，这也是判断计算机内力分析输出的数据是否可靠的主要依据。概念设计是结构设计的核心及灵魂，它将会统领结构设计的整个过程，同时也贯穿着设计工程师的知识水平与设计水平。运用结构概念设计从整体上来把握结构的各项性能，这样才可以对计算分析结果进行科学的判断及合理的采用，保证工程师在设计中处
12、于主导地位。 【结语】:总之，结构设计在当今房屋的建筑工程中是一项责任比较繁重的项目，其设计水平将直接影响着建筑物的适用性、经济性和安全性。房屋建筑结构的成本在工程项目中占有很大的比例，优质的结构设计不仅能够确保房屋使用的安全性，而且还可以减少建设的成本，进而获取最大的经济效益。这也就要求结构工程师需在每一个工程项目的设计中均可以做到不懈地追求最优最佳，不断地探求自然法则，要通过反思和比较，在经验的累积中不断提高自己的判断力及创新力。 参考文献： 1潘亮.房屋结构设计中机构设计优化技术的应用.科技风.2011(12) 2 任建飞.结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用.城市建.，2011(2) 3江欢成. 优化设计的探索和实践j建筑结构.2006(6)
