房屋结构设计中的建筑结构设计优化

　　摘 要：本文将首先对建筑结构设计优化的理论表现和意义所在进行阐述，进而展开设计优化中的具体步骤和补充注意事项。 　　关键词：房屋建筑；结构设计；优化 　　1建筑结构设计优化的理论表现 　　在设计建筑结构时、对设计理念进行改革、采用科学、先进的设计方案的筛选方式进行最佳设计方法的选择即为建筑结构设计优化。它是一项专业性活动，具有很高的技术含量，因设计人员在进行设计时需要综合建筑物的各项指标，兼顾使用价值和美学价值，由此，设计者对于设计方案的选择过程进行科学化、数学化，以进行最恰当的设计方案的挑选。 　　建筑结构设计优化，是对建筑中各个部分结构设计和建筑整体的同时优化。包括对房屋顶部、房屋外围以及房屋细节结构设计的优化，对它们各自的型号、布局、受力、价格等方面进行设计。在房屋结构性能被稳定确定了的情况下，设计者还要进行大胆的创新、探索出新型结构优化的方案，使房屋使用者和建造者双方利益实现更好的平衡。 　　房屋结构设计的经济性、实用性、美观性、社会性、安全性、环境性等特性要求房屋结构在具体设计时至少做到以下几点：首先，房屋要有一个平整的平面结构和平面建造质量与房屋刚性结构要求之间的尽量小的差异；其次，以竖直贯通的形式对房屋承重结构进行设计，尽量保持房屋原有转换结构，而在竖直方向上的刚性程度设计要遵循渐变规律，不做突然的改变；最后，建议设计方在设计时注重对环境的保护。 　　2建筑结构设计优化的意义所在 　　对房屋结构采用设计优化方案后，在与传统设计方式进行对比时，大约减少了6%―35%的建造成本。因为在采用优化的设计方法与技巧时，各种资源和建筑原料得到了合理的配置与充分的利用，而房屋内各个独立的单元也获得了更好的协调，这在一方面为有效的资源争取了最大的利用，另一方面为一定的空间要求节约了更多的资源。此外，在结构设计被创新性优化的同时，建筑的安全性并没有因此降低，居民的生命财产安全也并未因此而受到威胁。 　　在房屋结构设计中，通过采用建筑结构设计优化技术，可以在实现建筑的美学价值、实际使用价值和经济价值的同时保护施工现场及附近的生态环境，实现施工的绿色化，体现了我们在新时代之下，对保护环境与可持续发展战略的积极响应。 　　3建筑结构设计优化的具体步骤 　　3.1结构模型的设计 　　在房屋结构设计中，对于建筑结构模型的设计，我们一般将其分为三个阶段，分别是选择变量、确定函数以及衡量条件。 　　首先是选择变量。类似于工程的目标参数有房屋价格参数和预期产生的损失参数，在通常情况下，一项工程涉及到多个数值，这些数值往往会成为设计人员定稿的重要甚而决定性参照值，由此，一个变化幅度较小或考虑因素较少的各项数值的参考指标对于设计人员的意义非凡，它将会使与建筑设计、变成和计算相关的工作难度得到降低，使设计者尽快找准切合本次设计目标的数据组。找对数据，才能选择最佳设计方案，实现我们的房屋结构设计的优化。 　　其次是对于函数的确定。工程在进行设计时，对于房屋横截面尺寸和钢筋尺寸有一个事先地设定，作为设计人员，他们需要在一众相似的函数中寻找出最符合事先设定值的函数组，并对其进行各种性质的分析，以最大程度的降低房屋建造的费用。 　　最后是衡量条件阶段。该阶段中的条件指在设计过程中，设计者通过工程目的和实际施工情况分析出的多项约束条件以确保工程符合相关规定。一般而言，这些条件包括房屋尺寸、架构稳定性、结构刚性、墙体裂缝限度、受力和变形限度等。 　　3.2计算方法和最优程序的选择确定 　　房屋建筑结构的设计优化过程涉及到复杂变量和多种设计条件的计算，由此，设计者在进行演算时，要注重对计算方法的合理选择，尽量是运算简便化。对有附加条件的问题进行演算时，忽略附加条件可以使计算结果更易得到，使设计者的时间与精力得到节约。 　　唯有功能完整、用途齐全、运转高效的设计程序方能算之为最佳程序，是一种综合程序，由多个小程序组成。设计者注重对于最有程序的选择可以使其在结构设计上发挥重要作用 　　3.3统计结论的分析 　　设计者通过对前面各项数据计算结果认真的统计与分析，可以发现各设计方案之间的异同点，进而挑选出最佳方案。在分析结果中，建议设计者注重多角度的思考，不能在顾此失彼中失去最佳方案。客观看来，房屋建筑属于成本较高的行业，涉及的利益当事人也并非只有一方。因此，设计者需要对工程经济效益和技术含量综合考虑，妥善处理，实现各方利益的高度平衡。 　　4结构设计优化的注意事项 　　在将结构设计优化方法落实于实践中时，需要注意以下两个个问题：首先是在结构设计优化时对前期参与的注意；其次是在概念设计中对细部结构和下部地基基础结构设计的优化。 　　在工程前期定下的方案会影响整体总投资，但在施行结构设计优化的工程中，如果前期定稿时没有让这一项参与进来，则会给具体的施工带来难度，不确定因素的增加更会提高建筑投资。由此在方案初期，就应该让结构优化设计参与进来。 　　在某些没有具体数质量化的情况下，会导致计算式与现实之间较大的差异，此时，我们需要应用到概念设计的方法，将数值作为一项辅助与参考。在设计的过程中注意细部结构部分，如在现浇板中，对于异形板拐角易出现裂缝情况可以进行矩形板的划分。在选择某些材料如钢筋时，保证满足基本的规范要求即可，这样才能既安全又经济。而地基基础的结构设计优化则首先是合适方案的选择，如桩基础时，则要根据现场地址选择合适的桩基类型。 　　例如在进行某小区住宅房的设计时，为了实现结构设计的优化，我们要从工程的前期设计定稿时开始，明确小区建筑要求及大致风格走向。当建筑的层高增加时，墙体面积也会增加，结构的自重则随之增加，基础需要承载的重力也会增加，水卫和电器的管线则会被迫加强，同时，楼与楼之间的距离也要增大。但从另一方面，多层建筑又使单位建筑面积占用的土地面积减小。由此，我们在设计时，要对现场地质进行勘测，对土地面积，对住宅房的外墙平面形状等约束条件进行衡量，选择一个恰当的参数值和函数组进行分析、总结，得出设计方案方向，而在具体的设计过程中注重对于房屋内部细节的控制，最终完成最佳设计，实现结构设计的优化。 　　房屋结构设计中的建筑结构设计优化，是一个技术筛选过程，涉及到多个因素的决策，具有极强的综合性。我们进行这项技术的目的在于建造耐用、实惠、美观、舒适又安全的房屋，而一个优秀的房屋结构设计又是以上五点的综合，在设计中需要考虑的因素非常多，具体操作时也并不尽如文中所言。因此，我们在在实施时，还是应该实事求是，做到既有创新，又有保留，尽量平衡买卖双方需求。 　　参考文献 　　[1] 胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居，2013，12（06）：98-99 　　[2] 尹英华.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].城市建设与理论，2013，19（09）：101-102 　　[3] 郑智��.乐肖军.结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].工程技术，2011，04（13）：98-99