房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略 汪涛

房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略汪涛
摘要：建筑结构的设计对整体建筑质量有直接影响，随着经济的快速发展，传
统的建筑结构已经难以满足当今社会需求，建筑不仅应当具有使用价值，还应当
从安全、经济、美观等角度出发进行相应的结构优化，从而达到空间资源的最大
化利用。

该文将对房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略进行简单探讨。

通过
经济性和美观性的结合，能够帮助企业获得较高的经济收益，也能保证居民的居
住安全。

关键词：房屋结构；建筑结构；结构设计优化
引言
房屋结构包括房屋的房梁、柱体、墙体、外在形状等构件。

房屋结构的设计
要体现房屋的实用性、经济型以及耐久性，在规定年限中发挥预期的效果。

符合
要求的房屋建筑要保证良好的质量，具有完善的功能，结合设计合理且外部形态
美观等特点，房屋结构设计水平直接影响了房屋的美观度和实用功能。

随着社会
经济的发展，人们的经济水平也得到极大地提升，对居住房屋在质量和外观上都
提出了很好的要求，因此房屋建筑结构设计在目前占据十分重要的地位。

房屋建
筑结构设计要不断完善设计水平和技术，在保证建筑结构稳定度的同时降低建筑
成本，提高企业的经济效益。

1 房屋建筑结构设计优化发挥的意义
房屋建筑结构优化设计在房屋建筑中占据重要地位，采取科学合理的方式进
行设计优化，能够提高房屋结构的功能性、降低建筑成本。

随着我国各省实施城
市化进程的改革，城市土地的需求问题成为主要矛盾，未来城市建筑的发展主要
以高层建筑为主，高层建筑相比传统的建筑在建造中有更高的要求，难度较大，
因此房屋结构设计人员要重视技术优化，在节省成本的情况下，保证房屋质量是
工作的重点，同时运用新鲜、创新的理念和技术制定合理的设计方案。

建筑结构优化对于房屋结构有着重大意义，对建筑结构进行必要的设计及优
化可以满足建筑的整体实用及美观效果，还可以有效的控制整体工程造价。

对于
建筑企业来说，控制建筑项目成本，实际最大收益是建筑企业发展的前提。

但也
要保证建筑的安全、适用，所以就必然要求对建筑结构设计进行优化。

2 房屋建筑结构设计优化步骤
2.1 建立结构优化模型
建筑结构设计优化的本质在于从变量中提取重要参数，建筑工程往往涉及多
个数值，这些数值通常是设计人员定稿的参考值，因此对于建筑结构模型设计首
先是选择变量，一个变化因素较小的数值参考指标对于设计具有重要意义，能够
有效降低建筑设计优化和相关计算工作的难度，有利于设计师更快地找到设计目
标的数据组，从而选择最佳设计方案。

出于对房屋结构耐久性的考虑，设计师应
当结合房屋的尺寸、结构、刚性和变形与裂隙限度等多个方面分析，确保各个条
件都能满足相关要求。

其次，在设计时，将房屋横截面以及钢筋的尺寸提前设定，设计人员需要找出符合事先设定值的函数组，做好目标函数的确定及约束条件，
才能最大程度地满足设计要求，降低有关费用。

2.2 优化计算方法
房屋建筑结构设计优化涉及多项复杂的变量，计算方法也很多，在演算过程
中需要根据需求尽量选择简便的运算方法，才能提高设计师的工作效率，避免不
必要的精力耗费。

此外，功能与用途齐全且运转高效的设计程序结构设计优化上
能够发挥重要作用，因此设计师应当加强对程序选择的重视度。

在各种数据计算
之后，设计师需要认真分析统计结论，找到设计方案间的共通点与差异，综合衡
量后确定最佳方案。

房屋建筑投资成本较高，涉及的利益成员也较多，因此设计
师在进行优化设计时还需要结合工程效益以及技术含量等条件多角度思考，避免
出现顾此失彼的情况。

3 房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略
3.1 优化结构寿命
任何建筑工程项目在限定的使用期内都可以找到不同的设计优化方案，因此
设计人员需要结合不同阶段以及不同性质特点的房屋建筑确定优化方法。

房屋建
筑的品质决定了居住质量，因此在结构设计优化工作中应当重点关注房屋落成后
的实际使用效果，确保其结构具有相当的承载能力和寿命，从而能够强化工程质量，在长期的使用过程当中体现其作用价值，避免在应用中出现结构损坏。

3.2 建筑结构的整体优化方法
建筑结构优化主要是指房屋建筑的整体构造与部分构造的设计两个部分，这
两个部分相互依赖相辅相成，互为条件缺一不可。

而建筑部分的设计优化包含很
多内容，诸如屋顶的设计优化、框架的设计优化、基础的设计优化、维护优化等。

这就需要工程技术人员运用所学专业认真思索、精心设计，在每一具体项目的设
计过程中，不但要保证结构的安全性和适用性，还应当有效控制成本。

智慧来源
于实践，要实现科学严谨的设计优化，设计人员有必要亲自到拟建项目场地实地
考察论证，掌握项目相关的第一手资料，做到心中有数，并在设计中充分考虑现
场条件进行优化设计。

比如，在建筑材料的选择上，除满足结构设计的安全性要
求及建筑功能设计要求外，尽可能结合当地的生产条件及市场条件进行合理选取。

再比如，当遇到较为复杂的地质条件时，设计人员也要结合当地的施工条件，采
取合理可行的基础设计方案。

这样，设计出来的建筑才能在施工中少发生问题，
确保项目的顺利实施，从各方面保证建设项目的安全性，并尽可能节约成本，满
足项目的投资要求。

3.3 框架结构设计优化
房屋结构的框架荷载条件是固定的，因此优化设计的变量只能是梁柱杆件的
截面尺寸，设计人员可以通过调整截面面积进行结构优化设计。

房屋框架中的任
何一个梁柱截面尺寸发生变化，都会影响到整体建筑结构的受力分布情况，因此
当单个构件截面尺寸发生变化之后都需要重新计算结构内力，这无疑增加了大量
的计算工作。

因此在实际工作中如果仅有一次优化可以假定杆件截面尺寸不会影
响框架内力分布，但如果全部杆件都进行优化则必须对内力情况重新进行分析。

3.4 上部结构优化
房屋建筑结构设计中的上部结构优化对建筑具有重要影响，优化上部结构必
须布设好具有抵抗水平剪刀力的剪力墙，剪力墙质量均匀是保证对称楼层平面的
刚度中心与楼层结构的中心重合，从而保证在巨大外力作用下整体结构的稳固性。

在地质条件较好且抗震条件允许的情况下，设计人员应尽量选用大开间剪力墙，
能够有效减少墙肢数量以及混凝土使用量。

3.5 节能结构设计优化
鉴于当前的环境条件，在房屋建筑结构设计优化中需要充分考虑对节能结构
的优化，积极地采用各种办法将绿色建筑理念贯彻执行。

首先，为了保证房屋的
采光条件，设计人员必须根据当地的气候环境以及城市规划等条件，选择恰当的
房屋朝向，如此一来不仅能够满足房屋建筑的采光需求，还可以更好地提升房屋
通透性。

除了需要考虑采光问题，还需要控制好房屋与寒风角度的关系，尤其在
我国北方地区，冬季严寒，门、窗以及屋顶等设计优化能够减少屋内热量损耗，
从而达到节能目的。

结束语
房屋结构设计的优化设计在建筑中发挥重要作用，在保证房屋建筑稳定性、
功能性、耐久性的情况下，优化设计的实施能够控制建筑成本，通过不断优化设
计方案，能够提高房屋建筑的质量，降低建筑成本。

人们的经济水平也得到极大
地提升，对居住房屋在质量和外观上都提出了很好的要求，因此房屋建筑结构设
计在目前占据十分重要的地位。

房屋建筑结构设计要不断完善设计水平和技术，
在保证建筑结构稳定度的同时降低建筑成本，提高企业的经济效益。

参考文献：
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