结构优化设计在建筑结构设计中的应用

结构优化设计在建筑结构设计中的应用

发表时间：2020-04-14T15:10:14.447Z 来源：《工程管理前沿》2020年第3期作者：王明鑫

[导读] 随着社会经济水平的不断发展，我国建筑业得到了极大的发展。

摘要：随着社会经济水平的不断发展，我国建筑业得到了极大的发展。房屋作为人们安身立命的重要场所，其建筑工程的重要性不言而喻。现代人们不仅要求建筑要符合安全标准，对其舒适性也提出了更高的要求。房屋建筑结构设计是一个复杂长期的过程，它贯穿于整体建设的全过程。我国高度重视房屋建筑结构合理化，这不仅能够提高房屋的使用寿命，而且也能够对有效的资源进行更加合理的利用。本文针对目前房屋建筑结构设计中存在的问题进行分析，按照相关国家要求的标准对提高结构设计技术提出几点建议。

关键词：建筑工程；结构；优化；应用

引言

降低工程施工成本的关键就在于建筑房屋结构设计中如何加强优化技术的应用为基础，还需要保障建筑结构的安全性。建筑的质量是一个工程的核心，也是设计人员最关心的问题，因此设计人员需要在保证建筑质量的基础下降降低建筑工程的施工总成本。根据设计人员翻阅资料得知，加强对房屋结构的优化，可以让项目的总成本大大的降低，并且可以加强房屋建筑的功能性，与此同时，有利于提升房屋整体方面的功能。房屋不仅仅只是注重外表面，更重要的是在安全方面也十分重要，在安全方面可以做到良好的房屋更加有利于人们居住的舒适度，而加强房屋当中的优化设计可以得到有效的提升。

1优化技术思想在房屋结构设计中的重要性

房屋建筑结构设计中的优化技术是至关重要的，一般进行参数变量的选择以及确定函数时主要有以下当面。参数变量的选择主要是可以提高优化技术的应用，并且有效的提高设计思想的科学性。工程的参数得到之后进行具体的施工设计，一般我们比较常见房屋建筑工程设计当中的参数就是价格方面，预期效果方面，出现的资金偏差参数等。设计人员一般会在房屋建筑结构设计前，都会将所需要的参数进行分析对比，看是否有误差，或者是存在的隐患问题。与此同时，优化技术当中选用参数变幅不大的作为设计指标，可以有效的使建筑结构设计当中的难度有所降低。确定函数在优化设计当中，最主要的就是目标函数，设计人员可以通过目标函数进行控制建筑工程的施工成本，其次是对施工时的条件进行衡量和比较，为了保证房屋建筑施工时的稳定性和耐久性，美观性，功能性，安全性等都需要考虑多种因素的影响。每一个步骤都是至关重要的，房屋的各个方面都应该面面俱到，所要涉及的房屋建筑结构设计当中关于优化方面的细节问题都应该重视。

2结构优化设计在建筑结构设计中的应用

2.1注重设计协调性

建筑空间布局与人们的正常使用有着紧密的联系，协调性是提高建筑使用舒适度的一个重要话题，如果建筑与房屋立体结构、平面设计之间缺乏关联性，那么建筑内部构造也就变得杂乱无章，在这种情况下设计人员须重视相互之间的影响，提高空间利用效率，在布局上展现更多的功能价值，实现全局协同的效果。如在进行墙体设计时应考虑内部空间布局下用户的生活需求，墙体与立柱位置需进行人性化设计，整个结构给人一种简单、舒适的设计思想，并实现立体、平面布局的协调性。

2.2细化设计方案

优化设计方案主要需要提高的包括两方面的工作内容，一方面要能够保证整体建筑的安全性和使用性能，延长整体结构的使用寿命。另一方面也要通过科学合理的设计方案降低整体工程的材料和成本[3]。在整体建筑投入使用的过程中，很可能遇到各种不可抗拒的影响因素。在这个过程中，我们最需要解决的内容就是将每一部分的设计方案细化到最小的单位，这样才能保证建筑单位在施工的过程中按照相应的标准进行。近年来随着城市建设用地逐年减少，导致房屋层数增高，剪力墙结构在住宅设计中得到广泛应用，剪力墙结构布置的合理性就显得尤为重要。通过采用刚度分布均匀的剪力墙布置、尽量不使用短肢剪力墙、控制轴压比等方法，都可以有效节省含钢量及混凝土用量，以提高经济性。进行房建设计的过程中，必须根据实际情况，从结构整体布局的合理性、计算参数的确定及材料选取等方面，对房屋主体结构进行更加精细的设计，努力实现计算机与设计的理论相结合，将实践问题由一个工程实践转化为数学问题，建设数学模型，优化设计方案。

2.3注重结构设计与新型技术的结合

如今我国在进行房屋建筑结构优化设计当中，主要是运用计算机来完成的，并且信息化的发展，在建筑优化技术当中的应断的增强，加强集团机技术和工程设计优化技术二者相结合，成为了未来的发展趋势，从当前人们在进行优化设计当中来看，计算机主要是用于工程数据的分析和工程的建筑模型方面，可以更好的看出房屋建筑工程的是否稳定和安全，从而使设计人员更好的检查出弊端及时进行改善，与此同时，还可以更好的控制整体的功能性放面。给设计人员带来了极大的便利，能够在第一时间了解到房屋的利弊情况。

2.4增强建筑设计抗震意识

随着近年来地震灾害现象频发，在建筑设计过程中保持一定的抗震意识是非常重要的，设计人员在进行结构优化设计时可以对剪力墙结构进行优化，以此提高建筑结构的抗震性能，保证在地震灾害发生时墙体有足够的承载力和稳定性。另外，设计人员在开始建筑结构设计之前应对本地区的地质条件、自然环境进行全面分析，选择合理的施工技术来应对这些不良灾害的影响，严格按照结构设计标准进行优化工作，以此提高建筑结构设计的合理性和安全性。

3房屋建设结构设计中需要注意的问题

房屋建设工作是一个实践性非常强的工程，在这个过程中要能够考虑到房建的功能性和实用性，而很多建筑单位在进行设计的时候，为了更好地吸引顾客，过于考虑到房屋建筑的美学，而忽视最为基础的设计。其一，在房屋结构的设计过程中，最为重要的就是上部结构的设计。在剪力墙结构中出现刚度分布不均，结构布置不合理等问题，同时混凝土结构设计中楼板设计也存在一些问题，例如相关设计人员在设计楼板的时候，为了更好的压缩施工的成本，将双向板的作用按照单向进行计算，没有实质考虑整体受力状态。这样的话就非常容易导致楼板由于受力过大而出现裂缝，严重的话甚至会出现断截面，造成安全问题。其二，对于地基基础方面的设计而言，这需要工作人员在设计之前必须对相关的地质材料进行科学的分析，但是在实际工作中，材料不齐全的现象却出现的非常频繁。一旦对于地基的岩土工程无法做到合理的评估，那么整体的地基设计必然是极不合理的。这不但会严重影响房屋建筑的质量，而且也会导致整体建筑下沉。在遇到强烈的外力作用下，可能会导致整体失重而倒塌。俗话说千里之行始于足下，虽然这些建筑设计都是最为基础的内容，但是如果做不好