房屋建筑结构优化设计研究黄盛
摘要：房屋建筑设计下需要考虑多方面因素影响，为提高建筑结构设计水平采用结构优化方法具有重要意义。文章通过对结构优化设计的重要性进行分析，探讨具体的结构设计优化策略。
关键词：建筑结构；结构设计；设计优化；房屋建筑
引言
在工程建设的过程中，最基本的目标是在提高工程质量的同时尽可能地减少成本的支出，而对建筑结构的设计是否合理将直接关系到该目标的实现与否。在满足建筑基本功能的基础上通过材料的充分利用、先进技术手段的应用等提高设计水平，使在激烈的建筑市场竞争中获得更多优势。通过建筑结构优化设计，一方面是提高建筑的整体安全性，另一方面是提高设计产品的经济性，有效降低工程造价实现效益的最大化。在建筑结构设计中，可通过设计方案的优化，包括结构选型、布置优化以及精心的设计和准确的计算等来优化建筑结构。
1房屋建筑结构设计优化的重要性
房屋建筑结构设计的合理程度不仅与房屋建筑的安全性息息相关，而且与建设成本、建筑物整体外貌、建筑物内部结构等具有直接关系，在房屋建筑过程中占据重要地位。随着现代化建筑理论的快速发展以及社会对建筑物需求理念的转变，由单一的居住型逐渐向疗养型、生活居住型、休闲型等多元化发展，这就使得建筑结构设计优化技术更加重要。因此，在熟练掌握基本建筑结构设计理论的基础上，展开建筑结构多元化优化设计逐渐成为当前建筑企业生存的有利因素。此外，在现代化建筑领域以高层建筑物、复杂建筑物为主体，尤其是对地下空间资源的利用程度越来越高，这就为建筑结构优化技术提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建设成本。因此，发展房屋建筑结构优化技术具有重要的现实意义。
2 房屋建筑结构设计中的结构设计优化
2.1建筑结构模型的优化
房屋建筑结构设计中，对结构设计优化进行应用的时候，应优化建筑结构模型。在对建筑结构模型进行优化的时候，可以从确定约束条件、计算函数、选择变量三个方面开展。创建、使用建筑结构模型的过程中，应对不同变量的选择进行高度重视。对不同变量进行设置、选择的时候，必须充分考虑房屋建筑物的实际情况，并结合当地情况，全面分析可能会给房屋建筑结构设计产生影响的所有因素，并用预定参数来对这些因素进行表示，在房屋建筑结构设计中表现出来。一些因素可能会给房屋建筑结构设计的整体效果产生非常大的影响，因此，不管是多元因素，还是单一因素，设计师均要给予足够的重视。除此之外，房屋建筑结构设计优化过程中，将各种元素反映到函数中，能够有效减少工作人员的劳动量，有利于提高其工作效率。
2.2优化建筑抗震设计
在当下房屋建筑结构设计中,抗震设计直接关系着房屋建筑的安全性和稳固性,所以在优化结构抗震设计时,更需要全面即遵循既定设计流程,做好地质基础勘测,保证建筑高宽比的合理科学。在具体设计时,需要围绕提高建筑抗测力构件性能的原则,多采用钢筋混凝土框架结构来完成对各抗震结构的设置,比如采用钢筋混凝土柱作为框架柱,由于其轴压较低,所以更能够满足建筑结构设计要求。其次,在设计时需要综合考虑各方面因素的影响,比如结构高度、构件的承载力等等。既需要
确保房屋建筑结构中各部分构件的受力均匀,还需要结合具体工程情况、地质条件等,对结构设计进行进一步优化,以此来进一步促进结构抗震能力的提升。此外,需
要详细细致分析房屋建筑中结构的传力途径和作用方式,然后选择相应的设计方法
来降低地震来临时建筑所受到的外界作用力,从而提高建筑结构在地震中的稳定性。
2.3结构参数的优化
参数的合理选用对降低工程成本也有着很重要的影响。作为一名结构设计工
程师,能够正确理解规范中各个参数的真正含义和适用范围并合理取值,做到熟练
掌握结构概念并应用,这是一种基本能力与专业素养,平时工作中应该重视这种能
力的培养。比如有些地产公司为了降低含钢量,不管是什么情况都要求梁计算时按
T形梁考虑,这种要求是否合理?要确定这个问题的答案,我们需要追根溯源,先从规
范着手,《混凝土结构设计规范》(2015年版)中对T形梁计算有明确的条文,也就是说理论是可行的。接下来我们要分析实际工程能否满足T形梁的设计假定?由于
地上住宅多处梁两侧有高差、降板,很难满足T形梁的计算假定,进而影响计算的
准确性,无高差或高差处较少的纯地下室部分,则满足T形梁的计算假定,个别高差
处再局部配筋复核,这种情况下,可以选用混凝土矩形梁转T形梁,对降低结构成本
起到一定的作用。理解了结构概念及原理,即便有优化单位参与优化,也可以有理
有据,不被动。
2.4整体优化与局部优化
房屋建筑结构设计是一个复杂的过程，具有明显的复杂性和层次性，尤其是
现代化高层建筑物以及复杂建筑物，建筑结构具有更加独特的层次性。总体上，
建筑结构的层次性主要包括设计体系和结构体系两部分，前者主要体现在采用什
么样的建筑风格、建筑方式等方面，后者主要体现在不同风格系统下的建筑结构
方面。因此，对于建筑物层次性方面的优化主要指的是设计过程中对建筑整体结
构下属系统进行优化，使得最终建筑结构更加合理。房屋建筑物是复杂的，是由
不同的结构系统组成的复杂体，包括承重系统、水电系统等多方面，因此在房屋
建筑设计过程中无论哪一方面出现设计不合理，就会导致整个建筑结构不合理，
进而影响建筑的整体安全性能和美观。对于不同系统的设计进行局部优化，不仅
减少了大量的工作量，提高建筑物的安全性能，还能使得局部设计更加美观、更
加贴合整体设计。因此，在房屋建筑结构设计过程中，一般采用整体优化和局部
优化相结合的方式进行。
2.5优化基础结构设计
在进行基础结构设计时，首先在设计优化前要先做好对施工当地地质地形、
自然环境等条件的实地考察，收集和分析相关数据，在此基础上制定科学合理的
设计方案，并根据可能会遇到的问题制定解决预案。如常用的基础形式及经济性
优先等级一般为:天然基础>地基处理>桩基础;天然基础中:独立基础>条型基础>筏
板基础;筏板基础中:平板式>梁板式;地下室基础中:独立基础+防水板>筏板+柱墩基
础(与抗浮水位和地基承载力有关)。
2.6排水管道系统的优化
房屋建筑结构设计中，对结构设计优化进行应用的时候，还可以对排水管道
系统进行优化设计。排水系统设计是房屋建筑结构设计中的重要组成部分，其复
杂程度较高，应充分考虑实际情况来开展设计。特别是穿墙管道设计中，应以便
于施工为原则，提前预留管道碰撞检测的空间，并做好预埋空洞的标记，以便于
施工方在施工的时候可以提前预埋孔洞，避免返工问题的出现。对于需穿过承重
墙的排水管道，应做好对周围的加固处理，保证承重墙的稳定性。排水管道优化
