房屋设计中的结构设计优化策略

房屋设计中的结构设计优化策略

陶涛

身份证号码：32102319880407xxxx江苏扬州225800

摘要：结构设计是房屋建筑工程建设中非常关键的一道工序，它不但关系到建筑的质量和正常使用，而且还关系到建筑企业的经济效益。随着人们对建筑美观性、实用性以及经济性重视的不断提升，房屋结构设计也需要与时俱进，尽可能的对其设计进行优化。有鉴于此，本文阐明了建筑结构进行优化设计的重要性，分析了建筑结构设计优化的具体步骤，并对优化策略进行了探讨，旨在给相关人员以有益借鉴。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化策略

随着市场经济不断放开建筑企业的自由主导权，建筑行业的竞争压力越来越大。人们对于现代建筑的要求逐渐提高，不仅要求性能优良，还必须具有美观性，企业对于施工和设计的研究逐步深入，对于结构设计在房屋建筑中的重要作用取得了普遍的认同。下文对房屋设计中的优化措施进行了探讨。

一、建筑结构设计优化的重要性

房屋建筑结构设计的优化，指的是设计师从建筑的具体功能为主要的出发点，综合分析各种影响因素，整合各个领域的资源，通过建筑的美学、经济学、工程学的审查，拓展建筑的内涵，优化结构设计的科学及合理性。在进行房屋建筑结构设计时，贯彻落实节能减排和保护环境的基本国策，将建筑行业的能耗降低，逐渐改变我国建筑事业高能耗高污染的现状。

通过建筑结构的优化设计，房屋建筑的施工成本能够取得较为明显的降低。在保证安全性以及科学性的结构基础之上，在土地资源、水资源紧缺的现代社会，顺应高层建筑数目扩大的形势，对于设计方案进行系统化的分析，利用先进的技术手段对于建筑工程进行精细化管理，这样可以降低工程的预算，以科学的设计规划为企业获得最大的经济效益。

对于建筑领域的实际利益更加显著，首先在结构科学优化方面是十分有意义的，不仅能够保证实用性，还可以增强建筑的现代感，在倡导绿色建筑的我国城市规划蓝图中，做出相应的贡献。在我国推进城市化工业化的过程中，不可避免地以牺牲自然环境资源为代价，同时增加了建筑的资源消耗成本。传统的结构设计已经出现了一定的弊端，现在进行结构设计优化可以将房屋建筑的内部环境结构进行科学化的平衡，最高效地利用建筑材料。对于增强建筑设计方案的安全性具有现实意义。

二、建筑结构设计优化实施的具体步骤

以上介绍了房屋建筑结构设计优化的实践价值，对于房屋建筑结构的合理性有了一定的认识。结构设计优化的实施过程中，指导性理念地发挥建筑材料本身的性能，通过各个结构之间的相互配合实现房屋建筑结构的优化。相对于传统设计理念中，单一注重建筑的建筑材料而弱化结构的观念，建筑设计结构设计具备基本的安全性及科学性，在此基础上可以充分发挥建筑师的空间想象力，拓展建筑设计的可能性。

1、创建结构优化模型

在进行结构优化的过程中，前提是必须做好建筑结构本身的影响因素控制。量化相关的控制参数。在制定参数变量的情况下，需要对于一些约束条件精细化表达，在影响范围不大，局部要素不齐全的前提之下，通过预定式参数表示设计数量及计算数量，减少编程环节的工作量，提高工作效率。

2、确定目标函数

建筑结构优化设计需要确定一个完整的数学模型，现代建筑设计施工体系也将整个施工过程进行了整体信息模型建立。符合条件的相应材料的面积以及损率函数是重点的目标函数问题，对于概率性函数的数目降低可以使得整个建筑工程的整体造价达到最小。

3、科学制定约束条件

结构优化实现的形式是约束条件的增加，在科学化设计的过程中，需要建筑结构易出现问题的地方进行约束，主要包括建筑钢筋混凝土的裂缝问题，强度及大小约束，结构抗震等级约束等等。要将目标约束与实际约束进行科学比较，确保分析结果可以满足整个建筑工程的需求，实现最佳的设计效果。

4、设定相关的应用程序

在科学设定优化设计方案的前提之下，根据有关的设计模型来选择合适的应用程序。在计算方式的选择方面，将计算效果的科学性、综合性以一个冗余度较低的算法表示出来，提高运算的速度，全面进行高效率的优化设计。之后的分析比运算结果更加重要，这是整个优化设计方案质量保证的最后一道关卡，对于质量问题要多角度分析，优化整个建筑结构，这样才能够达到预期的工程目标。

建筑结构设计优化具体步骤如下图1所示：

图1建筑结构设计优化步骤

三、如何在房屋建筑设计中进行结构优化

1、优化建筑设计的整体性及局部性

建筑设计的层次性分明，工程结构相对复杂。在整体与部分的关系处理上，部分构成整体，整体影响部分。在整体的建筑结构科学性方面，都显现着部分的设计水平。在相互影响的建筑结构中，要对整体结构的每一个下属结构进行优化，突破建筑设计的横向关联，将建筑材料的选取、零部件的选择谨慎把握，确保每一个细节环节都得到优化。

2、建筑寿命优化与阶段性优化

建筑结构的优化设计可以对建筑的耐久性产生相应的影响，优化后的结构可以抵御建筑物的外部作用力，综合影响到建筑物应对复杂外力的性能。建筑物的工程使用年限当中，每一个阶段都应该进行相应的优化，在房屋设计的各个阶段，重点是对于特点的考察，根据实际的考察结果确定科学的优化方式。可以保证对工程整体寿命的提高，进行方案的科学性有效性，既保证了建筑质量，又提高了经济效益。

3、建筑结构的科学性优化

对于建筑结构的优化实施，最有效的方式是进行预结构设计，在符合标准的前提之下，对于整体施工中较难控制的部位要提高操作的技术技巧。房屋的建筑结构设计需要建立相应的模型并且进行优化，整体的布局应当合理，在设置剪力墙方面要增强建筑的抗震等级，属于风力的破坏要有足够的抵御能力，尽可能在符合标准的前提下，通过结构的优化来减少钢筋混凝土的使用，以降低巨大体量的高层建筑自身重量。

4、结构优化与建筑优化相互协调

结构的优化设计与建筑物的整体美观性并不抵触，在处理建筑外观与建筑的经济及结构的关系方面，应该提高对于同建筑结构的经济成本的预算准确度，在系统的设计方面应当尽量简洁，建筑墙体与支柱的联系应当紧密，楼体自身承重的应当选择高强度建筑材料给予支持，对于整个建筑物应当做到几何中心、设计中心的重合交叠，避免出现扭转。

5、结构优化与水电功能的系统优化同步进行

在房屋建筑结构优化的过程中，功能优化是最为重要的部分，因为现

代建筑的人口密度较大，对于水电等资源的需求较大。在给排水系统的优化过程中，应当在结构方面给予支持，提高管道的预留空间准确度，使得楼板的钻孔位置坚固。在电气系统优化的过程中，应该在建筑的梁体结构中预留出相应的孔洞，让电力系统的管线不至于暴露在墙体之外。

四、结语

综上所述，对于建筑结构设计的优化不断深入，相关的技术即实施方案都得以成熟化发展，在整体的管理控制资金投入方面，追重要的方式是通过结构的不断优化降低建筑材料的消耗，增强建筑结构的安全性。在这一个角度上说，房屋建筑结构的优化设计是兼顾工程品质与经济效益的先进设计理念，在未来的建筑设计行业一定会得到长足发展。设计者应该不断在结构优化设计方面开拓和创新。

参考文献：

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