解析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用

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　　 摘要：我国的房屋建筑产业发展速度非常迅速，而且其对于社会发展进步有着不可替代的作用，在进行建筑工程施工建设中，房屋结构设计非常关键，只有高质量的结构设计才能够保证建筑工程能够顺利施工建设，因此，就需要应用建筑结构设计优化方法，不断提高房屋结构设计的科学合理性，促使建筑工程的综合效益得到有效的提高。本篇文章就是针对建筑结构设计优化方法以及在房屋结构设计中的现实应用进行分析和探讨，希望对我国房屋结构设计行业的快速发展具有一定的促进作用。
　　 关键词：建筑结构;设计优化方法;房屋结构设计;现实应用
　　 对于目前的中国而言，建筑产业就是非常重要的经济支柱型产业，其良好的发展和建设能够有效加快我国社会的发展，提高人民的生活水平。伴随时代的发展，房屋结构设计工作的重要性逐渐体现出来，而且人们在房屋结构设计方面的关注程度也在逐渐提高，这就要求相关设计人员必须要不断加强房屋结构设计的水平和质量，不断提高房屋结构的科学性。在这个过程中，会用到建筑结构设计优化方法，该方法能够针对房屋结构设计的全过程进行有效的优化和完善，促使房屋结构更加符合人们的需求和要求，加快房屋结构设计行业的发展和进步，同时也提高建筑工程的整体设计质量，使建筑的使用性能更加完善。
　　 一、建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
　　 1.结构设计优化理论
　　 在从事工程项目和结构的设计时，除了要考虑设计对象的基本使用功能及安全可靠性外。还应该考虑到把它设计对象设计得尽可能完美。这就是工程和结构的最优化问题。用科学的语言来描述就是：利用确定的数学方法，在所有可能的设计方案的集合中，搜索到能够满足预定目标的、最令人满意的方案。
　　 结构设计优化方法从建筑理论上分析，具体体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计两方面。后者的优化设计包括：屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。穿插其中的，还包含选型、布置、受力分析、造价分析等项目，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，结合具体工程的实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。
　　 建筑师在保证设计安全的前提下，应该敢于挑战新的结构形式。在建筑结构设计的过程中，在基本满足建筑师设计意图的基础上，平面布置应尽量规则，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通;能不使用转换层的就应避免使用，以减小结构分析和设计上的困难，另外也不经济，还容易造成应力集中;竖向刚度最好不要突变，而要渐变，否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象，这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。
　　 2.结构设计优化方法的应用
　　 在房屋結构设计的过程中，利用优化方法能够有效提高建筑结构的安全性和稳定性，建筑结构设计优化方法能够针对房屋结构的整体以及关键部位进行良好的优化和完善，从而提高房屋结构的设计质量，另外，在实际建筑结构设计优化方法应用的时候，相关设计人员还需要针对房屋的实际情况进行充分的思考，从而保证优化方法的应用效果非常显著，保证房屋结构的设计非常科学、高效。
　　 3.结构设计优化方法的实践价值
　　 在利用建筑结构优化方法进行房屋结构设计的时候，设计人员不应该只注重眼前的效益情况，而应将目光放到更加长远的地方，利用建筑结构设计优化方法从房屋的整体上进行设计，否则的话，随着时间的推移，就容易出现房屋结构设计产生质量和经济问题。同时，利用建筑结构设计优化方法进行房屋结构设计工作对于传统的房屋结构设计来说，其经济性更好，通常来说，其能够节省百分之二十左右的资金量，有效提高房建工程的经济效益。
　　 二、建筑结构设计优化的现实应用
　　 1.进行对房屋整体结构的优化设计
　　 在设计和优化建筑结构时，设计师需要建立一个数学模型，具体是指把影响结构设计效果和作用的元素作为设计的变量元素，通常情况下这些元素主要有：结构安全稳定度、结构的造价、应力约束和弹性约束等等。其次，还应该确立房屋整体模型的控制参数和目标，通过确定其房屋结构的约束条件，得出综合计算出的最优结果。通俗的说，就是把建筑结构设计的影响元素进行组合从而代入到设计好的模式和函数当中来，运用数学知识方法来评比出最优的结构，这样的方法既科学又方便。在这个过程中，可能会涉及到计算量比较大的数学知识，如拉式乘法等。这便对设计师提出了更高要求，需要其根据优化结构模式，综合考虑其计算方法和变量来设计程序，从而通过这些步骤的计算和验证，逐步找出其设计中不够科学、不够完善的地方。这样就可以及时发现问题，然后进行进一步的改进计划，以达到整體结构的完整性。
　　 2.对房屋分布结构的优化设计
　　 房屋分布结构的优化设计主要包括房屋的结构基础拉梁、荷载、钢筋混泥土结构、建筑剪力墙结构等，这些部分都需要进行优化跟处理。在房屋的基础拉梁结构上，设计师需要通过对其要求的高度、层数来综合考虑其防震性以及稳固性。然后，还要对基础桩基和基础拉梁的配筋率进行综合计算，以确保整个拉梁基础和桩基的和谐一致。此外，施工周围的土地质况、以及风力和气候等因素往往是容易被设计师所忽视的问题。但是，其实在对房屋的荷载设计上，设计师也需要充分考虑其施工周围的土地质况，以明确其地基的受荷载状况，然后根据这些情况以及风力、气候等元素来设计其基础结构。现今，在设计建造房屋的钢筋混凝土和剪力墙结构时，准则方法的设计步骤是经常会被采用的步骤。对结构整体受力和部件受力状况进行预先演算，通过核定其单元截面上的受力优化来不断推进，从而得出结构上的整体优化。通过这种方法，设计师能够在其辅助下找出最合适、最低以及最安全稳定的结构设计。
　　 3对整体结构和部分结构优化设计后所应该要注意的问题
　　 在通常情况下，很多设计人员会以为只要房屋结构的整体以及相关局部已经完成设计优化的话，实际工作就要完成的，但是在这个时候，更应该加强设计优化工作，确保房屋结构的设计质量非常好，并注意一些容易发生的问题。在房屋结构整体设计完成后，设计人员应针对设计标准和规范等进行充分的思考和核对，确保房屋结构的设计符合相关标准要求。另外，设计人员应针对全部设计构件以及重点的细节方面进行严格的计算，保证房屋结构设计的整体优化性，如果存在一些问题的话，应及时纠正，提高房屋结构设计的整体质量和水平。
　　 三、总结
　　 上文中针对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用进行了具体的分析和研究，表明建筑结构设计优化方法具有非常重要的作用，其能够有效提高房屋结构设计水平和质量，而且还可以通过优化设计提高房屋结构的使用性能，从而满足当代人们的实际需求。采用建筑结构设计优化方法进行房屋结构设计不仅能够提高结构的稳定性和使用性能，其还可以有效节省使用的结构材料，从而降低建设企业的资金投入量，提高建筑结构的整体经济效益和社会效益，提升建筑企业的社会形象。
　　 参考文献：
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