房屋建筑結構設計優化方法范文

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摘要:

現階段，房屋設計需求呈現多樣化的特點，房屋建筑不僅注重過硬的實用價值，而且還追求精致美觀的外表，這些都對房屋的建筑結構設計提出了更高的要求。在房屋結構設計中，五個基本要素必須考慮周全，即安全性、經濟適用性、施工便利性、實用性和美觀性。而合理的建筑結構設計優化則既能滿足建筑美觀，造型優美的要求，又能使房屋結構安全、經濟、合理，這便體現了建筑結構設計優化方法在房屋結構設計應用中的重要性。

關鍵詞:

建筑結構設計；優化方法；應用；建筑

隨著我國經濟水平的不斷提高，我們在考慮建筑的安全性和實用性的同時，對建筑的美觀性和經濟性方面的要求也不斷提高。既要求建筑安全、實用，又要求建筑經濟、美觀，同時也要考慮到施工的便利性和時效性，那么對建筑結構進行必要的優化設計則顯得尤為重要，而合理的建筑結構優化設計可以使得這些要求實現統一。在本文中，筆者結合自身的工作經驗和所學的相關知識，對房屋建筑結構設計的相關優化方式進行介紹，并對建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用進行闡述。

1結構設計優化方式的理論體現

在建筑結構設計過程中，除了要考慮建筑結構的安全性、基本功能健全性等可靠性因素，我們還需要對其建筑本身的藝術美感進行考慮，這便是建筑結構設計優化的體現。通過對建筑結構設計優化方法進行理論分析，我們得知，在實際應用過程中，建筑結構設計優化方式主要體現在房屋工程的分層優化和總體優化兩方面。對建筑結構進行設計時，在滿足基本設計要求的前提下，應盡可能減小建筑物的質量中心和剛度中心之間的差異，保持平面結構的規則性以及對稱性，以避免在水平荷載作用下建筑物產生較大的扭轉效應。與此同時，在進行豎向設計時，應盡可能保證其同方向的承重構件上下貫通，使豎向剛度不發生突變，否則一旦發生剛度突變，建筑物會在水平荷載作用下產生嚴重的應力集中現象，對抵抗水平方向的動力荷載作用大大減小。此外，為了降低結構設計和分析方面的難度，我們可以盡量減少使用轉換層結構?？偠灾?，在建筑結構設計過程中具體問題具體分析，綜合多方面因素設計出最令人滿意的建筑體系。

2建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用

2．1整體與局部優化每一個建筑項目的設計都包括兩類特點，即復雜性和層次性。就復雜性而言，內容一般包括零部件選取、建筑原料選取以及結構類型的選取等;而層次性則主要包括建筑設計體系、建筑結構體系以及安裝設計體系等內容，其中每個獨立的體系又包括很多不同的下屬體系，在設計房屋結構的過程中，設計人員應優化其每一個下屬體系，沖破橫向關聯，實現工程疊加。所有的房屋建筑不僅要進行局部的優化，更應該注重整體的全面優化，這樣才能夠真正實現房屋結構的設計優化的意義。

2．2壽命與分階段優化在固定的使用年限中，任何一個建筑工程項目的各個環節都有著各式各樣可供挑選的設計方案，也就是說，在工程的任何一個階段都能夠開展優化工作。設計人員可以根據每個階段的不同性質確定優化方案，進而優化工程壽命。最終的益處就是，一方面，使建筑工程的施工質量得到了保證，另一方面，使企業的經濟收益得到了增加。

2．3樁基礎優化建筑結構樁基礎由預制樁和灌注樁兩種類型組成。由于施工過程中灌注樁的質量控制較難實現，并且耗時較長、操作復雜，因此，在符合相關標準的前提下，實際施工應優先選擇預制樁。另外，一般情況下，樁基越是深入，樁身與土壤之間的摩擦力和作用力就越大，因此，在選擇預制樁的同時，還應盡可能選取長度較大的預制樁。

2．4上部結構優化在對房屋上部進行結構優化和建立模型的工程中，剪力墻的布置和設計是非常重要的一項因素。剪力墻的質量需要保證其均勻性，從而使得樓層結構的重心與其平面的中心點實現相互重合，實現削弱風力或是地震等外力因素的影響。在房屋類型允許的情況下，應該盡量采用剪力墻的大開間構造，增加其墻肢長度，這樣一方面可以實現墻肢數量的縮減，另一方面還可以在剛度達標的前提下實現混凝土量的降低使用。另外，由于剪力墻采用鋼材作為暗柱材料，所以通過剪力墻的大開間結構便能夠實現鋼筋使用數量的縮減，但是，如果建筑本身不具備相應的條件，并且對建筑物的抗震要求較高，則不能采用該類型的剪力墻。

2．5結構同建筑保持協調優化在進行建筑結構設計的時候，應該盡量保證建筑的整體平面和整體結構的緊密配合，最終實現結構合理和造型美觀的設計效果。建筑系統應該盡量簡潔，墻與柱的錯位現象不可以發生，每一層的截面面積和高度都應該相通。在設計電梯或是樓梯的時候，應該盡量選擇使用高強建材作為承重構件，實現降低自重，其他構件就應該盡量選擇較輕質量的材質。在建筑的整體布局方面重心、質心與其剛心需要保證交疊，避免扭轉現象的發生。

2．6結構同排水保持協調優化由于在整個建筑中，專門用于給排水的房間有很多機械設施，所以其相比較于普通房屋，荷載強度較大，因此，水泵房應該盡可能設在地下室區域。給排水房間里面的管道較為復雜，長度及粗細都不盡相同，因此，依照相關標準應該預留足夠的尺寸和深度，同時加固其穿孔位置。除此之外，水平方向的管道如果貫穿承重墻，則應該及時對其進行維護和加固處理。盡量保證結構優化同排水優化的協調，避免管道繞梁繞柱等情況的發生。

2．7結構同電氣保持協調優化電氣的管線如果以導線形式安裝于金屬管的外部或是樓板處，則可能會造成預制結構施工難以開展。因此，導線如果貫穿結構梁體，那就需要在梁預制之前留下孔洞，與此同時需要保證墻體厚度與梁寬相同，如果做不到梁寬與墻體厚度相同，則需要確保梁的側平面與墻體一側相齊平，最終實現管線不在墻體外面裸露。在房屋建設的過程中，電梯處的空洞很多、也預埋了較多的構件，因此，電梯房的強度需要單獨進行計算分析，以保證合理設計，及施工的質量和安全。

3結語

綜上所述，建筑結構設計方案的合理選擇，不僅可以使建筑結構設計達到應有的技術要求，還可以減少不必要的經濟損耗。建筑結構設計優化在房屋結構設計中是一個綜合性比較強且極為復雜的系統性問題，這需要我們對其進行深入研究。本人結合自身的工作經驗，闡述了建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用，希望此文對相關研究人員有所幫助。

參考文獻

［1］王也．建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用［J］．中華民居(下旬刊)，2013(03):81－82．

［2］何冬霞．建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用［J］．中華民居(下旬刊)，2013(10):18－19．

［3］孫樹立，袁明武．一種高層混凝土建筑結構的優化設計方法［A］．

作者：彭驕陽 單位：深圳市建筑設計研究總院有限公司