房屋结构设计中的建筑结构设计优化

中图分类号：TU201 文献标识码：A

引言

为了提升现代建筑的质量，合理利用空间资源，做好房屋结构设计工作，建筑设计者必须合理运用建筑结构设计优化方法，强化房屋结构的安全性能与稳定性，选择较为合理的变量与目标参数，对不同环节的建筑建造活动进行全面优化，达成节约成本、提升房屋建造质量的基本目标。

1 结构优化设计的含义

结构优化设计是在综合考虑建设项目的安全性、适用性、美观性、经济性等因素的前提下，探索结构的优化方案。结构优化设计是针对实际工程的，具有相应的限制条件，如客观地理环境、原材料供应条件、主观审美要求和成本控制指标。结构优化设计就是在这些有限的条件下，满足工程建设的需要，注意工程的特点，然后采取适当的优化方法，得到最优的设计方案。结构优化设计的内在动力是寻求安全性、经济性和适用性的最佳结合。结构优化设计的过程就是不断发现和解决问题的过程。在专业内部需要概念设计、计算分析和经验判断多方面的设计技术，在专业外部需要其他专业通力配合协作，因此，结构优化设计是一个系统性工程。结构优化设计的概念是结构设计领域的必然产物，然而对于具体工程项目，由于实际情况的复杂性，结构优化设计的难度通常很大，尤其在人力、物力和时间资源比较紧缺的情况下，得到最优方案往往只能成为一个美好的愿景。但是，结构设计优化作为一种正确的、先进的设计指导思想，应该坚定不移地去践行，即使最终无法达到最优的结果，其过程中的探索也具有十分重大的现实意义。

2 优化房屋结构设计的核心目标

在现代建筑施工中，施工人员会使用各种类型的建筑材料，如石棉、砂岩、大理石等，这些建筑材料在早期堆放和后期加工施工过程中容易污染周围环境。建筑物投入使用后，个别材料仍会造成室内空气污染，排放有害气体或易被人体污染的化学物质。为了践行绿色环保建筑理念，控制建筑污染的影响范围和危害程度，使用无污染的绿色建材，确保材料的加工和使用方法符合有关部门提出的环保要求，严格控制剩余和废弃建筑材料的回收方式。建筑设计师必须在调整设计方案、主动使用绿色环保材料的同时，细致地检查能够决定房屋安全度的各类环境条件与建筑要素，如架构设计合理性、横梁间距、结构应力大小等因素，以提升房屋安全度，优化建筑的整个上部结构，把握多层次的结构变量，对其施加全面约束，避免建筑内部某一部位构件所承载的应力大于理论负荷，让水平层面的应力与竖直承载力被整体建筑结构框架所承担，通过后期优化设计，全面强化房屋的力学性能，在延长建筑使用寿命的同时，避免房屋在长期使用过程中发生形变。

3 建筑结构设计优化策略

3.1 合理选择信息优化技术

进入 21 世纪以来，随着社会科学技术的不断进步，信息技术也取得了很大的进步，尤其是在建筑结构设计方面。在利用信息技术进行建筑结构优化设计时，应优先使用功能更强大的设计软件。通过内置参数设置，可以详细分析影响建筑的各种不利因素，进而设计出更合理的建筑结构和应用材料。要想更好地对建筑设计进行优化，可以先制作结构模型，通过设计模型能够更直观地看到各建筑参数的合理性。要将建筑模型的各种数据进行归纳整理，分析模型数据与实际建筑要求的差异，并综合分析建筑结构的外形、尺寸以及受力情况，控制变形限度，确保建筑框架的结构稳定性。要将建筑结构的设计条件和变量通过科学的计算方法进行分析，并将统计结论进行横向对比，从中选出最合理的建筑方案，确保建筑结构的科学性和合理性。

3.2 科学合理的平面布局

高层建筑结构图是高层建筑结构设计最重要的依据。特别是在高层建筑结构设计中，有必要注重计算图在构件尺寸计算和技术性能设置环节的应用。目前，在高层建筑结构设计过程中，需要采用数字技术和网络技术，对原理图进行专业计算。可以对高层建筑结构进行更准确、更系统的计算，从而保证高层建筑结构的质量，从而为高层建筑结构提供更高效的计算平台，具体需要从以下方面入手：首先，需要根据计算所得的高层建筑结构的特点，将计算简图划分为不同的种类，并且需要从结构方面，通过与高层建筑的结合，对各类计算简图模型进行建立，以有效地计算各类高层建筑结构，从效率和质量方面入手，对计算进行提升；其次，需要采用数字技术来计算高层建筑的结构简图，通过对各种专业软件的应用，例如 CAD以及 GIS 等，来建立加工用于计算高层建筑结构简图的模型，以此促进数字化操作在简图计算阶段的实现，如此，不仅能够为高层建筑提供更高质量的简图计算，而且能够促进各类数字技术在计算建筑结构简图中的大规模应用。

3.3 优化电气系统、排水系统设计

建筑设计人员应注重电气系统设计的优化，在施工过程中积极使用耐久性高、后期维护方便的材料建造电气管道，选择合理的导向安装方式，并在墙内和楼板下安装燃气电气管道。在现代施工活动中，一些电气管道必须穿过梁，因此建筑设计师必须在设计方案中预留多个孔洞，以便于后续电气系统的施工，保持梁体宽度与墙体完全一致，避免电气管道暴露在墙体外。排水系统是现代建筑中不可或缺的组成部分，建筑设计师必须根据建筑结构的强度、荷载能力、墙体厚度等因素对排水系统中的各类机械设备进行优化配置，科学设计从楼顶到地下室的排水系统，适当地根据住户要求扩大排水管道的尺寸，延长排水管道的长度，加固被排水管道横穿的楼板连接处，以此提升房屋建筑设计优化活动的实际效果。

3.4 提高设计人员的专业素质

高层设计师可以更好地完成建筑结构的优化。因此，设计单位应通过定期的专业技能培训课程，努力提高技术人员的专业技术水平和专业素质，为设计师创造更好的学习条件。影响建筑结构优化设计工作的因素，除了设计人员的专业技能水平之外，工作责任心和工作态度也尤为重要，因此，在加强人员培养的同时，还应当对设计工作加强监督和管理，降低设计人员的利益违法行为。为了确保建筑结构设计的安全性，必须重视设计人员专业素质的提高工作。

结束语

要从结构方面入手，对高层建筑进行优化设计，需要通过对相关体系和网络平台的建立，来为高层建筑提供更高质量，更加安全的优化设计，并以精品结构为目标，对高层建筑进行更加稳定，更高质量的设计。在设计高层建筑的过程中，能够为高层建筑提供更高质量的简图计算，并且能够促进各类数字技术在计算建筑结构简图中的大规模应用、对扭转问题进行有效解决、对建筑平面进行合理布局以及对数字技术的应用，来为其带来全新的结构模式、结构样板和结构模型。

参考文献

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