结构设计优化在建筑设计中的重要性

摘要：现代建筑行业随着经济发展而发展，这对建筑结构设计而言，无论是在质量方面，还是在成本控制方面都提出了更高的要求，为了使得房屋结构的经济性不断提升，就要不断优化房屋结构设计。因此，本文主要分析了结构设计优化在建筑设计中的重要性，希望在达到最优成本控制的同时，可以有效的提高建筑工程质量安全。

关键词：建筑结构；设计优化方法；房屋结构设计；重要性

对于整个房屋建筑而言，无论是其安全性，还是其施工质量都与房屋建筑结构设计有着直接的关系，而目前由于越发激烈的建筑市场竞争，针对房屋建筑的建造成本，建筑企业的重视程度也日趋提高，因此，建筑企业提出房屋结构设计优化的概念，降低建造成本的同时，提高设计标准，本文主要阐述的就是结构设计优化在建筑设计中的重要性。

1 结构优化在房屋结构设计中的作用

现代化发展进程不断的加快，目前有越来越多的高层以及超高层建筑出现在人们的视野中，也是今后的发展趋势，而在这种趋势下人们所考虑得问题就是在建筑的结构设计满足国家规范及安全要求的前提下，降低建造成本，节省资金投入，提高经济性。房屋结构设计的优化，就是在设计质量保障的基础上，对建筑设计的方案进行深入的对比分析，将先进设计方法以及技术充分利用到工程中，达到合理控制工程造价的目的。房屋建造在经过优化之后，可有效减少百分之十至百分之二十之间的成本，同时能够更加合理的应用建筑材料，能够充分发挥各种材料的性能，保证结构内部不同构件之间的协调性[1]。 2 分析结构设计优化步骤

在优化房屋结构设计时，有很多优化方式，最常用到的就是房屋结构优化模型的建立，一般分三个步骤建立模型，首先，变量的选择设计。以房屋整体结构进行优化，分析房屋结构设计中所受影响的因素，之后是变量的选择，其不能随意选择，要选择其中对房屋结构有着主要影响作用的参数作为设计变量，将其他因素排除，之后设计优化结构，将优化模型建立起来，只有这样，才能突出变现房屋结构设计优势。其次，确定函数关系。在将相应的变量选择好后，为了辅助运算房屋结构，就要将相应的函数选择出来，所选函数必须以设计需要为基础，并将符合优化条件的各项内容计算出来，其中包括钢筋面积以及几何尺寸等，一次将房屋建筑建设成本有效控制。最后，衡量各个条件。对于房屋建筑而言，其具有两个重要的性质，一个是耐用性，另一个是稳定性，因此设计师在优化过程中对其就要进行充分的考虑，在将建设以及设计每一项要求和标准符合，在这个前提下，不断的优化，保证所测每项条件在要求和标准内，将房屋建筑最优化设计目标实现[2]。

在优化设计中，房屋结构可靠性设计是一项重要环节，然而其具有较多的变量，所以就要编制计算方案，因为其本身有很多的约束条件存在，为了计算，就要将其变换为没有约束条件，通常情况下，拉氏乘子法以及符合型法等是设计优化所运用的，设计人员在将计算方法确定出来后，综合考虑所建结构优化模型，在房屋建筑进行优化之后正常进行各方面功能提供保障，有效提升房屋建筑整体结构设计质量。

分析建筑房屋各种优化方案之后，就要最佳方案确定出来，其基础有两项，其中一项是房屋建筑的实际需求，另一项就是所有方案的情况，在分析选择时，

对于方方面面的建议都要认真听取，并分析每种方案中所存在优点以及缺点，全方位的分析优化方案，对于细节性问题要特别注意，并根据技术进行选择，优化效果通过技术的利用进行提高，进而将投入的资金有效的降低[3]。 3 结构设计优化方法如何应用于房屋结构设计中 3.1 优化结构与建筑

首先是优化建筑，其中包括整体优化以及局部优化。在设计房屋建筑时，其具备两个特性，即复杂性以及层次性，在优化时，设计人员除了要优化房屋建筑的整体，还要重视优化局部结构，每一个部分都进行加强之后，为了将优化效果叠加实现，也就是将效果一加一大于二实现，就要将每一个优化环节的关系进行加强，如何体现整体优化效果是设计人员需要注意的，并不是纠结于一个或几个局部，以此充分体现出房屋建造优化效果。其次就是对结构设计的协调性的注重，在优化时，个立体结构要配合整体平面，二者之间协调性要良好，同时合理设计房屋结构需要保障，在这个前提下，在维护结构造型外观。优化主体以及墙面时，为了将房屋结构的整洁化有效保障，就要将房屋建造与实际需求相结合，并且规划建筑结构的进深以及空间。最后是优化房屋的基础，以桩基础为例，房屋建筑中有两种桩基，灌注桩就是其中之一，在施工中对其控制并不容易，因此就要对其设计进行优化，比如，灌注桩成孔难度大，施工安全性差并且工期要求时间长，现场作业不好控制，那么，为了将桩基施工难度有效降低，就可利用预制桩替换灌注桩，不用灌孔，施工速度快，可以缩减施工周期[4] ，从而也达到节省建造成本的目的。

3.2 优化上部结构设计

优化上部结构时，除了将优化模型建立起来，系统优化也是很有必要的，并且要极具针对性，由于建筑会受到一些自然因素的破坏，比如说地质运动以及风力等，所以剪力墙必须要合理的进行设置，并且严格控制框架间距，间距要满足规范要求，设置的每一个剪力墙都要保证刚度上下均匀，这样在楼层平面刚度中心建立起来之后才能重合整体结构中心，才能将房屋建筑稳定性有效的提升，充分发挥剪力墙承担地震力及风荷载，将房屋的结构破坏有效的降低。在房屋建筑施工的时候，设计人员可根据实际布局对大开间剪力墙进行设置，在房屋建筑施工中，会运用大量的混凝土，为了将其有效的减少，对剪力墙便可进行优化，将其墙肢长度加长，并将墙肢数量减少。较长剪力墙的布设，对于边缘构件数量可以有效减少，以此将钢筋数量减少，进而将施工成本有效的减少，需要注意的是，要结合优化模型的计算结果布置和设计剪力墙[5]。 3.3 节能为目标的房屋建筑结构类型

由于不断改变的现代建筑理念。就要以节能环保为目的进行选择设计房屋结构，这就对设计师提出了更高的要求，在设计时要将建筑房屋现状以及实际情况充分的结合，将最匹配的设计制定出来，满足用户的需求，在这个前提下，控制房屋建筑工程建造成本，以此将企业经济效益进行提升，另外，设计人员所用的优化方法不能仅仅一种，在优化设计中可将现代信息技术充分的利用，确定好与设计有关的参数和条件，在设计中，还可将各个优化方法相结合，综合性的利用，除了将建筑房屋结构设计优化效果增强之外，也能将设计所用时间缩减，进而将工作效率有效提升。 4 结束语

总而言之，在设计房屋结构时，需要设计人员深入研究建筑房屋结构类型，根据房屋结构实际情况做出有针对性设计，不论是优化方案，还是优化手段，最

终目的就是将房屋建筑的设计水平不断提升，将设计及建设周期有效缩减，进而将建筑房屋的成本有效的控制。在设计阶段，就最大的发挥出经济效益以及社会效益，充分体现结构设计优化在建筑设计中的重要性。 参考文献

[1]郝鑫佳.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建筑技术开发,2017,044(020):9-10.

[2]王干.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建筑•建材•装饰,2019,000(005):202,219.

[3]刘依宁.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建材与装饰,2018,000(017):61-62.

[4]岳林飞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建材发展导向,2019(7):225-225.

[5]孔水根.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].河南建材,2019,000(005):291-292.