结构设计优化在房屋结构设计中的应用

王志强

摘要：建筑结构的设计是保证建筑使用者获得满意居住和工作条件的重要工作，建筑结构的优化设计方法是促进房屋结构设计工作水平提高的重要方法，分析建筑结构优化设计方法在建筑结构设计工作中的具体运用，对提高建筑结构的科学性具有十分重要的意义。

关键词：结构设计优化；建筑结构设计；应用

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）08-0218-01

引言

目前，人们已经不仅仅关注建筑的实际使用性能，也开始关注建筑的美观性和科学性，改良建筑的结构，对提高建筑的科学性与美观性至关重要。目前，我国很多建筑结构设计团队都将建筑结构的优化设计作为工作的重点。

1.结构设计优化的重要性

我国建筑行业飞速发展，高层建筑和超高层建筑越来越多，甲方更加关注如何用较少的资金，优化结构的实用设计，满足人们的基本需求。在优化设计中，设计人员应使用先进的技术和实用的设计理念，对建筑工程进行设计，并对造价问题进行合理的控制。没有结构优化设计的建筑，由于必须保证建筑的安全性能，所以无法很好地进行成本控制工作。调查数据表明，没有进行结构优化设计的建筑要比进行过结构优化设计的建筑，在建筑施工时耗费的资金要多出5%8%；另外，没有进行结构优化设计的建筑内部结构存在很多不合理之处，美观性也远远不及经过结构优化设计的建筑。因此，越来越多的建筑使用者愿意购买或租赁经过结构优化设计的建筑。建筑结构优化设计可以为甲方节省大量的原材料，并且科学的运用新型原材料，在保证建筑质量的同时，保证建筑使用年限，切实保证建筑购买者和租赁者的根本利益。

2.结构优化设计应注意的问题

2.1确保建筑安全性

首先，建筑工程的安全性是最重要的问题，无论建筑结构优化设计方法有多少优势，保证安全这一基本原则不可动摇。建筑设计者务必将保证建筑施工者和使用者的安全作为工作的第一要素，在设计建筑结构的过程中，不能随意改动建筑的承重设施，避免建筑承重性能不良造成建筑坍塌。建筑的墙体，必须符合科学的设计标准，设计人员不能为了使用方便随意设计门窗，在建筑内部楼梯和台阶的设计方面，不能仅仅为了美观随意更改楼梯和台阶，切实保证楼梯和台阶能够满足使用且维护建筑使用者的安全。

2.2材料质量必须到达相关标准的要求

建筑结构优化设计方法使建筑的设计者可以通过科学的设计节省一些施工原材料。但是，优化设计的建筑使用的材料必须符合安全环保的标准，不能为了节省原材料成本，而使用劣质施工材料。建筑的施工团队，需要组建专门的原材料质量检测机构，对每一个购买的原材料进行质量检测，保证施工材料的质量达到环保安全的标准，避免因结构优化设计而导致原材料质量问题，影响建筑使用者的舒适性。

3.结构设计优化在建筑结构设计中的运用

3.1房屋结构抵抗地震的安全设计

房屋作为人们日常生产生活的场所，首先一定要保证其安全性，做好房屋应对地震的能力，提高房屋的建筑质量。做好房屋建筑结构的防震设计，为建筑结构设计优化工作的重点。房屋建筑的设计者要进行结构设计过程中，需要对房屋产生影响作用的因素进行充分地考虑，特别是对于不可预知的突发的灾害的影响，其中影响最大的是地震，所以结构设计者在对房屋进行设计的时候，一定要将地震灾害考虑在其中，并针对地震可能造成的危害进行相应的优化设计，从而提高建筑物抵御地震灾害的能力，降低其损失，最大程度地保护人们的生命财产安全。关于房屋的抗震设计主要涉及到两方面：隔震设计及消能减震的设计，其中隔震设计是在房屋基础、底部或下部结构与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层，从而建筑物的自振周期会变得比之前长，并且到达上部结构的水平地震对此产生的影响也会相应地降低，这样之前预想的抗震要求就会得到满足。消能减震设计指在房屋结构中设置消能器，通过效能器的相对变形和相对速度提供附加阻尼，以消耗输入结构的地震能量，达到预期防震减震要求。

3.2房屋结构设计周期优化

在结构抗震计算中，计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。当非承重墙体为砌体墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值：框架结构可取0.6-0.7；框架剪力墙结构可取0.7～0.8；框架核心筒结构可取0.8-0.9；剪力墙结构可取0.8-1.0。当前，建筑的墙体多为轻质墙体，要按照使用的年限进行结构设计的优化，以达到提高建筑质量的目的，要准确的将折减系数进行判断，建筑的结构计算周期要乘以折减系数，保证建筑结构优化符合建筑使用周期。

3.3房屋结构设计中的数字技术运用

房屋建筑的结构设计是一项比较复杂的工程，采用高科技数字化技术能够使房屋建筑机构设计工作更加高效准确。房屋建筑结构多种多样，利用数字技术模拟出建筑结构的实际情况，可以让设计者和用户更直观地了解建筑结构，并对其进行设计优化，以满足需求。同时，利用数字技术模拟设计的实际情况还可以根据实际用途进行场景实验，发现问题解决问题。

4.结束语

随着我国城市化进程的不断推进，我国建筑行业获得了巨大的发展。但是，传统建筑的使用性能已經越来越难以满足人们日益增长的对建筑性能的要求，建筑结构设计优化，很大程度上丰富了建筑的使用性能，在保证安全的前提下，使房屋内部结构更加合理、美观。

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2019-12-13