馮福雄 李新磊

（天津天友建筑設計股份有限公司 天津 300384）

引言

隨著生活水平的提高，人們對于房屋的需求不再僅僅是居住功能，而是越來越重視房屋的安全、美觀與經濟性。以往的設計方式已經無法滿足這些要求，要想滿足客戶的各種需求，在房屋設計時必須運用建筑結構設計優(yōu)化方法，對房屋結構進行優(yōu)化，將各種要求以科學的方式設計進去，在最大程度上滿足客戶的各種需求。

1 建筑結構設計優(yōu)化方法的概述及其意義

1.1 建筑結構設計優(yōu)化方法的概述

建筑結構設計優(yōu)化方法是指采用科學合理的設計理念，從理論和經驗上對建筑結構設計進行優(yōu)化，在滿足房屋基本功能的基礎上，綜合審美學、藝術學和設計學等多種領域，展現(xiàn)房屋的美觀，完成房屋的設計方案，使得最后設計出來的房屋能夠達到最優(yōu)的效果。建筑結構優(yōu)化主要包含整體的優(yōu)化和內部細節(jié)的優(yōu)化兩部分[1]。在進行整體的優(yōu)化時，不僅要考慮建筑物自身的特點，還要考慮周邊環(huán)境，不但自身要有藝術美，還要與環(huán)境相協(xié)調。此外，在優(yōu)化方法上，應著重考慮安全方向，讓客戶能夠在房屋中安全長期的居住，不受房屋質量問題的困擾?，F(xiàn)在隨著房價的上漲，很多人追求房屋的經濟性，所以在建筑結構設計優(yōu)化時，在確保建筑物質量的基礎上，盡可能的降低成本，為建筑企業(yè)和客戶節(jié)省資本。最后建筑設計師在設計時，不僅要有認真負責的態(tài)度，還應當采用先進的建筑理念，用長遠的眼光看問題，為建筑結構注入新型設計元素，使建筑物追隨時代的發(fā)展，體現(xiàn)時代特色[2]。

1.2 建筑結構設計優(yōu)化方法的意義

近年來，隨著我國人口的不斷增加，對房屋的需求量呈現(xiàn)上升趨勢，然而土地資源是有限的，為了緩解土地資源緊張的壓力，我國房屋建筑向著高層化發(fā)展。這就要求必須做好建筑結構的優(yōu)化設計工作，唯有如此，才能做好建筑的安全穩(wěn)定工作，促進建筑行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。房屋結構的設計必須在確保房屋質量的基礎上，融入現(xiàn)代化設計元素。通過對房屋結構進行優(yōu)化，不僅提升房屋的安全性與經濟性，還進一步完善房屋的功能[3]。在安全性方面，設計人員要確保房屋質量，必須對設計方案中存在的各種安全隱患進行優(yōu)化，從根本上杜絕安全問題。在提高經濟性方面，建筑結構設計優(yōu)化法在最大程度上發(fā)揮材料的作用，盡可能的減少資金的投入，為建筑企業(yè)節(jié)省了一定的資本。在功能完善方面，建筑結構設計優(yōu)化法不僅體現(xiàn)出建筑物的基本功能，還增加了建筑物的安全性、舒適性以及美觀性等屬性，不斷的完善建筑物的功能。

2 房屋建筑結構設計優(yōu)化要點

2.1 設計上注重協(xié)調性

在房屋建筑結構設計優(yōu)化法中，設計的協(xié)調性在房屋結構設計中，尤其是整體設計中的地位非常重要。如果在結構布局上，設計不協(xié)調，那么房屋結構與建筑平面之間配合不緊密，不但影響房屋的穩(wěn)定性與安全性，還對房屋的美觀產生不利影響。設計的協(xié)調性，包含建筑結構內部協(xié)調和建筑整體與外部環(huán)境的協(xié)調兩部分。在設計建筑結構內部時，結合用戶的要求，科學合理的布局墻和柱的位置，此外還要保證房屋每層結構的截面與高度的協(xié)調統(tǒng)一。在設計建筑整體和外部環(huán)境相協(xié)調時，引入環(huán)保理念，運用審美學與藝術學，在空間、色彩方面相協(xié)調，提升建筑物的欣賞價值[4]。

2.2 重視優(yōu)化結果分析

結果分析在建筑結構設計優(yōu)化中具有重要的作用。一項工程設計中涉及到許多參數(shù)，利用現(xiàn)代化的手段計算出實際需要的數(shù)據，并對這些數(shù)據結果進行周密分析，提取信息，以此制定出設計方案。除此之外，在優(yōu)化設計中還應考慮其他因素，將各種影響因素都考慮在內。比如，在建筑物實際建設過程中，常常消耗大量的人力、物力，進行優(yōu)化的結果之一就是在保障安全的基礎上，降低成本的投入，因此，需要對多方面進行優(yōu)化分析，如對不同技術的經濟效益進行分析比較，對技術與經濟之間的平衡點進行計算分析等，以此找出最優(yōu)設計方案，避免不必要的人力、物力浪費。所以在房屋結構設計時，一定要做好優(yōu)化結果的分析。

2.3 嚴格遵守各項標準規(guī)范

對房屋建筑結構進行優(yōu)化設計時，要嚴格遵守結構設計的各項標準規(guī)范，一定要讓經驗豐富的專業(yè)人員設計，對于新人或經驗欠缺的人員，一定要做好培訓與訓練，嚴格把控技術人員的操作。此外，還需要注意一點，我國的建筑結構設計規(guī)范比較籠統(tǒng)，是針對所有類型的建筑工程，沒有細分，有一些規(guī)范可能是針對其他類型建筑的，這就需要根據實際情況，具體問題具體分析，科學合理的優(yōu)化設計，確保設計的質量。

3 建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用

3.1 模型的設計

建筑結構優(yōu)化設計的模型建設必須先獲取結構設計中所涉及到的各種具體數(shù)據信息，然后從中提取出相關變量的數(shù)據信息，并以此為基礎建立函數(shù)模型。再利用大數(shù)據等現(xiàn)代化手段計算并制作出最優(yōu)設計方案。建筑結構優(yōu)化設計的模型的建立需要注意以下幾項事情。首先，在選擇設計變量的時候，一定將影響整體設計的因素作為首選，其他影響作用較小的因素可以作為參考數(shù)據，這樣可以提升工作效率。其次單獨將建筑切面的尺寸及與建筑截面積相關的數(shù)據整理出來，并制成相關的函數(shù)，這樣可以在一定程度上避免資源浪費，節(jié)省成本。再者，要結合用戶的各種需求，比如房屋的空間規(guī)劃、變形情況的規(guī)定、審美需求等方面，在設計時都要結合實際情況考慮在內，最大程度滿足用戶的需要。

3.2 結構的抗震性能設計優(yōu)化

根據我國建筑行業(yè)的發(fā)展狀況可以看出，未來建筑發(fā)展趨勢是朝向高層建筑方向發(fā)展，而高層建筑對安全性和穩(wěn)定性的要求比較高。然而建筑物的安全穩(wěn)定性主要受建筑結構的抗震能力影響，如果抗震能力比較弱，再加上高層建筑物重心比較高，高層建筑物倒塌的可能性比較大，現(xiàn)在社會上一些豆腐渣工程倒塌的原因就是如此。因此必須要做好高層建筑抗震能力的設計優(yōu)化工作。高層建筑物抗震能力受建筑物結構強度以及結構剛度這兩方面影響，在設計中要格外重視這兩方面。在高層建筑物設計施工過程中，在資金能夠承受的條件下，選用極限拉力較強、能夠滿足塑性要求的鋼筋材料，并采用減震、隔震等技術，使用延性結構的抗震體系，結合相關的隔震措施，最大程度上提高建筑物的抗震能力。

3.3 建筑整體性、局部性、階段性優(yōu)化

房屋建筑項目的設計上有兩大特征即層次性和復雜性。層次性是指設計中含有多個體系，每個體系又含有多個小體系，因此在優(yōu)化設計及時，要打破關聯(lián)的橫向性，實現(xiàn)疊加性工程體系。復雜性是指建筑材料的選擇比較有難度，在建筑結構優(yōu)化設計過程中，應當從整體出發(fā)，綜合考慮，實現(xiàn)整體最優(yōu)化。此外，要對每一階段的方案進行優(yōu)化設計，不僅整體優(yōu)化，局部也要優(yōu)化，讓局部和整體相得益彰，以保證房屋的質量。

4 結語

綜上所述，在房屋結構設計中建筑結構設計的優(yōu)化起著非常重要的作用，設計單位應做好設計優(yōu)化工作，積極采用結構優(yōu)化的方式，實現(xiàn)建筑各種功能的統(tǒng)一，滿足人們對于住房的需求。