浅谈房屋建筑结构设计中如何应用优化技术

叶 曦

(重庆森柏建筑设计有限公司 400030)

浅谈房屋建筑结构设计中如何应用优化技术

叶 曦

(重庆森柏建筑设计有限公司 400030)

一个建筑项目的施工与后期运行能否顺利开展的前提，在于建筑结构设计是否经济合理，建筑结构设计是基础。由于结构设计和建筑设计之间存在制约与被制约的关系，而使得建筑与结构在设计过程中出现各种问题，为了解决并保证质量，需要采取应对措施。与此同时，传统设计已不适应时代发展的需要，因此对建筑结构的优化设计也是大势所趋。本文作者结合多年来的工作经验，对房屋建筑结构设计中如何应用优化技术进行了研究，具有重要的参考意义。

房屋建筑 结构设计 优化技术

引言

现代社会对房屋建筑物的功能、安全、质量方面比之前要求更为严格的同时，也对其房屋的经济美观和是否实用方面也提出了个性化规定。因此，现代建筑行业为了满足市场大众多元化、高技术化、经济化以及高质量安全化，就必须在其房屋的结构中广泛运用优化设计技术，这样不仅能够为施工企业、承包商以及居住使用者节省大笔成本，还能够提升企业建筑施工的可执行性、质量程度和安全使用程度。因此，现代建筑企业对于结构优化技术的应用就具备了高度的现实意义。

一、房屋建筑结构设计优化的内容及其意义

当前，我国经济快速发展，人们对居住条件及生活环境要求越来越高，而对建筑房屋进行优化设计，使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人们居住环境方面的重要手段。房屋结构设计优化理念注重以实际为准则，根据工程建设的基本状况，以计划成本为控制中心来进行的结构优化设计，其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学的计算，确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。

房屋建筑结构优化设计意义重大，一是大大提高建筑结构经济性，房屋建筑进行结构设计优化可节省材料，有利于抗震，减少内外表面装修，提高了其受力性能，增强了建筑的经济性能。二是结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。大量资料表明，房屋建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右，同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化，能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分互相协调，提升了建筑工程结构设计的经济性。

二、结构设计优化技术的应用

1、植入概念性设计理念

在进行房屋建筑施工时，有一些情况是不能使用具体数据进行施工的，这种情况我们可以植入概念性设计理念。利用概念性设计理念针对相同房屋的建筑方案，会有不同的结构设计分析方法，将结构设计方案确定之后，相同荷载的情形下也会出现不同的受力形态进行分析。进行分析的时候所应用的材料、参数等不具有唯一性，细部的结构设计也会不一样。以上这些情况也是没有办法使用计算机处理的，需要设计人员进行概念性判断。

2、房屋结构工程师要积极主动参与前期工程规划

房屋建筑结构工程师要积极主动参与前期工程规划是实施结构优化技术的重点内容。因为，在实际施工中，房屋建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析，相关房屋建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与逐步创新，使整个建筑的优化功能能够全部体现出来。

3、重视概念设计优化技术的分析

由于房屋建筑物结构布置方案的多样性，对于同一个建筑方案，可以选择不同的结构布置方案；由于分析方法的多样性，对于已经确定结构布置方案的建筑物，在考虑相同荷载作用情况下可以选择不同的分析方法；另外建筑物的设计选用的设计参数指标、取用的建筑材料、荷载标准值的取法也是多样的。以上部分的处理，无法直接依靠设计的软件给出答案，而是需要依靠设计人员确定。但是不同的设计人员对以上部分的处理意见是不同的。为此处理这些问题就需要设计人员有一定的经验积累。经验越丰富的设计人员，在处理这些问题时，方案的选择越灵活、判断的过程越充分、做出的选择越合理，越优化。这就是我们所说的概念设计优化过程。这说明，实现优化设计要重视设计人员的经验积累。经验越丰富的设计人员，越能实现建筑结构的优化设计。

4、采用多种优化技术分析方法，从而挑选最优房屋整体结构设计方案

一般来说，房屋建筑设计师在进行具体项目工程的设计活动中，为了给施工方和承包商多个选择都会设计两套或多套房屋结构方案，而此时为了挑选最好最实用的建筑方案，要注重房屋经济性和实用性。在某个建筑结构设计中，其建筑物荷载程度一致，建筑师设计人员就会合理挑选建筑物优化设计分析指标内容和要素，主要包括对建筑施工材料、建筑设计数据、负荷计算标准等等所有相关因素，然后针对这些来进行分析结构方案。

这种分析活动也就是设计师们必须要做的概念优化设计内容。因此，现代房屋建筑企业就必须要着重注意其设计师对工程结构优化技术的应用，越是经验丰富的设计师，优化设计分析能力越强。所以，建筑企业就必须要选择经验高、技术强的设计师来进行设计其结构方案和内容。

5、房屋结构优化设计要充分考虑下部地基基础结构设计

地基基础是建筑结构设计的重要组成部分之一，地基基础虽然埋置在地下，属于隐蔽工程，但其重要性不言而喻，建筑物的高度与安全性等受地基基础影响很大。因此，房屋建筑结构中的地基基础的结构设计优化必须选择合适的方案，譬如桩基础，就要依据现场地质条件，综合其他现场场地的条件因素进行基础选型及埋深等设计，选择桩基类型，最大程度的节省造价。

三、房屋建筑结构优化技术的应用需注意的事项

1、房屋建筑结构优化技术的应用需注意到前期的参与

前期方案的确定会直接影响建筑项目的总成本，而目前普遍存在前期方案确定中结构优化设计技术并不参与其中，以致相关设计人员在进行房屋建筑结构设计时往往会不注意建筑结构的合理性和可行性，这样的建筑结构设计结果会对结构设计造成直接的影响，增加了结构设计的困难度，并且增加了房屋建筑结构设计的成本。为此，设计人员应充分的融入结构优化设计方案，选择合理的结构形式和设计方案，可以节约成本。

2、注重细部优化

2.1 除了注重整体设计的同时，也应加强结构基本构件的精细设计。比如尽量划分矩形板块的现浇板设计，这样既可以使现浇板设计的受力合理，也可以避免拐角裂缝的出现。

2.2 随着计算机技术以及结构优化设计理论的结合，在具体的优化设计过程中，优化设计实际上已由一个工程实践问题转化为一个数学问题。因此，工程设计人员应加强自身基于计算机技术的优化设计分析。

结束语

房屋结构设计中优化技术是复杂的系统工程，不但需要相关结构设计工程师正确地使用结构分析软件、选择最佳结构体系，同时，要大力挖掘基础设计内在潜力，充分运用科学的方法与手段，大力降低工程建设造价，让房屋结构优化贯穿整个设计过程，从而体现出结构优化的价值，让房屋结构设计功能不但更加适合人们居住与生活，同时，大力提高其安全度与抗震性能。

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1007-6344（2015）04-0168-01