房屋建筑结构设计中的优化技术应用浅述

赵静超

摘 要：在社会经济快速发展的大背景下，在建筑业中应用建筑结构设计优化方法是大势所趋。它可在对房屋安全性及实用性进行保证的前提下，使得建筑物的美观度大大提升，减少原材料的使用数量，进而提高建筑企业的经济效益。因此，设计人员需要采取有效对策，在房屋建筑中合理利用结构设计方法，保证建筑整体性能。

关键词：房屋建筑结构设计；优化技术；应用

1 房屋建筑结构设计优化方法浅析

1.1 概况分析

结构设计优化指的是对房屋建筑材料自身的性能充分发挥，从而实现各构件及各环节的相互配合，对结构设计进行优化，可以实现房屋建筑结构的良好优化。相较于以往开展的结果设计，结构设计优化不仅可保证结构的安全，还能将价值学及审美学的相关观点融入其中，对结构设计水平不断提高，使得房屋建筑的整体性得到保证。

1.2 要点分析

1.2.1 协调房屋建筑结构设计

在房屋建筑结构设计过程中，结构优化设计是一项系统性的复杂的工程，主要是对房屋建筑结构进行美观化设计，而建筑结构设计主要是提高房屋建筑结构的安全性和合理性，因此在实际工作中，需要将优化设计和结构设计结合起来，使其相互配合，在降低工程整体造价的前提下，提高房屋建筑结构的实用性以及美观性，最终达到结构的合理化设计。

1.2.2 严格遵守结构设计的各项标准规范

在对房屋建筑结构进行优化设计时，需要让具有丰富设计经验的专业人员进行，并保证在设计过程中遵守相关的设计规范。但是也需要注意，目前我国的建筑结构设计规范是针对所有的建筑工程的，其中一些规范可能并不适用于房屋建筑，因此在实际工作中还要根据房屋建筑结构的实际情况，具体问题具体分析，从而对房屋建筑结构设计进行全面而合理的优化，以保证建筑结构设计的质量。

3 建筑结构设计中存在的问题

3.1 结构设计图纸信息表达不全面

建筑结构设计的图纸包含了建筑施工所需要的各种信息，是建筑施工的重要依据，即使设计图纸存在一些看起来微不足道的问题，也必然会导致建筑的具体施工中存在缺陷或隐患，对建筑的安全性和功能性极为不利。当前很多设计人员在出图时缺少必要的工作标准，因为经验不足或工作失误导致施工中需要用到的一些关键信息没有得到明确的表达或遗漏，如结构抗裂等级、材料属性、地下地上的建筑标高、梁柱编号等，导致现场施工人员随意施工，很容易使建筑的质量出现较大的隐患。

3.2 过分追求降低施工成本导致建筑存在隐患

建筑施工需要消耗大量的建筑材料，特别是所使用的钢材料的费用在建筑材料成本中占据着较大的比例。一些单位往往试图通过降低含钢材料的使用量来降低建筑的成本，并对设计单位提出要降低钢特性材料的用量。随着建筑样式的多元化，新的建筑结构形式不断出现，设计人员往往通过改进结构形式以实现钢材料用量的减少。大量使用钢特性材料是比较成熟的建筑结构设计方式，对于为了将低成本而大量修改结构形式的做法可能存在一定的安全隐患，也许会在较长的一段时期后暴露出问题。

4 房屋建筑结构设计中的优化对策

4.1 对于建筑整体规划实施优化

比如在珠江三角洲这个区域，在夏季温度较高，而且雨量较多，但是冬季温度适宜，雨热同期。在房屋的设计领域，户型实用过程中针对自然风的要求和夏天日照节能保温的作用，在对于房屋整体规划设计的时候，应当顾及到各个房屋间的互相遮挡对风流动性的作用水平，此外在总图设计的时候，应当尽可能地降低西侧户型的设计，降低西晒对节能的不良作用。比如随着人民生活水平的不断提升，汽车成为了人们的代步工具，数量急剧增加，新建房屋应当配备相应的車位，为实现车位配置的需要，房屋应当配备地下室，如此在整体规划的过程中，应当对车库的出入口、各个塔楼之间的布局和消防车道间的联系展开科学的优化。最终统计整体规划优化的重点内容包含：建筑物规划、道路规划，排水规划和有关挡土墙、边坡、土石方填挖量经济性平衡以及土石方量的总图调配等。优化的主要包括道路方向、区域功能布局、地下室布局以及管道方向等。

4.2 建筑结构设计优化

4.2.1 选择参数变量

在实际的房屋建筑结构设计工作当中，设计人员为尽量保证设计思想的正确性，会通过多种手段去尽可能获取更多的与工程相关的参数，并且将这部分参数视作为变量。比如，在建筑工程当中，常被当作变量的参数有房屋价格参数、预期出现的损失参数等等，在进行设计优化的过程中，设计人员则需要对所收集的参数进行分析，预判其变化可能对工程造成的影响，以及由于复杂程度带给工程进度的影响。基于此种情况，在实际的建筑结构设计优化分析阶段，倘若设计人员将变幅偏小的参数或者印象因素偏少的参数选为设计指标，则会大大降低设计、编程的工作难度，进而更为快速地找准目标点，开展设计工作。

4.2.2 确定函数

在具体的房屋建筑结构设计优化工作当中，设计人员一般会从众多相似函数当中去确定目标函数。比如在进行钢结构的施工过程中，设计人员针对房屋横截面规格与钢筋规格进行最优化的函数选择，并且对所确定函数的性质进行深入细致地分析，进而从施工成本方面予以考虑整个钢结构项目的具体设计。

4.3 重视结构的精细部分的优化

在房屋建筑结构优化设计中，除了整体规范，还需要对结构局部进行优化设计。例如现浇板设计环节中应当尽最大水平将异形板分成矩形板，如此不但能够实现均衡受力的目标，而且能够有效预防拐角裂缝的产生。除此之外，在底部架构抗震墙的底框梁箍筋配箍量通常比较大，这时候如果选择冷轧带肋钢筋当作箍筋，就能够降低箍筋肢数亦或箍筋直径，实现有效控制成本和便于施工的目标。与此同时，为了降低柱构件底部截面，选择高强度的混凝土是非常适合的，然而水平构件混凝土能够在一定程度上降低混凝土的标号，在受力方面也能够达到需要，同时也实现了成本的有效控制。

5 结束语

这些年以来，伴随社会的不断进步，建筑领域面临的挑战变得越来越严峻。以往的建筑结构设计早已使人们大失所望，远远达不到人们需要的功能与美学理念的更新速度。而且之后出现的新型的公共建筑、玻璃幕墙等的出现，使得建筑设计面临的挑战更为巨大，设计师不得不改善固有的设计方式，时刻汲取成功的经验，实现创新，选择科学的方式来改善建筑结构设计，提高建筑结构优化的标准。本文通过一些经验的概括，重点研究了建筑构造设计环节中的优化对策，希望在此领域中能够起到借鉴的作用。

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