房屋建筑结构设计的经济性及优化技术应用探讨

王雅敏

摘 要：房屋建筑设计过程中，结构设计的科学水平将直接决定建筑结构整体的实用性和安全程度，合理的设计方案也会提升房屋的艺术观赏性。因此，在当前城镇房屋建设更具多样性的背景下，对建筑结构设计的研究更具现实意义。本文探讨了房屋结构设计的经济性特征，并基于此特征分析了相关主要优化技术的应用要点。

关键词：房屋建筑设计;优化技术应用;经济性

引言：近年来城镇一体化建设进程的推进，房地产投资规模逐步扩张，且成为我国国民经济龙头行业，拉动经济增长。基于此，房屋建设投资将重点放在了房屋结构设计优化工作上，以此来实现经济性建筑的发展目标。房屋建筑结构设计工作包含多方面内容，工程设计不仅要考虑到建筑结构的服务功能，还要在安全性、美观性和成本控制方面进行升级，获取更大经济效益。

1 房屋结构设计经济性和优化必要性

由于结构优化设计环节往往不被业主所重视，容易在理念、技术方面存在滞后性，导致出现设计水平不足、质量不过关的问题，在后期的施工过程中无法发挥控制作用，影响整个房屋结构的施工水平。研究调查显示，近几年的房屋建设项目工程质量事故总数中，结构设计为主要因素的问题占将近一半的比例。这主要是由于开发商对于结构设计问题的忽视导致前期设计优化策略的制定不够详细完善，并且多数设计单位的技术水平受限，设计质量不达标，频繁出现中途返工、停工、延误工期等现象。此外，通常来说，房屋建筑主体结构的一半建设成本主要投入在砌筑、混凝土、钢筋等施工材料的应用上面，同时这些材料也是房屋建设施工造价估算的主要内容。

基于此，建筑結构的优化设计工作具有重要意义。设计优化是建筑功能性、经济性和安全性功能兼具的前提，同时也在项目建设的资金控制、工期控制方面突显积极作用，成为了结构设计领域的主流研究趋势。根据近年来的研究可知，科学、合理的建筑结构设计优化能够明显在成本控制方面发挥优势，最低可降低建筑建设成本总价的10%以上的资金[1]。对于大型的房屋建设项目来说，这一优势具有极大的资金流风险控制作用。大型建设项目往往需要投入巨大的资金量，成本风险较高。房屋结构的优化设计有助于开发商提高资本周转率，增加项目利润，同时尽可能减少建筑投资成本，获取较高经济价值。

总而言之，房屋结构优化设计有助于推动房地产开发商加强对房屋性能设计的质量和水平的重视。通过对房屋安全性、经济性和舒适度的分析基础上，利用现代化技术和理念将房屋结构进行升级，降低工程施工中出现风险的概率，有效规避质量缺陷，同时减少不必要的资金浪费，提高房屋工程总体质量。

2 房屋结构设计优化原则分析

针对房屋建筑结构设计来说，考虑到房屋本身的使用功能，在设计方面的优化工作需要体现出实用性和节约成本的目的，因此优化原则主要为以下几点：

（1）功能性原则。适度的优化设计可增强房屋建筑的使用功能优势，特别是当前经济性社会趋势愈加明显的形势下，消费者往往更加看重房屋结构和舒适度的综合性能。但需要注意，房屋结构设计优化必须在考虑房屋使用功能齐全的前提下实施，这是优化设计的必要前提。例如，避免为提升建筑空间面积而不考虑建筑结构承重因素去除承压梁。

（2）经济型原则。经济性原则体现了结构优化设计的最终目标——节约成本，主要集中于房屋建筑材料的使用方面[2]。这一原则的实施能够帮助业主在考虑安全性和功能性的基础上，严格控制建筑所用成本，避免资金浪费。

（3）安全性原则。结构优化设计的研究中，若仅仅以资金节约的目的来应用优化技术，那么安全性将不可保障。因此，必须以安全性作为优化设计的重要原则之一，保障房屋结构能够被消费者安全使用，提升建筑稳固性。

3 房屋结构设计的优化技术应用分析

3.1 现代化数字技术应用

建筑结构布置的设计形式非常多样。一般来说，同一房屋建设工程中，可选择的结构布置、分析方法形式不只局限在简单的几种形式中。然而，根据不同的结构设计需要将建筑设计与结构特征分析相互结合，通过数据分许找到合适的设计方案。那么，科学合理的结构布局分析和模拟就需要借助现代化的计算机模拟技术来加以实现。就目前的技术应用来说，以BIM为核心的数据分析方法是最为科学、高效的应用形式。BIM等先进技术的应用能够帮助建筑分析工作更加高效，设计方案的制定更加直观。设计人员可根据实际施工要求和实际施工要求，利用模拟模型进行房屋主体结构施工预演。然后根据三维模型给出的各项数据来调整设计细节，准确分析数据信息，及时发现设计缺陷，为最优方案的制定提供准确、高效的计算机技术支撑。

3.2 建筑防震优化应用

通常来说，建筑地震结构系统的研究中，高水平的延性分支系统是核心内容。建筑结构防震技术的应用与优化将在较大程度上满足结构设计的稳定性，提升房屋安全程度。结构设计人员需要通过提高建筑内部构件的延性水平来确保建筑的整体抗震性能。例如，将延性框架和剪力墙进行连结，形成框剪结构，以提高建筑的安全性能。同时，通过应用科学的布局设计手段，如建筑物刚度均匀、对称布局等形式，增强结构的延性设计，有效减少地震灾害导致的房屋脆性破坏，实现提高建筑抗震性能的目的，减少地震灾害对建筑主体结构性能的影响水平。

此外，考虑到大型地震往往伴随余震，余震的威胁虽然较小，但次数可高达几十次，也会严重威胁房屋建筑的稳固性。因此，可应用防震线技术，在结构中设置该装置。将次要部件设计在地震先破坏的位置，利用次要耗损地来保护主体结构部件[3]。在建筑结构设计中提高抗震冗余标准，减少或消耗地震灾害带来的能量和作用力。

3.3 设计前期优化技术应用

前期的结构设计作为整个结构设计优化工作的第一环节，充当领头人的作用。在房屋住宅结构设计的前期阶段，设计者通常需要在讨论各种设计方案，达到更科学和合理的结构优化目标。在前期的设计优化应用工作中，应在综合考虑房屋施工需要、主体结构数据的基础上，做好前期设计准备工作，包括分析设计参数、调整施工设备负荷值、确定施工材料等内容，以此确定合理的设计方案。除此之外，前期工作中的另一个难点就是需要专业人员来处理大量数据信息。数据信息的准确处理可以将设计要点进行整合，便于后期施工人员参照和调整。因此，为了避免出现人为错误，尽可能通过计算机应用技术来准确完成推导分析，保证数据处理效率，为后续设计优化打下良好的基础。同时，前期阶段必须做好设计交互工作。设计部门需要与财务部门、材料采购部门和施工组紧密沟通，确保工作协调有效，紧密衔接。要在设计前期将责任落实，避免相互推诿的现象发生，确保项目施工能够有序进行。

4 结束语

综上所述，对房屋结构设计优化方法的探讨有利于扩大房屋设计的发展空间，使房屋建筑兼具舒适度、美观性和实用性，将房屋的使用功能完整地体现出来，既降低建设成本，又提升房屋建筑的经济性。基于此，今后的房屋设计工作要不断结合市场环境、设计理念的变化情况，来制定合理的基于经济效益的优化设计方案，利用技术性实践将房屋结构调整到最优化。

参考文献：

[1]高峰.探讨房屋建筑结构设计的经济性及优化技术的应用[J].工程建设与设计，2019（06）：3-4.

[2]赵良恒.房屋建筑结构设计的经济性及优化技术应用探讨[J].建筑，2014（17）：62-63.

[3]韦纬娇.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探讨[J].中国住宅设施，2020（03）：43+63.

（江苏城工建筑设计研究院有限公司，江苏 常州 213000）