房屋建筑结构设计中优化技术的应用探讨

作者简介：涂勇（1972-），男，湖南益阳人，硕士研究生，主要从事房屋建筑结构研究及新技术应用工作。

摘 要： 结构设计在建筑行业中的地位是不可替代的，做好结构设计才能保证后期房屋建筑施工的顺利进行，结构设计效果直接影响到了建筑物的实用性和经济性。本文，主要探究了房屋建筑结构设计中优化技术的应用，希望能够借此更好的提升房屋建筑质量，促进我国房地产事业的发展壮大。

关键词： 房屋建筑;结构设计;优化技术;应用

【中图分类号】TU318 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）22-0042-02

随着社会经济的飞速发展，各个行业的市场竞争力也在不断增强，对于建筑行业亦是如此。房屋建筑工程是一项投资巨大、施工周期长的项目。在房屋建筑建设期间，前期结构设计质量效果越好，后期房屋建筑施工也就越顺利。那么，在具体的房屋建筑工程中究竟应当如何做好结构设计，并不断的对其进行优化呢？下面，笔者将结合自身的理解和认识，对相关问题进行详细分析和探究。

1 房屋建筑结构设计优化的内容及意义

1.1 建筑结构设计的内容

房屋建筑结构设计的优化主要是基于力学知识、现行规范和规程，结合建筑工程的基本情况，从控制计划成本的角度出发进行结构优化的设计，通过对其中关键的参数建立结构优化设计的模型，同时进行了科学的计算，最终确定建筑工程结构设计的优化结果方案。

1.2 优化建筑结构设计的意义

当前我国建筑事业飞速发展，其我国经济水平的提升提供了更多的动力，满足了多种居民的就业需求，但是基础建筑工程建设过程中，取得巨大成就的同时也存在有极为严重的资源浪费问题。优化建筑结构设计，可以明确建筑施工中哪些环节存在有严重的资源浪费，进而有效的节约资源，提高经济效益。结合相关的研究数据表明，结构设计的优化可以有效的降低建筑工程的成本造价，同时还能更为合理的使用建筑材料，让不同建设单位的建筑工程结构更加协调一致，促进建筑工程中结构设计的健康发展。

1.3 建筑结构设计与经济性的关系

建筑结构设计所展现的经济性是体现在多个方面的，首先从结构设计与用地面积的关系角度出发，随着城市化进程的加快，建筑行业的竞争可谓是日趋激烈，城市人口增多，用地越来越紧张，用地成本不断提高。因此，高层建筑的数目不断增多，相对来说，高层建筑的大规模发展，一定程度上缓解了紧张的人地矛盾关系，但是与此同时其对于建筑结构设计也提出了更高的要求，对建筑结构设计进行有效的优化，并设计科学合理的结构方案，可以获得更加理想的经济效益。其次，从结构设计与造价的关系角度出发。建筑层次对于单位的建筑面积造价也有一定的影响，简单来看，屋盖部分因为楼层的增加只用一个层盖，但是基础部分却因为楼层的增加、荷载的加大，需要增大基础部分的承载力，墙体承重结构需要增强承载能力和抗震能力，这样势必会导致相关结构的单位建筑造价提高。

最后从高层住宅结构设计与经济性的关系角度出发，住宅的层高将会直接影响住宅的造价，因为楼层越高，墙体面积以及柱体面积也将会相应增加，同时结构本身的重量也会增加建筑基础与柱体的承载力，水卫和电气的管线成本也将会有所增长，而层高低则会节省材料，节约能源，有助于抗震效果的发挥。

2 房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析

2.1 植入概念性设计理念

在房屋建筑施工过程中，一些无法用详细数据展开施工的情况则需要嵌入概念设计理念，对不同的结构设计采用不同的分析方法，确定结构设计根据材料的不同、参数不同而进行不同角度的分析。分析的方法是多样性的，然后再进行择优，从中得出最好的设计方案。而对于已经确定好的结局布置需要从不同的角度分析整体结构橱架的陌生情况，

并且对于不同的建筑材料、设计参数标准进行多组合的形式搭配，最终实现经济价值与安全程度都达到最优的组合。

2.2 结构工程师要参与建筑方案规划

在建筑方案阶段，结构布置的合理性往往被忽视，而结构设计是在建筑设计之后进行的，受建筑设计的制约，往往要牺牲一定的经济性或者安全储备来实现建筑设计的要求。这就建议结构工程师能在方案阶段参与进去，力保在满足建筑功能及外观需求的前提下，使建筑物尽可能地平面规则、竖向刚度连续。建筑结构工程师需要积极参与到早期的项目计划中，对于整体的项目进行全面的了解，否则在实际的建筑中，建筑师很难正确地分析系统的结构，帮助建筑师做好创新，使建筑的功能优化全面展现。

2.3 ―整体优化和局部优化

任一项目建筑的设计都比较复杂且有层次性，不仅仅包含了建筑原材料的选取、零部件的选配、结构类型的选用等内容，还包括建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系，每一个体系又包括许多的附属体系。对所有体系的细节都进行优化，从整体到局部，真正做到优化设计的实现。

2.4 分阶段优化

每一个项目工程在指定的使用期限中的每一个环节都是有可供挑选的多种方案的，即在每个阶段都可以进行方案的优化。设计人员就需要根据不同的性质来进行不同的确定，保证建筑的施工质量，延长整体工程的使用寿命，为企业的经济做最大的努力。

2.5 对基础的优化

一般基础部分的投资占总投资的20%-30%，所以合理的基础方案对节省造价尤为重要，必要时应根据地质资料设计多种基础方案，综合比较选取最优。

2.6 对上部结构进行优化

需要对房屋建设的上部结构来进行优化先应该要布设合理的剪力墙，并且保證剪力墙的质量，并且让对称楼层的平面刚度中心点与结构的重心位置生命，减少外部的风力、地震等荷载作用的影响。尽可能地应用剪力墙的大开间沟通，同时增加墙肢长，缩减墙肢的数量也保证刚度基础的同时降低混凝土的使用数量。

2.7 结构同建筑的协调优化

设计者在进行设计时需要尽最大的可能保证建筑的结构同整体的紧密配合，达到造型美观、结构合理的效果。在设计时保证与功能需求一致，每个房间的标准尽量都保持一致性，建筑系统的墙与柱对位齐整，每一层高度及截面积要相同。在进行楼体、电梯类的设计需要注意应力集中以及受力方向较多的转角区域，承重的构件应尽可能地选取高强建材来降低重量。

3 建筑结构设计优化技术应用的注意事项

3.1 做好结构设计结果的优化

结果优化是对于建筑的结构、设备等专业设计的相关文档进行审查，查看相关环节是否存在错误或者是疏漏。在必要情况下，还需与设计公司等进行沟通和交流，在沟通的过程中对现有结构设计结果中存在的缺陷和不足进行调整，并提出相应的优化意见，以便达到建筑结果最为科学合理的设计，并且推行实施。

3.2 做好过程优化

结构优化是整个工作的重点所在，由于受到前期方案的要求或者是时间等方面的限制，许多的优化工作在实际中可能无法真正有效的落实，这样结构设计的优化作用也就难以真正的展现出来。而要想切实有效的解决相關问题，就需要在项目设计的前期就明确成本控制的内容和要求，并采取合理的优化设计管理方式，对结构设计优化中所遇到的一系列问题进行有效管理，制定可行的管理制度，结构优化设计的管理应当是贯穿于结构设计全过程的，要做到经常性的检查并督促各项工作的全面落实。

3.3 提高施工人员的专业化

房屋建筑结构设计优化的内容，需要施工人员运用各种施工技术和方法进行实践，如果施工人员的技术水平不高，对于结构设计优化的内容不够了解，无法灵活的运用各种新工艺和新方法，那么必将会使得的结构设计优化的内容难以真正的应用到实践之中，这样的话，建筑结构设计优化技术的应用价值也就无从体现了。因此，在建筑项目施工期间，还需要提高施工人员的专业化技术水平，对施工人员的技能有针对性的培养，定期考核施工人员的技能水平，保证施工人员能够灵活运用各项施工技术，对房屋建筑结构设计的各项内容有清晰的了解和认识。

3.4 实现结构设计优化与科学技术的融合

随着社会的不断发展和进步，科学技术在各行各业的应用可谓是越来越广泛，房屋建筑结构设计优化中也不例外。在进行房屋建筑结构设计优化时，也应当与各项科学技术紧密结合，如借助计算机软件可以在进行结构设计时，对各项设计流程进行简化，加强参与建筑结构设计优化技术各个部门之间的交流和沟通，使得部门之间能够更加科学的协作。同时，科学技术融入到建筑结构设计优化技术之中，还可以有效的节省人力和物力，增加建筑结构设计的安全性，对现有设计优化技术应用中存在的缺点和问题进行优化，找出优化技术应用存在的缺陷和不足，保证建筑结构设计优化技术应用的可行性。

总之，建筑结构的优化设计绝不是以牺牲安全来追求经济效益最大化的，而是要坚持在安全、适用、经济、美观的前提下，不断的对建设经验进行总结分析，集中建筑领域专家的意见，建立科学的数学模型，实现建筑结构最优化，给人们营造出更加舒适的建筑空间，节约建筑资源，设计出更加令人满意的房屋建筑。

参考文献

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