房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析

严 扬 晋城市建筑设计院

1 房屋建筑结构设计优化的重要性

房屋建筑结构设计的合理程度不仅与房屋建筑的安全性息息相关，而且与建设成本、建筑物整体外貌、建筑物内部结构等具有直接关系，在房屋建筑过程中占据重要地位。随着现代化建筑理论的快速发展以及社会对建筑物需求理念的转变，由单一的居住型逐渐向疗养型、生活居住型、休闲型等多元化发展，这就使得建筑结构设计优化技术更加重要。因此，在熟练掌握基本建筑结构设计理论的基础上，展开建筑结构多元化优化设计逐渐成为当前建筑企业生存的有利因素。此外，在现代化建筑领域以高层建筑物、复杂建筑物为主体，尤其是对地下空间资源的利用程度越来越高，这就为建筑结构优化技术提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建设成本。因此，发展房屋建筑结构优化技术具有重要的现实意义。

2 房屋建筑结构设计中优化技术的应用原则

2.1 安全性

对于每一项工程，安全性都是要着重考虑的问题，房屋建筑结构设计更是如此。必须从根本上确保整体建筑物的安全性，才能以此为基准进行建筑物的功能性和技术性的优化及改进。

2.2 功能性

在充分满足安全性的前提之下，要把用户的需求放在房屋设计的核心位置，针对用户对于房屋设计不同功能的需求进行深入细致的了解和总结梳理，在最大程度上提升整体房屋建筑的服务性功能，以此确保结构设计具有功能性，满足切实的功能需求。同时，融合实用性、美观性、协调性等，在设计层面达成有效的统一，这是至关重要的。

2.3 经济性

在房屋建筑结构设计优化技术的运用方面，要充分体现出经济性的具体要求，从根本上有效做好建筑成本的控制和管理，在满足其安全性、功能性等相关内容的前提之下，采取更科学合理的结构体系设计方案。严格遵守房屋设计的相关标准，使其具有规范性，充分降低材料的损耗，使资源的利用率得到充分提升，从而充分体现出建筑结构设计的经济性，并且满足更多消费者的经济考量和成本要求。

3 常见房屋建筑结构优化技术

3.1 整体优化与局部优化

房屋建筑结构设计是一个复杂的过程，具有明显的复杂性和层次性，尤其是现代化高层建筑物以及复杂建筑物，建筑结构具有更加独特的层次性。总体上，建筑结构的层次性主要包括设计体系和结构体系两部分，前者主要体现在采用什么样的建筑风格、建筑方式等方面，后者主要体现在不同风格系统下的建筑结构方面。因此，对于建筑物层次性方面的优化主要指的是设计过程中对建筑整体结构下属系统进行优化，使得最终建筑结构更加合理。房屋建筑物是复杂的，是由不同的结构系统组成的复杂体，包括承重系统、水电系统等多方面，因此在房屋建筑设计过程中无论哪一方面出现设计不合理，就会导致整个建筑结构不合理，进而影响建筑的整体安全性能和美观。对于不同系统的设计进行局部优化，不仅减少了大量的工作量，提高建筑物的安全性能，还能使得局部设计更加美观、更加贴合整体设计。因此，在房屋建筑结构设计过程中，一般采用整体优化和局部优化相结合的方式进行。

3.2 桩基优化

桩基是房屋建筑物的基础，是建筑物主要的受力载体之一，对建筑物的安全性能至关重要。在房屋建筑结构优化过程中常用的方法是预制桩。与灌注桩相比而言，预制桩的质量更加容易控制，能够获得稳定的预制桩产品，预制桩的施工流程也较灌注桩的施工流程简单，更容易获得性能稳定的桩基；预制桩的施工周期远小于灌注桩的施工周期，有效的缩短了房屋建筑周期，提高了生产效率。因此，在房屋结构优化过程中要确保预制桩施工符合沉降标准，可以显著的提高桩基安全性能。同时，在优化预制桩结构过程中应优先选用长度较大的桩基进行优化设计，目的在于确保预制桩与岩土体之间的摩擦力稳定变化，即确保桩基的承载力在整体设计要求范围内。此外，桩基的受力结构合理与否不仅影响房屋建筑物的安全性能，而且提高了地基不稳定沉降概率。因此对预制桩的受力结构进行优化处理，使得桩基的受力状况更加均匀，可以有效的缓解地基不稳定沉降问题，提高房屋建筑物的安全性。

3.3 房屋建筑上部结构优化

随着城市现代化建设进程的不断加快，城市可供建设用地的面积越来越少，导致城市高层建筑物越来越多。建筑物层数越多，对地基承载力要求越高，可能有诱发的地基不均匀沉降问题更加突出。因此对房屋建筑上部结构的优化显得尤为重要。在房屋建筑上部结构的优化过程中常表现为剪力墙的优化过程，应注意以下几个方面内容：①在优化过程中要确保剪力墙质量的均匀程度，若优化不合理导致剪力墙质量不均匀，就会使得剪力墙不同位置的受力状况存在明显差异，在施工过程中可能导致局部剪力墙受力过大而破裂；②确保楼层平面刚度中心和结构重心重合，若二者重合，则导致受力重心发生偏移，进而使得承重墙的受力不平衡，不仅容易造成不均匀沉降等问题，还容易造成承重墙局部受力过大引起承重墙局部破裂等现象；③尽可能的消减外载荷的扭转作用，在房屋建筑上部结构中不可避免的存在外载荷的影响，若外载荷量过大，则产生的扭转作用更加强烈，容易影响或改变整体受力状况。因此，在优化过程中应结合房屋建筑结构特征，选用大开间剪力墙，尽可能的减少墙肢数量，在确保建筑楼层平面刚度满足设计要求的基础上，尽可能的减少混凝土使用量。

3.4 房屋建筑与建筑结构协调性优化

对高层建筑物或者复杂建筑物来讲，建筑物对建筑墙体和柱体的要求更高。因此在房屋建筑结构优化过程中除了确保建筑墙体与柱体满足相应行业标注规范外，还需对建筑与结构的协调性进行优化处理，在协调性优化过程中应尽可能的使房屋的进深与开间保持一致性，不仅能够提高建筑结构设计的合理性，而且对建筑结构的外观、内观布局的美化直观重要。在高层建筑结构或者复杂建筑结构优化过程中应尽可能的避免复杂结构的使用，尽可能的降低复杂设计的使用率，不仅能够提高建筑施工效率，而且能够减少施工错误。此外，尽可能的使得楼层截面面积与楼层高度保持协调。对于楼梯与电梯来说是常用的公共通道，设计合理与否与居民的生活息息相关，在优化过程中在确保建筑结构承重构件强度和刚度满足要求的基础上对非承重构件进行优化处理，尽可能的选用轻质材料。

4 结束语

房屋建筑结构是决定房屋整体质量的关键所在，现代化房屋建筑不仅能满足居住要求，还能满足人们更多的需求，功能性更强。所以，针对现代房屋建筑的发展形势，必须要加强对结构设计优化技术的应用，不断对建筑结构进行优化提升，保证房屋建筑的整体格局能符合时代要求，提高房屋建筑建设的安全性、经济性和环保性。鉴于此，加强优化技术在房屋建筑结构设计中的应用研究意义重大。