房屋建筑結構設計中的優化技術應用分析

孫俊英 吳萍娣

隨著人們生活水平進一步提高，人們對房屋結構提出更高的要求，在房屋建筑結構設計中積極應用優化技術，能有效滿足人們對房屋建筑的基本需求，并賦予房屋建筑更完善的功能。但從當前優化技術在房屋建筑結構設計中的應用情況來看，受設計思維、技術水平等方面因素影響，設計人員在應用優化技術時存在諸多問題，一定程度上影響房屋建筑結構整體設計質量。因此要重視對房屋建筑結構設計問題的討論，為提高房屋建筑整體性能奠定基礎。

1 結構設計優化技術的作用及其注意事項

1.1 房屋結構設計優化技術的作用

（1）降低工程造價。在房屋建筑結構設計環節中，設計人員會將整個房屋建筑的質量作為重點，并在此基礎上逐步降低房屋的總體工程造價。根據我國部分項目結果顯示，在對房屋結構進行優化之后，房屋項目的總體施工成本要明顯低于原方案，有效保證了建筑項目工程的整體性能。

（2）保證建筑結構的安全性。在房屋建筑設計環節，優化技術應用的核心就是保證結構安全。在工作中，設計人員也會在原有設計圖紙的基礎上，綜合利用多種先進技術，進一步優化房屋建筑結構的整體參數，使其具有更好的安全性能。

1.2 結構設計優化技術應用時的注意事項

（1）重視對工程項目的前期參與。對房屋建筑項目而言，設計階段是整個項目的核心，其設計質量直接影響房屋建筑性能、施工質量、施工成本等。因此在應用優化技術過程中，首先要重視對工程項目的前期參與，積極重視融入到房屋建筑結構設計環節中，并根據設計結果提出相應的技術優化建議，保證在項目初期，整個房屋結構就很好的體現了結構優化分析的思想。

（2）重視對內部結構的優化設計。在房屋建筑結構內部設計中，設計人員不僅要關注對房屋建筑整體結構的優化，還應該重視對內部結構的優化，將“優化設計”思想體現到工程項目的方方面面。例如在現澆板設計中，設計人員要重點分析現澆板的受力情況，并根據優化技術思想，提出多種解決措施，以避免在工程后期出現拐角裂縫現象。

（3）重視與計算機等新型技術的融合。在信息化高速發展的時代，實現計算機技術與優化技術的融合已成為未來工程項目發展的主要趨勢。而從不同工程項目的應用情況來看，計算機技術的應用范圍主要體現在工程數據分析與工程建模上，通過獲取多種工程參數，構建工程結構模型，使技術人員能及時了解相關參數標準下的工程結構穩定性問題，有利于更好的控制建筑結構的整體安定性。

2 優化技術在房屋建筑結構設計中的應用分析

2.1 建筑結構設計優化

對房屋建筑結構設計人員而言，對房屋結構進行一系列設計的主要目的，就是要保證建筑結構的耐久性、安全性與功能能滿足客戶的要求，并盡可能的賦予建筑更多的價值（包括建筑美觀性能、建筑照明功能等）。而對優化設計而言，則需要在原有建筑設計的基礎上，進一步分析建筑結構的可行性，并采取多種措施降低施工成本、保證施工進度。

當前，優化技術思想在房屋建筑結構設計中的應用主要表現為以下幾點內容：

（1）選擇參數變量

在房屋建筑結構設計中，設計人員為保證自身設計思想的科學性，通常會大量獲取與工程相關的參數，并將其作為變量。例如，常見的建筑工程目標參數包括房屋價格參數、預期出現的損失參數等，在優化設計環節中，設計人員需要充分分析可能出現的參數變化對整個工程的影響，程序十分復雜，影響了正常的工程進度。若在優化分析環節中，設計人員能選擇變幅較小的參數或影響因素較少的參數當做設計指標時，那么建筑結構設計、編程等工作的難度會明顯降低，設計人員也能快速找到目標點展開設計。

（2）確定函數

在優化設計工作中，設計人員通常會在眾多相似的函數中獲取目標函數。例如在鋼結構施工中，設計人員就會選擇事先所設定好的房屋的橫截面尺寸以及鋼筋的尺寸面積最符合的函數，并對該組函數的性質進行細致的分析，最終控制鋼結構項目的施工成本。

（3）條件衡量

一般在房屋建筑結構設計中，為保證房屋結構的穩定性與耐久性，在設計環節需要綜合考慮房屋尺寸、結構剛性、架構穩定性等諸多因素對房屋的影響。而在實際工作中，也需要根據諸多的設計要求準確衡量施工條件，比較分析施工中的約束性條件與目標，保證設計環節的相關指標滿足質量控制規范要求，最終實現優化設計。

2.2 在鋼結構中的應用

在房屋鋼結構設計中，建筑材料質量對結構的整體性能產生重要影響。在優化應用環節中，設計人員需要從以下幾方面進行思考：①與其他施工技術相比，鋼結構在本次工程項目中的應用優勢分為哪些；②鋼結構在本次工程項目中的具體應用內容，其中涉及多少關鍵技術；③本次工程項目中鋼結構的施工內容，其中可能存在多少可優化項目；④根據可能存在的可優化項目，提出建筑結構設計討論，并通過頭腦風暴法，討論建筑結構設計措施的可行性；⑤借助計算機等新型媒介，深入討論技術可行性，并生成模型；⑥模型分析，判斷技術標準及其在施工中的應用效果；⑦生成房屋建筑鋼結構優化報告，提出優化技術措施。

2.3 實際工程案例分析

2.3.1 工程案例簡介

該工程項目為普通的商業樓，地上建筑6 層，地下1 層，整體結構形式為鋼結構框架剪力墻。在建筑項目實施之初，在綜合考慮從施工現場的實際條件與業主要求后，決定對整個工程項目進行結構優化設計，并且在優化工程中積極采取計算機技術，保證各項優化措施順利落實。

2.3.2 前期參與

在該項目中，設計人員在整個工程的前期就積極推動工程優化內容，能根據工程項目的具體要求與施工條件，對整體建筑的結構形式進行科學取舍，最大程度上實現了施工的經濟性。并且在工作中，設計人員重視與一線生產人員的交流，充分聽取一線人員對建筑結構優化的建議，保證各項結構優化措施能順利進行落實。

2.3.3 概念分析

在該項目中，設計人員充分認識到不同房屋建筑結構布局方式對設計效果的影響，因此在優化設計的同時，實現了結構優化設計與內部結構、概念設計的有機結合。即在設計環節中，根據建筑既有的內部結構，提出多種概念，并將其貫穿于整個項目的始終。例如在建筑抗震性能分析中，如果單方面依靠數據公式進行計算，則計算結構不一定能真實反映建筑整體性能，而在概念設計思想的指導下，設計人員會將公式計算結果作為一種概念，并根據這種概念逐步把握建筑抗震設計細節，最終提高建筑設計質量。

2.3.4 效益分析

在經過優化設計，建筑整體性能得到改善，并且工程造價與預期減低23.9%，提示項目優化在該項目工程中得到良好應用。

3 結束語

主要分析了房屋建筑結構設計中優化技術的相關問題，總體而言，對房屋建筑結構進行優化設計能顯著提高建筑整體性能，但在實際工作中要重視對變量參數、工程條件等問題的掌控，確保能有效控制整個優化設計過程，為獲得更好的施工結果奠定基礎。

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