優化技術在房屋建筑結構設計中的應用

王金保

摘 要：經濟水平的不斷發展促使人們的生活條件越來越好，人們的居住需求日益提升，進行房屋建筑結構設計時，在保證結構的安全性和穩定性，還要注意房屋建筑的美化程度和實用價值。本文以優化技術在房屋建筑結構設計中的內容為引，闡述了房屋建筑結構設計與經濟之間的關系，就優化技術在房屋建筑結構設計中的應用進行簡要說明。

關鍵詞：優化技術；房屋建筑；結構設計；應用

近年來，隨著市場經濟的發展，人們的經濟水平越來越高，各種建筑類型也越來越多，但是最多的還是民用建筑。在其建設的各個環節中，設計環節是其中重點之一。目前，單一的居住條件已經無法滿足人民日益增長的物質文化需求，所以建筑行業需要與時俱進。優化技術能夠為建筑的安全穩定提供優質保障，能夠體現出經濟性在建筑中的具體價值。將信息技術融入優化技術當中，不僅加強了優化技術在房屋建筑結構設計中的應用，也是優化技術在未來發展的主要途徑。

1 優化技術在房屋建筑結構設計中的主要內容

探索優化設計在建筑結構中的流程，能夠有助于分析優化技術在房屋建筑結構設計中的具體應用。傳統的設計一般是根據實踐經驗確定方案，然后進行各方面的計算。實際上這種計算是起一種校核及驗算的作用，僅僅證實了原方案的可行性。但是，往往由于時間的限制工作量大等原因，方案比較這一個環節受到很大的限制。傳統的結構設計的特點是所有參與計算的量必須以常量出現，用結構優化設計的術語來講，是“可行的”而未必是“最優的”，而遇到經驗不足或遇到新型結構時，這樣的設計一般是“可行的”設計。民用建筑的結構設計大大影響著其再建筑過程中的成本造價，結構設計優化技術的應用可以節約成本，從根本上產生可觀的經濟效益。民用建筑的設計部門和設計人員應當嚴格遵守"經濟、合理"等原則，應用先進的現代化設計理念，設計合適的房屋建筑方案，實現降低工程造價，實現經濟利益最大化。

2 經濟性與房屋建筑結構設計的關系

2.1 結構層數與占地面積

建筑的層數越高，建筑的占地面積就會越小，這是我們一貫的認識。但是實際則不然，建筑高度與建筑層數成正比，層數如果增加，其高度自然會上升，如果考慮到光線問題，兩個建筑物之間的距離就會越來越大，其占地面積也會隨之增大。從以上情況可以看出，占地面積和層數并不能決定一個建筑的總體面積，而優化技術能夠解決建筑層數和建筑面積產生的矛盾，對房屋建筑結構起到了優化的作用。優化設計以打壓建筑頂層的方式使光線射入建筑，這種做法雖然提高了空間效率，但是建筑頂層的面積卻降低了很多。二者能否互相協作、共同發展，是業內人士急需解決的一個問題。

2.2 建筑物層數與構成部分

不管建筑再高，也只有一個屋頂，所以建筑層數在提高的同時，屋頂所投入的成本也會有所下降。而建筑物存在的基礎和屋頂在成本上有著較大的差異性，建筑的基礎只有一個并且是固定的，如果建筑物高度有所上升，建筑基礎承受的壓力就會越來越大，在一定壓力下建筑基礎會受到不同程度的損壞，所以必須采取措施加強建筑基礎部位的承重能力，在材料和設計上需要改變，因此便會提高成本投入。所以說，建筑越高，建筑基礎部位的成本就越大。與建筑基礎部位相同，承重墻起到支撐房屋的作用，如果建筑的高度增加，那么承重墻的壓力也會隨之增加，墻體內部就會需要適當的修改，也會導致成本變高。需要注意的是，每一種構成部位的成本變化是有所區別的。

2.3 建筑設備與建筑結構

建筑的主要目的就是為了正常生活，而水、電、煤氣以及相關資源都是生活的必需品，所以排水設施、電氣設施以及煤氣管道成為了制約建筑作用的重要因素。如果建筑增加高度，排水、電氣設施和煤氣管道的材料消耗也會隨之增加，不僅使建筑設備的成本大幅上升，建筑物也會受其影響從而加大成本投入。一個好的消防設計方案能夠給投資商帶來3%～15%的經濟效益和更安全的建筑作品

2.4 建筑外觀與經濟性

保證建筑面積固定的情況下，為使建筑周長滿足精簡和實用的效果，需要將體型系數進行適當調整，建筑的形狀進行適當改變，這種方案使得施工初期墻體的成本投入大幅下降，施工后期的裝修也會達到成本降低的效果。經過比較我們可以看出，不管是方形建筑還是圓形建筑，二者的內部結構都十分堅實并且穩定，其承重能力也比較高，所以我國建筑設計師多數采用方形或是圓形的結構用來設計整個建筑。

3 房屋建筑結構設計中采取優化技術應用

3.1 優化技術中的概念設計

對房屋建筑進行結構設計時，設計方案是十分重要的。建設項目前期的設計影響整個項目工程建安投資的80%以上當前。隨著建筑行業的飛速發展，大量的設計方案呈現于人們眼中，對同一種建筑進行結構設計時，由于方案的多樣性，致使人們的選擇空間十分廣泛。同樣道理應用于建筑結構布置當中，結構布置并非是單一的，了解、深入某個建筑也有著各種各樣的方式，所以每個建筑的設計方向和設計理念都是不同的，相關的施工材料和施工制度也存在著一定的差異。雖然信息技術的應用使建筑結構的樣式千變萬化，但是概念設計才是設計師一直追求的目標；而每個設計師的工作年齡不同，所積累的工作經驗不同，所做出的設計樣式也是不盡相同的，所以如何理解概念設計、怎樣實現概念設計，每一個設計師心中都有自己的答案。所以為了解決以上問題，建筑設計師在面對不同方案時需要仔細斟酌其中的內容，并對其做出準確的選擇，這種過程體現出概念設計的科學性、合理性，概念設計的優化并非一朝一夕能夠完成，它是基于設計師多年的工作經驗總結而來的。工作時間越長、實踐經歷越多的設計師，對設計方案的選擇也就更加得心應手，從而使建筑結構能夠按照優化方向進行設計。

3.2 概念設計在房屋建筑結構設計中的作用

安全、穩定，耐久是一個建筑的最基本要求，也是房屋建筑結構設計的最終目標。建筑也是有壽命的，如果某個建筑能夠在設計時節省了不必要的成本消耗，并且在壽命結束前實現了諸多的利用價值，這樣的房屋建筑結構便是優化技術應用的產物。通過對建筑結構進行概念優化設計的應用，能夠提高建筑的抗壓能力，使建筑本身的功能不受外來因素影響而降低，保證了建筑的安全性、穩定性及耐久性。由于日本是海嘯和地震多發地區，設計師將優化技術應用于建筑結構當中，使建筑的抗干擾能力大幅提升，在面對自然災害時體現出應有的價值。從我國來看，我國部分地區時常遭受地震侵害，地震能夠體現出一種不同尋常的作用，因為地震無論在何時何地都有可能發生，并且它的強度也無法預知，由此可見，無法掌握地震頻率，如果再發生類似“5.12”大地震的情況時，不僅使建筑受到嚴重損壞，也會涉及到生命財產安全問題。所以，進行房屋建筑結構設計時，必須將地震的詳細情況考慮在內，盡量降低由地震帶來的經濟損失，保證生命安全。我國設計師在建筑抗震方面提出了許多科學、合理的設計措施，一般來說，如果建筑結構的承受能力十分平均，建筑物內部結構的容錯率較高，并且建筑結構的不穩定因素較少，這樣的建筑其抗震結構必然是十分優秀的，并且當高強度、高等級的地震來襲時，建筑的次要部位先受力，從而保護了建筑的主要部位。該設計理念便是優化技術在房屋建筑結構設計中的典型代表，這種設計方式大大提高了建筑的安全性和穩定性，為人們的工作、學習、生活提供了安全保障。

4 結束語

綜上所述，本文對優化技術在房屋建筑結構設計中的應用做出主要陳述，對優化技術的概念、意義以及作用有了深刻的了解。房屋是人類居住的必備條件，房屋建筑的安全、穩定、耐久直接關系到人類的正常生活水平，優化技術不僅降低了施工成本，延長了房屋建筑的使用周期，也是我國建筑行業步入現代化、與時俱進的重要手段。

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