房屋建筑結構設計中的優化技術應用淺述

趙靜超

摘 要：在社會經濟快速發展的大背景下，在建筑業中應用建筑結構設計優化方法是大勢所趨。它可在對房屋安全性及實用性進行保證的前提下，使得建筑物的美觀度大大提升，減少原材料的使用數量，進而提高建筑企業的經濟效益。因此，設計人員需要采取有效對策，在房屋建筑中合理利用結構設計方法，保證建筑整體性能。

關鍵詞：房屋建筑結構設計；優化技術；應用

1 房屋建筑結構設計優化方法淺析

1.1 概況分析

結構設計優化指的是對房屋建筑材料自身的性能充分發揮，從而實現各構件及各環節的相互配合，對結構設計進行優化，可以實現房屋建筑結構的良好優化。相較于以往開展的結果設計，結構設計優化不僅可保證結構的安全，還能將價值學及審美學的相關觀點融入其中，對結構設計水平不斷提高，使得房屋建筑的整體性得到保證。

1.2 要點分析

1.2.1 協調房屋建筑結構設計

在房屋建筑結構設計過程中，結構優化設計是一項系統性的復雜的工程，主要是對房屋建筑結構進行美觀化設計，而建筑結構設計主要是提高房屋建筑結構的安全性和合理性，因此在實際工作中，需要將優化設計和結構設計結合起來，使其相互配合，在降低工程整體造價的前提下，提高房屋建筑結構的實用性以及美觀性，最終達到結構的合理化設計。

1.2.2 嚴格遵守結構設計的各項標準規范

在對房屋建筑結構進行優化設計時，需要讓具有豐富設計經驗的專業人員進行，并保證在設計過程中遵守相關的設計規范。但是也需要注意，目前我國的建筑結構設計規范是針對所有的建筑工程的，其中一些規范可能并不適用于房屋建筑，因此在實際工作中還要根據房屋建筑結構的實際情況，具體問題具體分析，從而對房屋建筑結構設計進行全面而合理的優化，以保證建筑結構設計的質量。

3 建筑結構設計中存在的問題

3.1 結構設計圖紙信息表達不全面

建筑結構設計的圖紙包含了建筑施工所需要的各種信息，是建筑施工的重要依據，即使設計圖紙存在一些看起來微不足道的問題，也必然會導致建筑的具體施工中存在缺陷或隱患，對建筑的安全性和功能性極為不利。當前很多設計人員在出圖時缺少必要的工作標準，因為經驗不足或工作失誤導致施工中需要用到的一些關鍵信息沒有得到明確的表達或遺漏，如結構抗裂等級、材料屬性、地下地上的建筑標高、梁柱編號等，導致現場施工人員隨意施工，很容易使建筑的質量出現較大的隱患。

3.2 過分追求降低施工成本導致建筑存在隱患

建筑施工需要消耗大量的建筑材料，特別是所使用的鋼材料的費用在建筑材料成本中占據著較大的比例。一些單位往往試圖通過降低含鋼材料的使用量來降低建筑的成本，并對設計單位提出要降低鋼特性材料的用量。隨著建筑樣式的多元化，新的建筑結構形式不斷出現，設計人員往往通過改進結構形式以實現鋼材料用量的減少。大量使用鋼特性材料是比較成熟的建筑結構設計方式，對于為了將低成本而大量修改結構形式的做法可能存在一定的安全隱患，也許會在較長的一段時期后暴露出問題。

4 房屋建筑結構設計中的優化對策

4.1 對于建筑整體規劃實施優化

比如在珠江三角洲這個區域，在夏季溫度較高，而且雨量較多，但是冬季溫度適宜，雨熱同期。在房屋的設計領域，戶型實用過程中針對自然風的要求和夏天日照節能保溫的作用，在對于房屋整體規劃設計的時候，應當顧及到各個房屋間的互相遮擋對風流動性的作用水平，此外在總圖設計的時候，應當盡可能地降低西側戶型的設計，降低西曬對節能的不良作用。比如隨著人民生活水平的不斷提升，汽車成為了人們的代步工具，數量急劇增加，新建房屋應當配備相應的車位，為實現車位配置的需要，房屋應當配備地下室，如此在整體規劃的過程中，應當對車庫的出入口、各個塔樓之間的布局和消防車道間的聯系展開科學的優化。最終統計整體規劃優化的重點內容包含：建筑物規劃、道路規劃，排水規劃和有關擋土墻、邊坡、土石方填挖量經濟性平衡以及土石方量的總圖調配等。優化的主要包括道路方向、區域功能布局、地下室布局以及管道方向等。

4.2 建筑結構設計優化

4.2.1 選擇參數變量

在實際的房屋建筑結構設計工作當中，設計人員為盡量保證設計思想的正確性，會通過多種手段去盡可能獲取更多的與工程相關的參數，并且將這部分參數視作為變量。比如，在建筑工程當中，常被當作變量的參數有房屋價格參數、預期出現的損失參數等等，在進行設計優化的過程中，設計人員則需要對所收集的參數進行分析，預判其變化可能對工程造成的影響，以及由于復雜程度帶給工程進度的影響。基于此種情況，在實際的建筑結構設計優化分析階段，倘若設計人員將變幅偏小的參數或者印象因素偏少的參數選為設計指標，則會大大降低設計、編程的工作難度，進而更為快速地找準目標點，開展設計工作。

4.2.2 確定函數

在具體的房屋建筑結構設計優化工作當中，設計人員一般會從眾多相似函數當中去確定目標函數。比如在進行鋼結構的施工過程中，設計人員針對房屋橫截面規格與鋼筋規格進行最優化的函數選擇，并且對所確定函數的性質進行深入細致地分析，進而從施工成本方面予以考慮整個鋼結構項目的具體設計。

4.3 重視結構的精細部分的優化

在房屋建筑結構優化設計中，除了整體規范，還需要對結構局部進行優化設計。例如現澆板設計環節中應當盡最大水平將異形板分成矩形板，如此不但能夠實現均衡受力的目標，而且能夠有效預防拐角裂縫的產生。除此之外，在底部架構抗震墻的底框梁箍筋配箍量通常比較大，這時候如果選擇冷軋帶肋鋼筋當作箍筋，就能夠降低箍筋肢數亦或箍筋直徑，實現有效控制成本和便于施工的目標。與此同時，為了降低柱構件底部截面，選擇高強度的混凝土是非常適合的，然而水平構件混凝土能夠在一定程度上降低混凝土的標號，在受力方面也能夠達到需要，同時也實現了成本的有效控制。

5 結束語

這些年以來，伴隨社會的不斷進步，建筑領域面臨的挑戰變得越來越嚴峻。以往的建筑結構設計早已使人們大失所望，遠遠達不到人們需要的功能與美學理念的更新速度。而且之后出現的新型的公共建筑、玻璃幕墻等的出現，使得建筑設計面臨的挑戰更為巨大，設計師不得不改善固有的設計方式，時刻汲取成功的經驗，實現創新，選擇科學的方式來改善建筑結構設計，提高建筑結構優化的標準。本文通過一些經驗的概括，重點研究了建筑構造設計環節中的優化對策，希望在此領域中能夠起到借鑒的作用。

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