房屋建筑結構設計中優化技術探討

曹立迎

（中冶沈勘秦皇島工程設計研究總院有限公司，河北 秦皇島 066004）

目前我國的經濟發展已經達到了一定的水平，人們對于居住環境的要求也隨之不斷增加，為了盡可能滿足人們對于居住的要求，國家也對建筑方面不斷加大投資。如何實現結構的最優化設計，保證結構的功能性以及安全耐久性，同時最大限度節省建筑的占地面積以及追求經濟性，是優化設計的主要目標。進行房屋建筑的結構優化包括進行整體房屋結構的優化設計以及細部結構的優化設計。計算機時代的降臨，以及計算機結合相關設計理論，實現了工程設計問題向數學計算問題的一種轉換。因此，對于相關計算機技術的掌握，也是實現最優化設計的一種前提條件。

一、房屋建筑結構的優化技術的內容

最大限度地運用優化技術，首先我們必須要對其中要優化的內容進行詳細的分析，需要運用優化技術的主要有以下幾項內容。進行房屋建筑結構設計過程中不僅要考慮到結構的性能和設計的安全性，還需要考慮到在房屋建筑結構設計過程中的一些潛在問題，我們要選用低成本高效的方式完成這項結構設計內容。其主要內容包括以下兩個方面：第一個方面是要全面掌握整個房屋的具體構造，在設計過程中找出最佳設計方式，對不完善的地方加以優化。第二個方面是要將建筑結構設計中的子結構與整理結構分開進行優化設計。在子結構優化設計過程中，要對子結構中的每一個細節進行詳細的劃分，以此來使得子結構得到全面的優化。

二、房屋建筑與經濟性的關系

（一）如何處理房屋建筑的結構分部部分與建筑物層數之間的關系

同一個建筑物只需要設計一個屋蓋就可以，所以說，建筑物層數越多，建筑的成本就越低。但是，就房屋建筑基礎部分來講則與之相反，這是因為在房屋建筑中其基礎部分是最為關鍵的部分，如果房屋建筑層數增加，那么其對于基礎部分的壓力就會越大，如果我們不對其采取一定措施的話很容易造成房屋建筑事故，所以我們必須在設計中做好基礎部分優化設計，也就使得建設成本增加。

（二）如何處理房屋建筑結構設計與建筑設備之間的經濟關系

給排水管道及電氣設備的設置可以使建筑物更完美地體現其功能。伴隨著高層和超高層建筑物的增加，所需要的給排水管道以及電氣設備都會出現遞增，這么做的結果就是增加了建筑物的成本，對于房屋建筑的整體成本也會增加。

三、房屋建筑結構設計中實現優化技術的應用途徑

（一）前期設計方案技術優化

隨著我國建筑行業的發展，建筑商為了能夠縮短工期，常常會要求設計人員能夠盡快給出設計方案，導致所設計出的方案不僅與其他建筑工程大同小異，還會出現細節問題，造成工程造價的提升。在任何建筑工程中，前期的設計幾乎能夠決定工程施工和造價，因此需要從建筑工程的設計之初就需要注重技術優化。設計人員在設計過程中，要始終秉持技術優化的理念，對每一個結構進行造價估算，從而保證實際施工時，能夠起到降低成本的作用。

（二）計算機技術的應用

隨著科學技術的發展，計算機技術在人們的生活和工作中得到普遍運用，計算機能夠解決很多人力難以計算和解決的問題，目前幾乎各行各業都離不開計算機技術的應用。由于計算機技術的高效性和準確性，在房屋建筑結構設計中運用計算機技術能夠有效實現優化作用。人力難以計算和統計的數據，計算機可以利用相應的軟件和應用進行分析，并快速給出優化結果。

（三）設計人員的主觀作用設計

人員不能完全依靠計算機的準確性，因計算機主要是對死板的數據進行分析，沒有思考功能，因此需要設計人員對房屋建筑工程的實際情況進行分析。計算機具有高效計算的作用，設計人員則需要注重其他因素和處理突發狀況。當設計方案確定后，設計人員需要對設計方案進行核查，避免在施工中出現質量問題。特別是建筑環境較為復雜的建筑環境，設計人員需要考慮房屋抗外作用力，房屋的抗壓性等。

（四）結構細部優化工作

一般設計人員比較注重房屋建筑的主體結構，其乃是主體框架，對其進行技術優化，能夠有效降低建筑造價。設計人員還應該注重對基本構建的優化，如在矩形現澆板塊中，可以對進行技術優化，加強對其的分析，從而避免其出現裂縫，提高施工質量。

四、房屋建筑結構優化技術的應用過程中應注意問題

（一）房屋建筑結構優化技術主要應用于最初期的結構設計之中

前期結構設計方案的確定與建筑物項目本身的建筑成本直接相關，因此，如果前期設計過程中不使用房屋建筑的結構優化技術，那么就有可能導致初期設計中就存在著建筑物合理性與可行性的問題，這樣會直接影響結構設計的設計成本。因此，房屋建筑的結構優化技術應在初期的結構設計方案中就考慮運用，這樣才能實現結構設計的最合理化要求，實現建筑物成本的最合理性。

（二）房屋建筑結構優化技術更多的是應用于結構細部的優化工作

首先，除了房屋建筑的主體設計需要注重之外，對于結構的一些基本構件的精細設計也尤其有必要。比如進行矩形現澆板塊的設計時，就需要進行現澆板的合理分析，盡可能避免現澆板的拐角處裂縫出現。其次計算機時代的來臨實現了計算機技術與設計理論相結合，優化設計問題實際上已經由一個工程實踐的問題轉換成數學問題。因此，工程設計人員應加強對于計算機技術的優化設計方法的掌握。

結束語：

房屋建筑結構設計的主要目的在于實現建筑物的功能性與安全性，同時，盡可能保證建筑物的耐久性，在滿足房屋建筑的以上功能的同時，最大限度節約建筑成本是設計者的目標。那么，就需要對建筑物進行結構優化設計，并將優化設計技術應使用于結構設計的各個階段，這樣可以盡可能保證結構設計的合理性與可行性。與此同時，結構設計理論也逐漸與計算機相結合，工程實踐的問題更多地轉化成為一種數學最優解的計算問題，因此，建筑結構設計人員應更多地掌握計算機優化設計方法，才能發揮計算機的設計優勢。