房屋建筑結構設計的經濟性及優化技術

趙晉鵬 山西晉建房地產開發有限公司

1 前言

房屋建筑結構設計作為建筑建設的核心內容，對其加以優化和調整，一方面可為企業獲得更多的經濟效益，促進企業長遠發展，另一方面也能滿足人們的生活需求，提高生活質量。設計人員應加大該方面的研究和分析力度，科學規劃房屋建筑結構，選擇合適的優化技術，以深化房屋的建設價值。

2 房屋建筑結構設計優化技術的概念

房屋建筑結構設計優化是通過發揮建筑材料性能，實現建筑結構緊密連接的一種有效方式，其能夠對建筑結構進行優化調整，提高房屋建筑質量，保證房屋結構的穩定性。房屋建筑結構設計優化一方面可以解決施工中存在的病害問題，維護房屋結構的穩定性和安全性，另一方面也可做好內部空間的優化和調整，豐富房屋功能性，滿足人們的審美需求。再者，房屋建筑結構設計優化也在一定程度上滿足了經濟性指標要求，通過結構優化降低資金成本支出，完善建筑結構抵抗性能，減少不良因素的影響，加強房屋建筑美觀性、實用性和安全性，并在此基礎上促進建筑企業的可持續前行。

3 房屋建筑結構設計與經濟性的關系

3.1 結構與層數間的經濟性關系

不管房屋建筑規模如何變化，屋蓋結構和基礎結構只有一個，所以在層數增多的情況下，屋蓋結構的設計成本將會逐漸減少。而層數的增加，也使得基礎結構的承載壓力增加，為維持基礎結構穩定性，保障房屋建筑安全性，需要規劃設計的支撐結構也會增多，設計成本相應的有所增加。由此可知，屋蓋與層數間存在反比關系，基礎結構與層數間為正比關系。

3.2 占地面積與層數的經濟性關系

如果不考慮房屋建筑內部光線質量，占地面積與層數之間是存在反比關系的，也就是說層數的增加，占用面積比例將會縮小，相應的成本也會得以更好的控制。但在實際作業中，不能忽視光線質量的重要性，人們在挑選房屋時，首先注意的就是室內光線質量，如果光線效果不佳，該建筑的銷售率會相應的下降。所以在房屋建筑結構設計優化中，就有必要將朝向、間距等影響因素展開綜合考量，以提高房屋建筑的銷售率，加強實用性和經濟性，這就使得建筑層數與占地面積間生成正相關關系。層數越多，為維持內部空間視覺效果，面積也會有所變化，成本支出也將隨之增加。

3.3 結構設計與建筑設備間的經濟性關系

房屋建筑結構設計中，要考慮給排水管道、電氣工程設備等內容，這些設備的合理使用對于房屋建筑功能性的發揮有重要作用。房屋建筑層數的增加，相應的設備數量也會增多，采購和維護成本自然也會增加。

3.4 外觀與經濟性的關系

建筑結構設計中，外觀設計應從安全性和美觀性兩方面綜合考量，不滿足一方要求，都難以保證房屋建筑的銷售，并造成一定的經濟損耗。一般情況下，房屋建筑結構設計中，外觀形態以圓形或方形為主，這樣的結構形態便于進行外觀裝飾，提升房屋建筑的美觀性和穩定性，延長房屋建筑的使用壽命。而將部分方形結構轉變成圓形，還可縮減墻體的裝飾面積，節省更多材料和成本，在保障外觀美觀性的基礎上，達到節約的目的。

4 建筑結構設計優化方法的應用

4.1 整體與局部優化

房屋建筑結構優化中需要考慮的內容較多，為增強優化效果，應從以下幾方面進行綜合分析：

其一，考慮安裝、結構、設計等子系統及相關聯體系間的關系，優化設計要完全依照這些結構關系展開改進和調整，以保證力學傳遞的合理性與可靠性，防止因重力或應力的不均衡變化引起事故問題，降低工程損耗。

其二，在房屋建筑結構設計優化中，材料配件的優化也是需要考慮的重點內容，這不僅是改進房屋建筑結構質量的關鍵，也是增強結構穩定性的重要手段。另外，在房屋建筑結構設計優化中，還可通過立體模型的構建完善整體結構，改善設計方案內容，提高建筑質量。而在模型構建中，還需要關注的重點內容有：一是設計變量的科學選擇。設計變量選擇的科學性會直接影響后期工作量，可有效降低工作壓力和難度，節省更多時間。二是目標函數的確定。目標函數的確定是從眾多滿足相關條件的參數中選擇最優解。如果選擇過程中，已經確定約束條件，如強度、尺寸或應力指標，要結合這些約束條件對目標函數加以分析，保證房屋建筑結構的設計效果。

4.2 主體上部結構的優化設計

主體上部結構包括剪力墻、磚混結合、框架結構這三部分，在對其實行優化設計中，需要考慮的內容有：首先，剪力墻結構優化設計應考慮平面形心和結構重心，注重兩者重合性。這就要求設計人員選用科學的計算方法獲取精準數據，滿足重合設計的要求。

圖1 磚混結構設計

其次，在磚混結構設計中（如圖1），應將重點放在承重墻的規劃上，對其存在的大洞口實施科學處理，防止因洞口過多破壞承重墻性能，引起意外事故的產生。構造柱與墻垛的設計要求設計人員對施工工藝及相關規范要求加以了解和掌握，注重設計的合理性，減少質量問題的出現。

圖2 框架結構設計

最后，在框架結構的優化設計中（如圖2），需考慮柱間距與柱網布置的合理性性與否，確保柱結構剛度和承載能力，優化房屋建筑結構的抗震性能。設計人員可以根據實際框架對柱截面和架梁截面大小隨時優化處理，確保柱和梁的中線高度重合。設計人員可以將框柱設計在樓梯間四角位置，使結構抗倒塌能力增強。

4.3 細節優化處理

在細節優化處理上，需要對房屋建筑結構設計中各項指標參數實施嚴謹核算，有效控制誤差值，保證房屋建筑結構性能，滿足細節優化處理要求。做好細節優化處理，實現房屋建筑結構的深層次分析，從而避免開裂、斷裂等問題的產生，維持結構的穩定性，保障房屋建筑的整體質量和安全性。

4.4 結構協調性的優化

協調性處理也是房屋建筑結構設計優化中需要重點注意的內容，協調處理不單單是對結構間的協調，增強連接效果，也是減少錯位情況的發生，是對結構件的力學特性加以調整，保持力傳導的均衡性，以提升建筑結構的穩固效果。同時協調處理還可解決建筑與平面間的不良關系，降低兩者間的突兀性，做好結構的合理保護。尤其是在墻、柱等支撐結構上，需在維護建筑平面功能的同時，對其實施協調處理，全面發揮結構的性能。

4.5 優化設計方案確定

優化設計方案編制應做到全面性、綜合性，注重方案可行性、合理性，同時做好方案的審核與下發，保證優化設計內容的有效落實。在房屋建筑工程建設中，對人力、物力、財力的需求量較高，如果不加以控制，就容易造成資源、資金的過度損耗。結構設計優化，做到了對人、物的優化和調整，在完成工程建設指標的同時，降低不必要的浪費和損耗，維護了工程的最終效益。因此，在房屋建筑結構優化設計中，一方面要對經濟性和技術性展開綜合考量，找到兩者間的平衡性，采取有效措施手段解決兩者存在的矛盾和弊端，保障后續建設工作的順利落實。另一方面則需考慮技術本身的經濟價值，并根據房屋建筑要求，科學選材，優化技術性能，以強化房屋建筑設計效果，深化總體價值。

5 結束語

房屋建筑結構設計中，明確結構間的經濟性關系，并根據這層關系科學開展優化設計工作，可有效維護房屋建筑結構的穩定性和安全性，控制不良因素帶來的影響，為人們生活提供科學保障。再者，優化設計也能夠實現房屋建筑建設成本的管理和控制，在改善房屋建筑功能性的基礎上，降低資金成本損耗，增大建筑企業的經濟效益，在為人們營造良好生活空間的同時，推動現代化城市的穩定發展。