房屋建筑結構設計的經濟性及優化技術應用探討

王雅敏

摘 要：房屋建筑設計過程中，結構設計的科學水平將直接決定建筑結構整體的實用性和安全程度，合理的設計方案也會提升房屋的藝術觀賞性。因此，在當前城鎮房屋建設更具多樣性的背景下，對建筑結構設計的研究更具現實意義。本文探討了房屋結構設計的經濟性特征，并基于此特征分析了相關主要優化技術的應用要點。

關鍵詞：房屋建筑設計;優化技術應用;經濟性

引言：近年來城鎮一體化建設進程的推進，房地產投資規模逐步擴張，且成為我國國民經濟龍頭行業，拉動經濟增長。基于此，房屋建設投資將重點放在了房屋結構設計優化工作上，以此來實現經濟性建筑的發展目標。房屋建筑結構設計工作包含多方面內容，工程設計不僅要考慮到建筑結構的服務功能，還要在安全性、美觀性和成本控制方面進行升級，獲取更大經濟效益。

1 房屋結構設計經濟性和優化必要性

由于結構優化設計環節往往不被業主所重視，容易在理念、技術方面存在滯后性，導致出現設計水平不足、質量不過關的問題，在后期的施工過程中無法發揮控制作用，影響整個房屋結構的施工水平。研究調查顯示，近幾年的房屋建設項目工程質量事故總數中，結構設計為主要因素的問題占將近一半的比例。這主要是由于開發商對于結構設計問題的忽視導致前期設計優化策略的制定不夠詳細完善，并且多數設計單位的技術水平受限，設計質量不達標，頻繁出現中途返工、停工、延誤工期等現象。此外，通常來說，房屋建筑主體結構的一半建設成本主要投入在砌筑、混凝土、鋼筋等施工材料的應用上面，同時這些材料也是房屋建設施工造價估算的主要內容。

基于此，建筑結構的優化設計工作具有重要意義。設計優化是建筑功能性、經濟性和安全性功能兼具的前提，同時也在項目建設的資金控制、工期控制方面突顯積極作用，成為了結構設計領域的主流研究趨勢。根據近年來的研究可知，科學、合理的建筑結構設計優化能夠明顯在成本控制方面發揮優勢，最低可降低建筑建設成本總價的10%以上的資金[1]。對于大型的房屋建設項目來說，這一優勢具有極大的資金流風險控制作用。大型建設項目往往需要投入巨大的資金量，成本風險較高。房屋結構的優化設計有助于開發商提高資本周轉率，增加項目利潤，同時盡可能減少建筑投資成本，獲取較高經濟價值。

總而言之，房屋結構優化設計有助于推動房地產開發商加強對房屋性能設計的質量和水平的重視。通過對房屋安全性、經濟性和舒適度的分析基礎上，利用現代化技術和理念將房屋結構進行升級，降低工程施工中出現風險的概率，有效規避質量缺陷，同時減少不必要的資金浪費，提高房屋工程總體質量。

2 房屋結構設計優化原則分析

針對房屋建筑結構設計來說，考慮到房屋本身的使用功能，在設計方面的優化工作需要體現出實用性和節約成本的目的，因此優化原則主要為以下幾點：

（1）功能性原則。適度的優化設計可增強房屋建筑的使用功能優勢，特別是當前經濟性社會趨勢愈加明顯的形勢下，消費者往往更加看重房屋結構和舒適度的綜合性能。但需要注意，房屋結構設計優化必須在考慮房屋使用功能齊全的前提下實施，這是優化設計的必要前提。例如，避免為提升建筑空間面積而不考慮建筑結構承重因素去除承壓梁。

（2）經濟型原則。經濟性原則體現了結構優化設計的最終目標——節約成本，主要集中于房屋建筑材料的使用方面[2]。這一原則的實施能夠幫助業主在考慮安全性和功能性的基礎上，嚴格控制建筑所用成本，避免資金浪費。

（3）安全性原則。結構優化設計的研究中，若僅僅以資金節約的目的來應用優化技術，那么安全性將不可保障。因此，必須以安全性作為優化設計的重要原則之一，保障房屋結構能夠被消費者安全使用，提升建筑穩固性。

3 房屋結構設計的優化技術應用分析

3.1 現代化數字技術應用

建筑結構布置的設計形式非常多樣。一般來說，同一房屋建設工程中，可選擇的結構布置、分析方法形式不只局限在簡單的幾種形式中。然而，根據不同的結構設計需要將建筑設計與結構特征分析相互結合，通過數據分許找到合適的設計方案。那么，科學合理的結構布局分析和模擬就需要借助現代化的計算機模擬技術來加以實現。就目前的技術應用來說，以BIM為核心的數據分析方法是最為科學、高效的應用形式。BIM等先進技術的應用能夠幫助建筑分析工作更加高效，設計方案的制定更加直觀。設計人員可根據實際施工要求和實際施工要求，利用模擬模型進行房屋主體結構施工預演。然后根據三維模型給出的各項數據來調整設計細節，準確分析數據信息，及時發現設計缺陷，為最優方案的制定提供準確、高效的計算機技術支撐。

3.2 建筑防震優化應用

通常來說，建筑地震結構系統的研究中，高水平的延性分支系統是核心內容。建筑結構防震技術的應用與優化將在較大程度上滿足結構設計的穩定性，提升房屋安全程度。結構設計人員需要通過提高建筑內部構件的延性水平來確保建筑的整體抗震性能。例如，將延性框架和剪力墻進行連結，形成框剪結構，以提高建筑的安全性能。同時，通過應用科學的布局設計手段，如建筑物剛度均勻、對稱布局等形式，增強結構的延性設計，有效減少地震災害導致的房屋脆性破壞，實現提高建筑抗震性能的目的，減少地震災害對建筑主體結構性能的影響水平。

此外，考慮到大型地震往往伴隨余震，余震的威脅雖然較小，但次數可高達幾十次，也會嚴重威脅房屋建筑的穩固性。因此，可應用防震線技術，在結構中設置該裝置。將次要部件設計在地震先破壞的位置，利用次要耗損地來保護主體結構部件[3]。在建筑結構設計中提高抗震冗余標準，減少或消耗地震災害帶來的能量和作用力。

3.3 設計前期優化技術應用

前期的結構設計作為整個結構設計優化工作的第一環節，充當領頭人的作用。在房屋住宅結構設計的前期階段，設計者通常需要在討論各種設計方案，達到更科學和合理的結構優化目標。在前期的設計優化應用工作中，應在綜合考慮房屋施工需要、主體結構數據的基礎上，做好前期設計準備工作，包括分析設計參數、調整施工設備負荷值、確定施工材料等內容，以此確定合理的設計方案。除此之外，前期工作中的另一個難點就是需要專業人員來處理大量數據信息。數據信息的準確處理可以將設計要點進行整合，便于后期施工人員參照和調整。因此，為了避免出現人為錯誤，盡可能通過計算機應用技術來準確完成推導分析，保證數據處理效率，為后續設計優化打下良好的基礎。同時，前期階段必須做好設計交互工作。設計部門需要與財務部門、材料采購部門和施工組緊密溝通，確保工作協調有效，緊密銜接。要在設計前期將責任落實，避免相互推諉的現象發生，確保項目施工能夠有序進行。

4 結束語

綜上所述，對房屋結構設計優化方法的探討有利于擴大房屋設計的發展空間，使房屋建筑兼具舒適度、美觀性和實用性，將房屋的使用功能完整地體現出來，既降低建設成本，又提升房屋建筑的經濟性。基于此，今后的房屋設計工作要不斷結合市場環境、設計理念的變化情況，來制定合理的基于經濟效益的優化設計方案，利用技術性實踐將房屋結構調整到最優化。

參考文獻：

[1]高峰.探討房屋建筑結構設計的經濟性及優化技術的應用[J].工程建設與設計，2019（06）：3-4.

[2]趙良恒.房屋建筑結構設計的經濟性及優化技術應用探討[J].建筑，2014（17）：62-63.

[3]韋緯嬌.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用探討[J].中國住宅設施，2020（03）：43+63.

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