結構設計優化技術在房屋建筑中的應用

王海永

摘 要： 房屋質量一直是人們關注的焦點，在我國人口密集高的情況下，房屋建筑的質量問題影響范圍更加廣泛，嚴重威脅到周邊百姓的生命和財產安全。在房屋建筑結構設計中運用優化技術，能夠在保證工程質量的前提下，降低施工成本，提升企業經濟效益。

關鍵詞： 房屋建筑;結構設計;優化技術

【中圖分類號】TU318 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）21-0041-01

1 房屋建筑與經濟性的關系

房屋建筑的安全性與經濟性呈負相關，如果想要提高房屋建筑的安全性和穩定性，就要使用更好的材料，更先進復雜的工藝和更加優秀的工人和設備，這都極大地提升了成本，經濟性將大打折扣。對于房屋建筑來講，安全性永遠需要排在第一位。劣質的房屋建筑不僅僅威脅到周邊的人群的生命和財產安全，還給社會帶來了不穩定因素。在建筑行業高速發展的今天，樓房的高度越來越高，建筑速度也越來越快，房屋安全造成的影響和破壞力也更加難以估量。因此，施工企業的經濟效益雖然重要，但是絕不能降低建筑的安全性，在保證安全性的基礎上再進行優化以提高經濟性。

2 結構優化技術在房屋建筑結構設計中的應用

2.1 重視概念設計優化技術的分析

房屋建筑設計結構優化技術的工作原理是利用電腦對房屋的實際情況進行模擬，這種模擬工作只需要將初始的設計方案輸入其中，然后設定一定的約束條件，在約束條件的框架內，通過改變其他的變量，來分析出最優的設計參數。房屋建筑結構設計的優化工作通常是以房屋結構的安全性作為約束條件，也即建筑性能指標。在確定性能指標后，根據建筑所處的地理位置，抗震烈度、基本風壓、建筑的平面布置、使用功能等已知條件，選擇合理的房屋結構，如框架結構、框剪結構、剪力墻結構、框架核心筒、筒中筒等結構體型。此外，根據實際情況考慮是否采用隔震、減震等設計手法，從而設計出更加符合建筑使用要求的房屋結構類型。

2.2 應重視具體構件的設計優化

在結構設計的過程中，具體構件的優化設計也十分重要。在選定結構類型的基礎之上建立結構模

型，在滿足建筑安全的基礎之上合理選用計算參數，根據初步選用的參數進行結構初算，再根據計算結果對各個參數進行詳細認真地調整。結構優化設計的構件設計還可以參考減震隔震的原理，對一些受力體系進行轉變，以達到合理經濟的目標。如在一些山地建筑中，地下室的設置往往會有一側的外墻填土較低或與外界相通，可設置一些地下排水設施來解決地下水的水位問題，從而降低地下室的建設成本。但此技術的使用是有一定條件的，盲目使用可能會帶來不利影響，設計人員應充分考慮工程的條件再確定是否使用。

2.3 結構優化設計的具體步驟

2.3.1 方案階段優化設計內容

（1）根據建筑功能、建筑高度、設防烈度及風荷載情況等條件確定結構體系。

（2）查看地勘報告、安評報告是否滿足設計需要，提出優化方案。

（3）初步確定基礎選型，確定地下室及地上結構是否需設置伸縮縫或防震縫。

（4）確定地下室柱網、地下室層高，基本確定地下室各層的樓蓋選型。

（5）確定上部結構豎向構件的布置。

（6）對于影響使用功能及降低品質的建筑布置提出合理意見，并反饋給相關部門。

（7）對項目各部分的結構體系（非常規部分）進行技術經濟分析，給出結論及提供具體建議。

2.3.2 擴初階段優化設計內容

（1）確定基礎選型、地下室樓蓋選型及其合理性與經濟性，確定上部結構的結構布置。

（2）確定建筑材料的使用（混凝土標號、鋼筋強度等級及砌體填充墻的材料）。

（3）對結構計算模型進行優化，做好優化記錄并形成報告。

2.3.3 施工圖設計階段服務流程

（1）制訂項目各部分結構統一技術措施（用于指導施工圖設計）。

（2）組織公司結構技術力量解決施工圖設計過程中的結構技術問題。

（3）減少施工圖“錯、漏、碰、缺”問題，減少不必要的施工返工，減小施工管理強度，降低造價及縮短工期。

（4）確保工程材料用量及總結構造價降到最低。

（5）確保房屋質量滿足國家規范及地方要求，并通過施工圖審查。

3 房屋建筑結構優化技術的應用過程中注意的問題

（1）重視度不夠。良好的通風效果既能提高房屋建筑的舒適度，又有利于強化房屋建筑的功能性。房屋建筑設計工效的展其實也有賴于房屋建筑是否具有較好的通風性，但在實際設計過程中，很多設計人員沒有關注到這一點，其重心大都放在了最大限度地優化房屋的使用面積，并確保房屋建筑結構的安全性與美觀性，對房屋建筑的綠色環保性能關注得不夠。即便是意識到了要凸顯綠色節能環保性能，但也只是在原先的設計圖稿上做輕微的調整、改動而已，這顯然不足以將綠色節能措施落到實處，更不能實現合理利用資源的目的。

（2）節能技術有其滯后性。設計人員需要擁有較強的專業知識水平與技術能力，才能使最終設計出來的建筑結構更具科學、合理性。可是在實際設計時，部分設計人員的綠色環保節能意識還有所欠缺，沒有順應時代發展需求、及時掌握與節能相關的技術應用方法。因此，在設計房屋建筑結構時，大部分設計者就直接套用已有的模板，未能將設計方案與房屋建筑的實際環境與條件等方面做有機融合。所以，在實際設計過程中，設計人員也必須準確掌握與之相關的節能知識，并在借鑒他人經驗、技術的同時，實現自我創新，將先進的節能理念、技術與整個設計合理地融合，使房建工程真正達到節能環保效果。

（3）材料應用缺乏科學性。房建工程中需要用到諸多建筑材料，而房建工程整體質量與安全性如何也取決于建材的科學使用。當前很多房建工程運用的金屬材料大多置放于自然環境中，且放置的時間過長，金屬易出現生銹腐蝕的情況，若未經妥當處理就將其運用到建筑工程中，會導致房屋使用中出現滲漏等現象，并影響建材的使用率，繼而造成嚴是結構設計重要組成部分，都應當引起設計人員的重視。

4 結束語

對于設計單位而言，為了適應市場的發展和激烈的市場競爭，就需要提高企業的核心競爭力。在房屋建筑結構設計過程中，引入概念優化設計，在保證房屋建筑質量的前提下節省成本。在結構設計中引入優化設計，能夠提升設計單位的競爭力，在復雜多變的市場環境中站穩腳跟，更好地服務于我國的建筑行業。

參考文獻

[1] 劉瑞曉.房屋建筑結構設計中優化技術的應用[J].住宅與房地產，2018（2）：56-57.