房屋建筑結構設計中優化技術的應用探討

作者簡介：涂勇（1972-），男，湖南益陽人，碩士研究生，主要從事房屋建筑結構研究及新技術應用工作。

摘?要： 結構設計在建筑行業中的地位是不可替代的，做好結構設計才能保證后期房屋建筑施工的順利進行，結構設計效果直接影響到了建筑物的實用性和經濟性。本文，主要探究了房屋建筑結構設計中優化技術的應用，希望能夠借此更好的提升房屋建筑質量，促進我國房地產事業的發展壯大。

關鍵詞： 房屋建筑;結構設計;優化技術;應用

【中圖分類號】TU318?【文獻標識碼】A?【文章編號】1674-3733（2020）22-0042-02

隨著社會經濟的飛速發展，各個行業的市場競爭力也在不斷增強，對于建筑行業亦是如此。房屋建筑工程是一項投資巨大、施工周期長的項目。在房屋建筑建設期間，前期結構設計質量效果越好，后期房屋建筑施工也就越順利。那么，在具體的房屋建筑工程中究竟應當如何做好結構設計，并不斷的對其進行優化呢？下面，筆者將結合自身的理解和認識，對相關問題進行詳細分析和探究。

1?房屋建筑結構設計優化的內容及意義

1.1?建筑結構設計的內容

房屋建筑結構設計的優化主要是基于力學知識、現行規范和規程，結合建筑工程的基本情況，從控制計劃成本的角度出發進行結構優化的設計，通過對其中關鍵的參數建立結構優化設計的模型，同時進行了科學的計算，最終確定建筑工程結構設計的優化結果方案。

1.2?優化建筑結構設計的意義

當前我國建筑事業飛速發展，其我國經濟水平的提升提供了更多的動力，滿足了多種居民的就業需求，但是基礎建筑工程建設過程中，取得巨大成就的同時也存在有極為嚴重的資源浪費問題。優化建筑結構設計，可以明確建筑施工中哪些環節存在有嚴重的資源浪費，進而有效的節約資源，提高經濟效益。結合相關的研究數據表明，結構設計的優化可以有效的降低建筑工程的成本造價，同時還能更為合理的使用建筑材料，讓不同建設單位的建筑工程結構更加協調一致，促進建筑工程中結構設計的健康發展。

1.3?建筑結構設計與經濟性的關系

建筑結構設計所展現的經濟性是體現在多個方面的，首先從結構設計與用地面積的關系角度出發，隨著城市化進程的加快，建筑行業的競爭可謂是日趨激烈，城市人口增多，用地越來越緊張，用地成本不斷提高。因此，高層建筑的數目不斷增多，相對來說，高層建筑的大規模發展，一定程度上緩解了緊張的人地矛盾關系，但是與此同時其對于建筑結構設計也提出了更高的要求，對建筑結構設計進行有效的優化，并設計科學合理的結構方案，可以獲得更加理想的經濟效益。其次，從結構設計與造價的關系角度出發。建筑層次對于單位的建筑面積造價也有一定的影響，簡單來看，屋蓋部分因為樓層的增加只用一個層蓋，但是基礎部分卻因為樓層的增加、荷載的加大，需要增大基礎部分的承載力，墻體承重結構需要增強承載能力和抗震能力，這樣勢必會導致相關結構的單位建筑造價提高。

最后從高層住宅結構設計與經濟性的關系角度出發，住宅的層高將會直接影響住宅的造價，因為樓層越高，墻體面積以及柱體面積也將會相應增加，同時結構本身的重量也會增加建筑基礎與柱體的承載力，水衛和電氣的管線成本也將會有所增長，而層高低則會節省材料，節約能源，有助于抗震效果的發揮。

2?房屋建筑結構設計中優化技術的應用分析

2.1?植入概念性設計理念

在房屋建筑施工過程中，一些無法用詳細數據展開施工的情況則需要嵌入概念設計理念，對不同的結構設計采用不同的分析方法，確定結構設計根據材料的不同、參數不同而進行不同角度的分析。分析的方法是多樣性的，然后再進行擇優，從中得出最好的設計方案。而對于已經確定好的結局布置需要從不同的角度分析整體結構櫥架的陌生情況，

并且對于不同的建筑材料、設計參數標準進行多組合的形式搭配，最終實現經濟價值與安全程度都達到最優的組合。

2.2?結構工程師要參與建筑方案規劃

在建筑方案階段，結構布置的合理性往往被忽視，而結構設計是在建筑設計之后進行的，受建筑設計的制約，往往要犧牲一定的經濟性或者安全儲備來實現建筑設計的要求。這就建議結構工程師能在方案階段參與進去，力保在滿足建筑功能及外觀需求的前提下，使建筑物盡可能地平面規則、豎向剛度連續。建筑結構工程師需要積極參與到早期的項目計劃中，對于整體的項目進行全面的了解，否則在實際的建筑中，建筑師很難正確地分析系統的結構，幫助建筑師做好創新，使建筑的功能優化全面展現。

2.3?―整體優化和局部優化

任一項目建筑的設計都比較復雜且有層次性，不僅僅包含了建筑原材料的選取、零部件的選配、結構類型的選用等內容，還包括建筑的設計體系、結構體系及安裝設計體系，每一個體系又包括許多的附屬體系。對所有體系的細節都進行優化，從整體到局部，真正做到優化設計的實現。

2.4?分階段優化

每一個項目工程在指定的使用期限中的每一個環節都是有可供挑選的多種方案的，即在每個階段都可以進行方案的優化。設計人員就需要根據不同的性質來進行不同的確定，保證建筑的施工質量，延長整體工程的使用壽命，為企業的經濟做最大的努力。

2.5?對基礎的優化

一般基礎部分的投資占總投資的20%-30%，所以合理的基礎方案對節省造價尤為重要，必要時應根據地質資料設計多種基礎方案，綜合比較選取最優。

2.6?對上部結構進行優化

需要對房屋建設的上部結構來進行優化先應該要布設合理的剪力墻，并且保證剪力墻的質量，并且讓對稱樓層的平面剛度中心點與結構的重心位置生命，減少外部的風力、地震等荷載作用的影響。盡可能地應用剪力墻的大開間溝通，同時增加墻肢長，縮減墻肢的數量也保證剛度基礎的同時降低混凝土的使用數量。

2.7?結構同建筑的協調優化

設計者在進行設計時需要盡最大的可能保證建筑的結構同整體的緊密配合，達到造型美觀、結構合理的效果。在設計時保證與功能需求一致，每個房間的標準盡量都保持一致性，建筑系統的墻與柱對位齊整，每一層高度及截面積要相同。在進行樓體、電梯類的設計需要注意應力集中以及受力方向較多的轉角區域，承重的構件應盡可能地選取高強建材來降低重量。

3?建筑結構設計優化技術應用的注意事項

3.1?做好結構設計結果的優化

結果優化是對于建筑的結構、設備等專業設計的相關文檔進行審查，查看相關環節是否存在錯誤或者是疏漏。在必要情況下，還需與設計公司等進行溝通和交流，在溝通的過程中對現有結構設計結果中存在的缺陷和不足進行調整，并提出相應的優化意見，以便達到建筑結果最為科學合理的設計，并且推行實施。

3.2?做好過程優化

結構優化是整個工作的重點所在，由于受到前期方案的要求或者是時間等方面的限制，許多的優化工作在實際中可能無法真正有效的落實，這樣結構設計的優化作用也就難以真正的展現出來。而要想切實有效的解決相關問題，就需要在項目設計的前期就明確成本控制的內容和要求，并采取合理的優化設計管理方式，對結構設計優化中所遇到的一系列問題進行有效管理，制定可行的管理制度，結構優化設計的管理應當是貫穿于結構設計全過程的，要做到經常性的檢查并督促各項工作的全面落實。

3.3?提高施工人員的專業化

房屋建筑結構設計優化的內容，需要施工人員運用各種施工技術和方法進行實踐，如果施工人員的技術水平不高，對于結構設計優化的內容不夠了解，無法靈活的運用各種新工藝和新方法，那么必將會使得的結構設計優化的內容難以真正的應用到實踐之中，這樣的話，建筑結構設計優化技術的應用價值也就無從體現了。因此，在建筑項目施工期間，還需要提高施工人員的專業化技術水平，對施工人員的技能有針對性的培養，定期考核施工人員的技能水平，保證施工人員能夠靈活運用各項施工技術，對房屋建筑結構設計的各項內容有清晰的了解和認識。

3.4?實現結構設計優化與科學技術的融合

隨著社會的不斷發展和進步，科學技術在各行各業的應用可謂是越來越廣泛，房屋建筑結構設計優化中也不例外。在進行房屋建筑結構設計優化時，也應當與各項科學技術緊密結合，如借助計算機軟件可以在進行結構設計時，對各項設計流程進行簡化，加強參與建筑結構設計優化技術各個部門之間的交流和溝通，使得部門之間能夠更加科學的協作。同時，科學技術融入到建筑結構設計優化技術之中，還可以有效的節省人力和物力，增加建筑結構設計的安全性，對現有設計優化技術應用中存在的缺點和問題進行優化，找出優化技術應用存在的缺陷和不足，保證建筑結構設計優化技術應用的可行性。

總之，建筑結構的優化設計絕不是以犧牲安全來追求經濟效益最大化的，而是要堅持在安全、適用、經濟、美觀的前提下，不斷的對建設經驗進行總結分析，集中建筑領域專家的意見，建立科學的數學模型，實現建筑結構最優化，給人們營造出更加舒適的建筑空間，節約建筑資源，設計出更加令人滿意的房屋建筑。

參考文獻

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