探析房屋建筑結構設計中優化技術的應用

王國強

摘 要：在我國進入21世紀以來，我國的經濟出現了快速增長的趨勢，人們對生活質量在不斷的提高，對于房屋建筑的要求也在不斷的提高。在這樣的環境之下，市場體制也發生了很大程度的改變，得到了相應的完善，我國相關的房屋建筑工程相關行業也得到了進一步的發展，為我國的經濟發展提供了有效的助力。在相關建筑工程行業取得進步的同時，應該怎樣正確有效的進行房屋建筑構設計優化與處理，是房屋建筑發展的重要環節，也是房屋建筑相關企業需要重點關注的一個問題。房屋建筑相關企業在面對如此激烈的市場競爭的同時應該如何進行結構的設計優化與處理，使房屋建筑能得到進一步的發展，使其能夠在市場競爭中脫穎而出，是當下時期房屋建筑企業最應該探討的問題。本文就對房屋建筑的結構優化設計技術進行相關的分析，提高優化技術在房屋建筑結構設計中的應用。

關鍵詞：房屋建筑結構;設計;優化技術

現如今，我國的建筑規模明顯擴大，人們對建筑的性能也提出了更高的要求。房屋結構優化設計有利于工程后期建設的順利開展，因此應結合工程實際不斷改進工程設計方案，最大限度地發揮其作用與價值。高質量的建筑房屋結構設計能夠提高工程布局的科學性，降低工程建設的成本，保障工程的建設質量。

一、建筑結構設計優化的意義

在建筑結構設計中，選擇最優設計方案，有利于提高房屋建筑設計的科學性與合理性，為建筑物帶來美觀性。不僅如此，強化建筑結構設計優化還能合理控制工程造價，為建設單位帶來更多經濟效益與社會效益。一般情況下，建設單位常以最佳施工造價獲得經濟收益，通過優化設計方案提高房屋結構的穩定性，為人們居住帶來舒適度與安全感。應用優化設計方案可以讓建筑物內部結構相互統一，無論是房屋上部結構，還是基礎工程結構，各結構之間都能夠實現平衡，提高施工原材料利用效率，合理配置資源，滿足人們對建筑物與內部結構的日常需求。由此可見，建筑結構設計優化已經成為未來建筑行業發展的必然趨勢。

二、應用優化技術提高建筑結構設計

（一）優化房屋建筑的結構布局設計

在房屋建筑結構的布局設計中，設計人員要積極應用優化技術，首先對房屋建筑的主體結構進行優化，然后還要注重細部結構的優化設計，從而全面提高建筑造型的美觀性以及結構布局的合理性。在設置結構件時，要與平面的整體布局相協調，并根據其平面的設計功能來確定墻柱構件的布設位置。在結構布局設計中應首先提高結構的穩定性和安全性，在此基礎上可以將剪力墻和結構柱的截面面積減小。如果在結構設計中需要將結構梁加寬的，設計人員可以采取偏心向房屋的廚衛空間等次要空間的方式來進行處理設計。而在設計房屋建筑的樓梯時，由于應力主要集中于轉角位置，因此應采用強度較高的建筑材料來進行承重構件的設計。同時，在設計電梯房時，由于其需要進行多種構件的預埋，且需要進行大量孔洞的預留設置，因此在設計中既要嚴格按照設計規范來確定孔洞的預留深度以及直徑等參數，同時要對樓板穿孔處進行加固，而且要盡可能避免梁柱被管道貫穿。此外隨著人們對房屋建筑美觀性要求的不斷提高，設計人員應注意盡量不采取將梁設置在房屋建筑的廳堂頂部的設計方案，如果受客觀條件限制必須將梁設置在廳堂時，則應采取降低梁高等方式來進行優化處理。

（二）優選設計方案

設計人員要篩選最優化的設計方案。經過多層次的設計對比，選出與整個建筑物相適應的最優設計方案并詳細分析當前現有的各項數值。要靈活配置設計人員現有的物力、人力與財力資源，優選設計方案。以上設計舉措有助于從源頭杜絕過高的資金消耗和其他成本耗費。建筑企業正在面對激烈的行業競爭，因此在建筑設計中，設計人員不應單純關注成本的降低，同時還需關注最根本的建筑物安全。近些年來，建筑企業正在嘗試引進新型的建筑設計模式，通過引進全新技術手段來顯著降低綜合性的設計成本、減少材料損耗，并且提升建筑設計能夠達到的整體水準。如針對層數較多的高層建筑物，在設計時就要全面關注建筑造價、節約土地等要素。在統籌與協調的前提下，運用靈活性的設計手段改進結構設計。

（三）數字技術的應用

房屋建筑的結構設計工作是一道非常復雜的工序。高科技數字化技術的使用可以提高房屋建筑結構設計的準確度，使房屋建筑結構更加的多樣化，為房屋的使用者提供更多的選擇。數字技術可以實現房屋建筑結構的示意圖的演示，為使用者提供選擇的依據，使房屋建筑的使用者更加清楚自己選擇的房屋的結構構造，避免因為不了解房屋建筑結構而發生不必要的沖突。例如在北京奧運會的主場館鳥巢的結構設計就使用進了數字技術對建筑結構進行了優化設計，突破了以往傳統建筑結構設計的禁錮，將建筑結構以嶄新的面貌展示在了人們的眼前。

（四）梁板柱配筋優化設計

結構設計中，要有清晰的結構設計概念，結構體系受力要清晰，傳力路徑要簡單明確。這樣才能對整個結構的把握游刃有余，從而對結構的梁板柱施工圖配筋等進行優化設計，減少鋼筋用量。比如在樓板配筋施工圖設計時，板底配筋在滿足計算要求，同時滿足裂縫和撓度的要求下，可以按照實際計算值來進行施工圖設計，而不是簡單的采用生成的板配筋。再比如在四級剪力墻結構中，其他部位的構造邊緣構件，在滿足計算要求和構造要求的情況下，構造邊緣構件的豎向鋼筋，固定鋼筋按規范采取直徑為12的鋼筋，中間的鋼筋也可以采用直徑為10的鋼筋，從而節省含鋼量，節省造價。

（五）完善設計模型

完善設計模型對于房屋建筑結構優化設計具有十分重要的作用。設計人員在結構設計中要科學應用多種先進技術，有效保證建筑結構的安全性，加強設計模型的科學性。首先，可結合實際選擇結構設計變量。設計人員需根據房屋建筑的重要和關鍵參數，明確結構設計當中的主要變量。其次，選擇設計模型變量的過程中，設計人員應在模型設計中確定目標函數，使其可更好地應用于結構設計當中。另外，設計人員要以鋼筋截面尺寸為主要參數選擇目標函數，有效控制工程建設的成本，避免工程成本消耗過大，進而影響工程的經濟效益。最后，結合實際合理確定約束條件。約束條件的合理性和全面性直接影響了建筑結構的整體性和安全性。同時，設計人員需采取有效措施確定結構強度，做好數據分析工作，真正實現優化設計的目的。

（六）優化房屋建筑的基礎結構設計

基礎結構設計是房屋建筑設計中的重點內容。設計人員可以通過優化技術的應用來合理選擇房屋建筑的具體基礎型式。目前在房屋建筑中主要有預制樁以及灌注樁這兩大類樁基礎型式，在設計中要對建筑上部結構的重量以及地基的承載能力等進行準確的計算分析，并選擇相應的樁型結構。在確定號樁基礎類型后，設計人員還應對根據土體的承載性能等來設定單樁的尺寸規格、布樁密度等，并優化樁身的強度以及端部的載荷性能，并確保樁基礎的受力均勻一直，從而實現提高樁基礎整理受力性能的設計目的。

三、結束語

目前，建筑結構設計人員在嘗試靈活運用多種多樣的設計手段與設計方式，優化現有的房屋結構。在該領域的未來實踐中，作為設計人員仍需著眼于歸納與房屋設計有關的珍貴經驗，遵照因地制宜的基本思路優化房屋結構，保障整個建筑物能夠達到的最優安全性、舒適性及美觀性。

參考文獻：

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