房屋建筑結構設計中優化技術

楊帆

摘要：自改革開放以來，我國的經濟水平呈現高速發展的趨勢，人們對生活質量的要求越來越高，房屋作為人們日常生活必不可少的因素之一，一直以來都受到廣泛關注，然而，現階段我國人口呈現發展的趨勢，土地資源有限，因此，合理地利用土地資源非常關鍵。科技時代的到來，各種新型技術的出現簡化了房屋建筑的結構設計流程，由于我國結構設計行業起步較晚，與發達國家相比還有一定差距，如何縮短與發達國家的差距非常關鍵，在房屋建筑的過程中，最大程度地對結構進行設計優化至關重要。

關鍵詞：房屋建筑;結構設計;優化技術

引言

近些年來隨著我國社會經濟的不斷發展，人們的生活水平也有了顯著地提高，那么自然的，人們對于自身所居住的環境也有了更高的要求。而在這樣的情況下，房屋建造者需要在保證房屋建筑具有所有功能特點的前提下，對于所建造的房屋建筑的結構運用結構優化技術進行優化，如此才能滿足人們對于自身所居住的房屋建筑的需求，并且也能夠在競爭日益激烈的建筑市場當中占得一席之地，提升自身企業的經濟效益。

一、房屋建筑結構設計優化的必要性

1.1有利于降低工程造價

從工程造價角度來看，設計階段對工程總造價的影響占50%～70%。將優化技術應用到設計環節，在滿足建筑安全性、實用性的前提下，盡可能地控制造價，可幫助建筑公司節省一筆可觀的費用。例如，房屋建筑層數與經濟效益之間存在直接關系。層數越多，容納的住戶越多;但是為防止光線遮擋，隨著層數的增加，又須擴大樓間距。在建筑結構設計階段，應用優化技術，科學設計建筑層高，保證建筑公司經濟效益的最大化。除此之外，依托建筑結構優化設計，還可從縮短工程周期、節約建筑材料、合理配置人工與設備等方面，控制工程造價，避免資源、資金的浪費。

1.2有利于提升建筑安全

建筑結構設計方案是后續施工的重要依據，也是決定房屋建筑質量安全的關鍵因素。因此，對于設計人員而言，須將安全擺在第一位。但由于建筑結構的復雜化及功能需求的多樣化，給設計工作帶來了更大的壓力。設計人員既需要從整體上考慮建筑結構的協調性，又要從細節部位考慮功能的實用性。在這種情況下，借助BIM系統、ANSYS軟件等一系列先進技術，輔助建筑結構設計工作的開展，可進一步提升建筑設計方案的安全性。例如，應用BIM系統可達到“所見即所得”的效果，且在虛擬環境下生成建筑3D模型，方便設計人員及時發現問題，不斷進行優化，使設計方案更加完善。

二、優化技術的應用

2.1構建優化模型

目前隨著信息技術的不斷發展，可以通過建立優化模型來對建筑的結構起到優化的效果。而想要構建出優化模型，就必須對建筑周圍的環境進行考察，再將實地考察得到的數據與原本的設計方案進行對比，然后對方案進行不斷地優化與調整。對一些影響因素要進行綜合分析，可以運用BIM等技術，對建筑的相關參數以及數據進行分析，從而起到優化設計方案的效果，提升設計的合理性。

2.2整體方案的優化

在建筑方案進行設計時，需要考慮到當地的氣候、地形、政策等因素。如果其正式施工階段剛好處于雨季，那么就需要專門增加一些防水設計，進而減少雨水天氣對施工進度的影響。此外，通過對不同影響因素的分析，還可以對施工技術進行適當的調整與優化，在保證建筑質量的同時，降低一些因素對施工進程的影響。

2.3局部結構優化

除了對整體的方案進行優化外，還應該考慮到建筑結構局部的性能優化，因為局部結構的優化最終也會促進整體質量的提升。而目前常用的局部結構優化是剪力墻的設計，而剪力墻對于建筑整體的質量往往也起著非常關鍵的作用。為了最大化地節省成本，在設計時需要將房屋的高度與其它相關的因素綜合進行考慮，從而保障剪力墻設計的高度。因此，局部結構的優化與建筑整體的質量效果往往是統一的，必須要予以重視。此外，剪力墻的質量一定要滿足相關的要求，尤其要保證樓層的剛度中心點與其樓層結構中心的重合，這樣在一定程度上就能減少風力以及地震對于高層建筑外部所帶來的壓力，如果有必要還可以專門設計大開間的剪力墻結構，通過減少墻肢的數量，提升建筑整體的穩定性。

2.4加強新技術的應用

除了BIM技術外，還可以借助于計算機技術，而這些先進技術的應用往往決定了優化技術運用的效果。通過優化設計可以對設計方案進行合理地改進，而如何控制改進的一些細節，則需要通過計算機技術對相關參數以及數據進行分析后才能得出，所以一定程度上也提升了優化技術運用的準確性。

2.5優化布局結構

在對建筑進行設計時，確保布局結構的合理性往往是非常關鍵的一個環節，而想要對其布局進行優化，首先需要遵循先整體后局部的優化原則。在這種布局原則的影響下，在確保其布局合理性的同時，也大大提升了建筑整體的美感。比如在對構件進行設計時，必須要考慮與整體建筑效果的協調性，對每一個構件的位置進行合理的布置，既確保了構件功能的實現，也保證了建筑外觀整體的協調。在對樓道進行設計時，需要對樓道的應力進行控制，通常其應力點位于樓道的轉角處。對于這一位置的施工一定要選擇高強度的材料，這樣才能確保其承重能力。

2.6優化地下室設計

如今許多城市正面臨著用地面積緊張的難題，因此對于建筑地下室的利用將會越來越被重視。在對地下室進行設計時，必須嚴格遵守相關的結構設計規范，尤其要對其深度進行合理的控制，進而減少一定的土方工程量。而想要使地下室達到最大化的優化效果，就必須對其周邊環境進行實地考察，對于其地質狀況、水文特征、以及不同季節地下水分布的情況進行充分的了解。此外還要對其浮力作用進行計算，進而來確認底板配筋以及抗拔樁的設計。如果地下水的滲透力以及土方的壓力較大，則應該增加墻體的配筋量，使其有足夠的抗壓能力。

2.7優化施工技術

很多時候選擇合理的施工技術往往對于總體的工程建設能起到事半功倍的效果。因此在實際的施工過程中，對于一些技術的開展可以專門進行一些優化。比如在進行基坑施工時，可以專門設置一些支護，提高其施工的質量并保障過程的安全。此外對于一些施工技術的展開還要加強檢查，確保其操作符合施工的要求。

三、結束語

綜上所述，想要使房屋建筑結構設計中的優化技術得到更有效的應用，就必須充分考慮環保性、經濟性、安全性、功能性、美觀性這些要求。在對結構布局進行優化時，需要遵循先整體后局部的優化原則，只有這樣才能確保建筑設計的合理性。相信隨著設計人員專業水平的不斷提高、以及施工技術的不斷成熟，未來優化技術的應用將得到更多建筑施工企業的重視。

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