房屋建筑結構設計中優化技術應用探討

朱育萱

（九江市建筑設計院）

近年來，建筑行業市場逐漸呈現出競爭加劇的狀態，在這樣的背景下，各個建筑企業要想獲得更好的發展，就需要從質量上“下手”，在結構設計階段采用先進的技術、施工工藝等，建造出質量更高、更加符合現代人類要求的建筑。因此，設計師必須要先意識到房屋建筑結構設計優化的積極作用，然后在在設計中對結構進行不斷優化，切實提高房屋建筑的質量。

1 房屋結構設計優化技術的作用

1.1 提高房屋建筑的安全性

為了提升建筑結構設計的質量，需要對原先的設計方案進行適當的修正，將其中存在的不足之處進行優化，從而保證建筑結構的整體性和安全性。根據我國一些已經建成的項目數據顯示，在對房屋建筑結構設計進行合理優化后，其建筑的總成本要比原來的方案低很多，且建筑的舒適度、使用效果明顯提升，同時，房屋建筑的安全性能也得到了一定的提升。

1.2 降低工程造價

在房屋建筑結構設計中，不僅要考慮到建筑整體的安全性，同時也要注重結構施工過程中產生的工程成本，以保證建筑企業的經濟效益。在房屋建筑結構設計中使用優化技術，不僅提高了建筑的經濟性，同時也讓建筑材料充分發揮自身性能，有效降低成本，能夠降低成本約20%左右[1]。

1.3 提高了房屋建筑的經濟性

房屋建筑的快速擴展，使得占地面積逐漸擴大、樓層高度逐漸增加，這樣就會出現光線問題，很多樓層的采光并不好，使得大量已經建成的房屋空置，使得樓盤的經濟性降低。而在房屋建筑結構設計中采取優化技術，能夠從根本上解決上述問題，不僅能夠平衡樓層的層數，同時也能夠對樓盤的占地面積、土地利用率等進行有效的協調和規劃，在保證采光正常的前提下，最大限度縮小占地面積，達到節約土地資源的效果。

2 房屋建筑結構設計中優化技術的應用

2.1 設計前分析工作的優化

在對房屋建筑結構設計之前，設計師應當要基于實際情況商討出多種設計方案。在此過程中，相關分析工作的準確性十分重要，如：對建筑材料、建筑設備、建筑負荷值、建筑基本設計參數等，這些方面所產生的數據非常繁多，且整理起來十分繁瑣，使得人力計算存在一定缺陷，且單純地計算機計算也難以得到標準答案。因此，為了保證房屋建筑結構設計更加符合實際，應當要在設計之前要求經驗較為豐富的設計師科學地使用計算機技術進行綜合分析，由于經驗豐富的設計師對設計技巧、方式、重點環節、薄弱環節等都非常清晰，因此，這些設計師能夠站在宏觀角度對房屋建筑結構進行設計[2]。該種方式能夠避免一些設計通病、質量差的情況出現，設計方案將會更具有靈活性、科學合理性。

2.2 設計中復雜問題的優化

在房屋建筑結構設計的過程中，有很多復雜問題存在，如：房屋形體、結構體系以及剛度分布之間達成平衡；抗震性能；關鍵點控制等。由此可見，房屋建筑結構的穩定性不僅與內部結構相關，同時也與外界環境有著直接的關系。由于篇幅有限，下面只對抗震性能的優化進行介紹。近年來，我國地震頻發，這就對房屋建筑結構設計提出了更高的要求。為了降低地震對房屋產生較大的影響，設計師應當要在設計中更加側重于抗震方案的設計，比如：在抗震方案中主要采取“多道設防”的方法，當地震來襲時，能夠讓房屋的次要建筑抵消掉一部分能量；當強震來襲時，主要構件抵擋能量波。此外，設計師也應當要注重構件剛度的均勻性，保持各個構件剛度的均勻性能夠在一定程度上提高房屋建筑的抗震能力。這就要求在購置構件的過程中要選擇性價比較高的建筑材料，確保質量滿足基本需求[3]。

2.3 相關參數及條件的優化

在對房屋建筑設計的過程中，設計師往往會在很多函數中獲得標準的目標函數，該環節是必然環節，也是提高房屋建筑安全的重要環節。比如：在鋼結構的設計方案中，設計師通常會選擇與既定的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積最為符合的函數，并在對函數性質展開細致分析的基礎上，嚴格控制鋼結構的施工成本。此外，為了保證房屋的穩定性和耐久性，在設計時應當要對房屋的尺寸、結構剛性、架構的穩定性等因素進行綜合考慮，然后對施工條件進行衡量，分析其中存在的約束性條件，保證設計方案能夠滿足質量要求。表1所展示的為H型鋼的計算底稿。

表1

2.4 計算機優化技術的使用

如今，每個行業都離不開計算機的支持，在房屋建筑結構設計中使用計算機技術來作為支持，能夠方便人們展開相關計算，達到更好的優化設計效果。實際上，房屋結構會受到很多變量條件的影響和約束，無法通過單一的方式來對房屋結構進行設計和優化，因此，需要利用到“人機結合”的方式，通過計算機技術來優化結構設計。比如：采用GAMS軟件來提升設計的效率，優化設計過程和結果。該軟件在處理建模問題的時候能夠通過自然、簡潔的方式來展開處理，同時能夠讓用戶自由更改公式，使用起來非常方便[4]。

在使用計算機技術的過程中，雖然計算機能夠帶來極大方便，但是其對結構設計的優化還是存在著一定的缺陷，比如：數據本身的計算并不會考慮到各種更客觀因素的影響，同時也不會對突發情況作出應急處理，這些情況的發生依然需要設計師發揮自身的主觀能動性，對一些較為敏感的問題（如：房屋建筑的抗壓性、抗震性、承重性等）進行綜合考慮，保證建筑結構設計的穩固、安全和可靠。

3 結束語

總之，房屋建筑結構設計優化技術的使用是現代化建筑發展的必然，在房屋建筑結構設計中使用各種優化技術，不僅能夠提高建筑的安全性、穩固性、可靠性，同時也能夠提高房屋建筑的經濟性。因此，為了提高房屋建筑的設計質量，設計師應當更多地采用優化技術，提高建筑的各項性能。

[1]李春艷.房屋建筑結構設計中優化技術應用探討[J].建材與裝飾，2017（26）：127.

[2]田永超，孫艷偉.房屋建筑結構設計中優化技術應用探討[J].住宅與房地產，2016（03）：72.

[3]王璇，王 磊.房屋建筑結構設計中優化技術應用探討[J].工業設計，2015（05）：73～74.

[4]李能能，董斌.房屋建筑結構設計中優化技術應用探討[J].建筑設計管理，2013，30（12）：73～75.