房屋建筑結構設計中優化技術應用

那陽

摘 要：對于房屋建筑工程，結構造價占據工程成本較大比例，通過 優化設計能夠優化經濟效益。所以，在建筑設計中，設計人員應通過精心設計和溝通，制定合理的結構方案，促使建筑成本得以降低。

關鍵詞：房屋建筑；結構設計；優化技術

1 前言

近年來，我國經濟高速發展，不斷加大對建筑投入，為滿足人們生活環境、居住條件，結構設計應滿足耐久、安全和功能等要求，還需滿足美觀和經濟的特點。筆者根據自身多年的建筑工程從業經驗，主要分析房屋建筑結構設計中優化技術的運用。

2 房屋建筑結構設計中優化技術相關內容

對于建筑結構設計，應滿足設計規范，達到建設方使用標準，在考慮設計實際狀況，促進經濟效益的原則。

優化設計主要是構建布置、結構設計、結構受力狀況等，從較大方面而言，主要是通過結構總體進行優化設計，通過房屋的分布結構進行優化設計，主要劃分為細部結構、圍護結構、基礎工程、中間部分、上部構造等優化設計。

3 房屋建筑結構設計和經濟之間的關系分析

首先，設計層數和用地面積的關系。立足表面角度，主要是高層建筑、多層建筑，隨著層數逐漸增加，建筑物使用面積也越來越少。但對于實際情況而言，建筑層數逐漸增加，高度也隨之增加，必然會增加相鄰建筑的距離，擴大土地的使用面積。因此，對于建筑總單位而言，建筑層數、土地面積并未有必然關系，需充分考慮建筑結構的設計，探索層數和用地面積之間的關系。

其次，設計層數和分部結構之間的關系。在同一建筑物體中，一般共用一個屋蓋部分，設計層數越多，屋蓋部分設計成本也會隨之減少。然而，大多數部分也不同，一個建筑物雖然共用基礎部分，建筑層數逐漸，在上部主體結構中，基礎部分會增加荷載，為確保建筑安全性，在基礎設計中，需提升構件承載力，必然會使基礎設計成本增加。因此，隨著設計層數增加，基礎構造設計成本也會隨之增加。同時，針對結構內部的部分承重結構構件，例如墻柱，如果設計層數增加，構件也需考慮到實際環境是否符合規范要求，為確保建筑安全性，需提升基礎構件的承載能力，通過基礎構件設計，進而增加設計成本。因此，處于建筑物體的不同部分，設計層數對設計造價的影響也各不相同。

第三，結構設計和設備之間的關系。在建筑結構設計中，需考慮到電氣設備、給排水管道等材料問題，層高多少，對房屋設備造價成本具有直接影響。如果設計層數越多，則所需求給排水管道就越多，電氣設備量也會隨之增加，必然會增加設備造價成本。

第四，體型設計和成本之間的關系。在設計同一面積建筑物時，如果圓形、方形形狀，則周長就越小，需要消耗墻體面積也越小，在后期墻體裝修時，所投入成本也會減少。同時，圓形、方形形狀的建筑物，以及內部構件受力更趨向穩定，可增加結構穩固性。所以，大多數建筑物設計時，可選擇圓形、方形形狀設計。

4 房屋建筑結構設計中優化技術的運用

首先，注重概念設計的優化技術。在建筑工程設計中，結構布置具有多樣性特點，針對同一設計方案，可設計出多樣化布置方案，因分析方法較多，針對已確定布置方案，分析相同荷載狀況下，可采用不同設計方法。同時，考慮到設計時所需的建筑材料、設計參數、荷載標準，也不是統一的。上述數據的處理，并非通過計算機軟件，能夠直接給出答案，需設計人員通過設計計算進行確定。但是，針對上述數據的處理，不同設計人員的設計意見也各不相同。所以，想要處理好上述數據，需依靠一定經驗的設計人員，經驗越豐富，處理這些數據就越靈活，設計方案也越準確，判斷也越充分，即設計過程的概念優化，要想實現建筑設計的概念優化，需注重設計人員經驗。

第二，概念優化設計，必須滿足設計實際復雜問題。對于建筑工程的結構設計，需確保建筑安全、耐久，在滿足使用年限基礎上，能夠達到功能性要求，使建筑資金最大化節約。所以，開展概念設計優化，通過建筑物設計，對各類外部因素進行抵抗，即使建筑受到外部作用力，也不會倒塌。對于外部復雜環境的分析，在概念優化設計時，必須充分考慮到這些因素。而在這些因素之中，最為特殊的地震設計，因為地震作用，不能有效確定地震發生地點和時間，也不能明確地震能量等級，地震活動無規律能夠參考，如果發生地震，會極大破壞建筑物。所以，在建筑設計時，必須考慮到地震設計，防止地震作用破壞建筑。強化地震設計，設計出一些可行性、科學性的抗震設計方案，選擇均勻、對稱的設計剛度，可有效提升建筑工程抗震性能，有利于避免結構在地震作用下，出現脆性破壞。若發生特大地震作用，一般是次要構件破壞，在破壞過程之中，次要構件也會消耗一些地震能量，進而達到保護主構件效果，即通過多道設防設計，提高建筑工程的安全性。

5 房屋建筑結構設計優化技術的注意問題分析

首先，使用結構優化技術時，必須考慮前期參與。對于前期設計方案，方案質量優劣如何，對建筑總成本有著直接影響，在前期設計中，確定結構優化設計方案，一般認為不需要參與其中，在建筑結構設計時，大多數設計人員不重視結構可行性、合理性，如果采取這樣的設計結果，必然會影響結構設計，使得結構設計難度明顯增加，也會提高結構設計成本。所以，在設計結構方案時，設計人員應充分考慮到結構設計的前期參與，從第一步的方案優化開始，設計出優質的設計方案、結構形式，以節省成本。

其次，重視細部優化。除重視整體設計，必須考慮結構基本構件設計，例如現澆板設計，需盡可能劃分矩形板塊，既能夠滿足現澆板受力要求，也可防治出現拐角裂縫。同時，在現代技術運用中，結構優化設計和計算機技術的有機結合，對于具體優化設計，在優化設計上，必須考慮到工程實踐轉化成數學問題。所以，工程設計人員強化計算機優化設計。

第三，整體優化與局部優化。對于任何建筑設計，都具備層次性、復雜性特點，立足層次角度，包括了建筑設計體系、結構體系，在房屋設計過程職工，設計人員必須優化每個環節。立足復雜性角度，一般包含結構類型、零部件和原料選取。因此，針對任何房屋建筑，需優化整體結構。

第四，壽命優化。對于每一個建筑使用期限，在每一個環節中，按照各個階段性質，確定優化方法和整體工程，確保建筑施工質量，提高經濟效益。同時，樁基礎優化，按照預制樁、灌注樁要求，由于灌注樁施工，必須控制質量，且操作復雜，可設計長度較大預制樁。另外，要優化上部結構，必須設計上部結構模型，科學設計剪力墻，確保質量均勻，考慮到風力影響，滿足剛度、抗震性能要求。做到協調優化和設計，確保整體配合緊密，做到結構合理和造型美觀，對于建筑墻體布置，按照功能需求，確保每個房間進深相同，確保墻柱的截面面積、高度相同。

6 結束語

綜上所述，在房屋建筑結構設計過程中，主要是確保建筑安全、耐久、功能等特性，在滿足使用年限的基礎上，能夠達到各類功能要求，促使資金的最大化減小，對于建筑設計，通過優化設計，能夠最大化經濟效益。所以，在實際協作中，結構設計需精心設計與強化溝通，運用優化技術，確定合理結構設計計劃，減少建筑成本，滿足各類功能要求。

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