房屋建筑結構設計優化技術分析

江勇

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，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;分析

1? 引言

建筑結構的優化設計并非以犧牲安全來追求效益的最大化，而是在安全、適用、經濟、美觀前提下，通過總結建設經驗、集中專家智慧、建立較優的數學模型來追求相對優化的結果。建筑行業不斷地優化是為了滿足更高的要求，在節約資源方面做到更好，同時為居民們建設出性能更為安全、外觀更好的房屋建筑。

2? 房屋建筑結構設計優化的內容及意義

2.1? 建筑結構設計的內容

房屋建筑結構設計的優化是基于力學知識、現行規范及規程，根據建設工程的基本情況，控制計劃成本為中心來進行結構優化的設計，通過其中關鍵的參數建立結構優化設計的模型，同時進行科學的計算，最終確定建筑工程結構設計的優化結果方案。

2.2? 優化建筑結構設計的意義

目前我國的基礎工程建設規模逐漸擴大，在取得巨大成就的同時也造成了極大的資源浪費。而優化建筑結構設計能夠節約資源、提高經濟效益，這是在滿足現行規范要求、保證結構安全和建筑功能需求的前提下，通過科學的計算、合理的結構布置及適量的構造措施，來達到充分發揮材料性能、合理提高建筑的經濟性能的目的。根據數據表明結構優化設計能夠有效地降低建筑工程的成本造價，而且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為協調一致，促進建設工程中結構設計的健康發展。

3? 房屋建筑結構的優化技術

不同地區的房屋特點不同，以南方農村的房屋建筑為例。通過對有關資料進行調查可知，我國現階段既有建筑的占地面積已超過400億平方米，我國既有建筑仍存在很大的發展空間，接下來就南方農村既有建筑的情況展開討論 ：南方農村既有建筑占地面積已超過200億平方米 ，占全國建筑既有占地面積的55% 左右。近年來，南方農村呈現高速發展的趨勢，通過對有關情況進行調查可知，現階段，南方農村建筑物主要結構為鋼筋混凝土結構，還有少量的磚木及磚混結構。南方農村大部分的建筑物沒有設置節能措施，導致能量消耗嚴重，設備的使用系數較低。此外，南方農村的建筑缺乏規劃性，沒有對建筑物的布局進行分析，大部分農村的建筑物在布局及體形等方面設計較為隨意，過度片面地追求城市化建設使得農村建筑缺乏設計性，喪失了地域特色，由于沒有設置節能系統，使得浪費現象嚴重，不利于“可持續發展戰略”在南方農村的落實。通過對上述材料進行分析可知，我國南方農村建筑主要存在的問題是缺乏合理的設計格局，沒有應用節能技術等，為解決上述問題，有關專業人員對資料進行分析，得出下列結論。優化南方的建筑結構設計非常關鍵，在進行結構設計優化時，首先要考慮的因素就是房屋建筑的安全性能，在保證房屋建筑的安全性能達標的基礎上對結構設計進行優化。在進行結構設計優化前，要做好充分的準備工作，其中整體設計尤為關鍵，要分析房屋建筑周邊的環境制訂初步的施工方案。除此之外，優化設計及細節設計也非常關鍵，要對房屋建筑的子結構進行充分的分析，通過對有關的資料進行分析可知，房屋建筑的設計主要包含5個部分 ：細部構造、主體結構、屋蓋結構、圍護結構及下部的基礎結構。不同的結構細節設計需要考慮的因素不同，因此，在進行子結構設計前，要充分考慮各類因素，制訂合適的方案可有效降低工作難度，簡化工作流程。

4? 房屋建筑結構技術優化存在的問題

房屋建筑傳統的結構設計存在一定問題，一般是根據具體的設計要求，制定出設計方案，然后設計人員根據其設計經驗，為房屋建筑的堅硬性和穩定性設計標準，使其尺寸和大小滿足規范標準。這些結構設計可以制定一些參數，要求設計根據方案要求改變而變化、調整。但是在傳統的建筑結構設計中，設計人員一般是依靠自己的設計經驗來完成設計，確定設計方案，包括計算出建筑結構的堅硬性、剛度和承受力度等參數，計算結果不要求精準，只要求在合適的范圍內即可，因此，有時也可能出現設計數據不準確的現象，這些都是傳統的建筑結構出現的弊端，即使保證了一定的安全性能，但是并不是最優方案，最優方案需要在諸多的設計方案中找出最適合房屋建筑施工的方案。所以房屋建筑傳統結構設計存在一定不足，但它同時也為建筑的優化設計奠定了一定基礎，使優化設計更好地完成。

5? 結構設計優化技術的運用

5.1? 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。

5.2? 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。

5.3? 整體優化和局部優化

任何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。

5.4? 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。

5.5? 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。

5.6? 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，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。

6? 結束語

在房屋建筑結構的設計工作中，相關工程設計工作人員需要對其中的各個環節進行合理的優化和設計，需要充分考慮到建筑體整體的美觀性和安全性特點，對建筑結構當中的各個設計環節進行合理的優化，提高人們的居住安全性和舒適度。

參考文獻：

[1] 林森.淺談房屋建筑結構設計中的應用優化技術[J].建材與裝飾，2018（52）：78～79.

[2] 葉青.關于房屋建筑結構設計中優化技術應用的探討[J].低碳世界，2018（12）：176～177.