房屋建筑結構設計中優化技術的應用探討

張于程

摘要：隨著國內科技的發展和社會的進步，中國建筑企業的發展也取得了非凡的成就，不僅項目多，而且整體規模越來越大。建筑業的發展對促進國內社會需求和國民經濟持續發展起著非常積極而有效的作用。在這方面，需要加強對于建筑房屋結構整體設計。國內各種計算軟件的不斷完善，為結構設計人員提供了更為實際有效的操作方法，便于建筑行業的結構設計不斷優化發展，滿足人們日益增長的使用需求。

關鍵詞：房屋建筑結構;結構設計;優化技術;應用探索

1? 引言

隨著生活水平的不斷提高，人們在充分享受到了豐富的物質生活時，也對這樣的生活條件和環境提出了新的要求。因此，結構優化技術在住宅領域的應用，可以更有效地為住宅建設配置各種優質資源，迅速改善住宅建筑的整體空間布局，有效降低項目成本，讓開發企業得以可持續發展。

2? 優化設計技術的重要性

2.1? 安全功能

為了保證建筑結構設計是安全的，需要使用優化的設計技術來加強建筑的整體安全性，而且將優化技術應用于建筑設計不僅可以提高建筑設計的安全性，還可以提高建筑質量。同時，除了優化原設計的弊端外，通過分析各構件承載力的發揮度，可以最大限度的挖掘各構件的承載能力，保證構件和整體結構的安全。

2.2? 節約成本

通過設計優化，可以有效降低建筑物的整體造價，降低材料損耗，減少后續的維護費用，這樣就起到了節約成本的作用。

3? 存在的問題

通過各種設計概念和方法的應用，設計師可以有效地解決房屋結構設計、組件的尺寸、布局以及驗證房屋結構設計是否滿足要求的問題[1]。另外，盡管將各種優化技術應用于建筑結構設計已變得越來越普遍，但是在應用這些優化技術的過程中可能還是會存在一些出現問題。

在房屋結構設計中使用優化技術的同時，滿足整個項目的需求是不現實的。房屋的結構設計是一個多目的問題，也是一個非常復雜的問題。設計者不能保證最大限度地利用整體工程優勢，因為他們只能滿足某些目標的設計要求。可以使用計算機軟件來優化房屋的結構設計，但是計算機軟件不能促進軟件中的結構設計進度，建筑功能和其他元素，而將促進結構設計的優化技術來滿足整個項目的需求[2]。

在優化房屋結構設計時，設計師通常從小地方開始，而不是從房屋的整個結構開始，根據房屋結構的實際尺寸和組件接口的要求優化房屋結構的設計。設計優化未考慮建筑物結構的尺寸影響房屋的整體結構。因此，在優化房屋的結構設計時，設計人員除了優化房屋結構的構件尺寸外，還必須充分考慮房屋結構的完整性。

4? 優化技術的應用

4.1? 設計模型的優化

要優化建筑結構，需要建立合理的結構模型，確?？茖W有效的建筑結構設計模型。在模型測試過程中，需要控制各種變量的變化，充分了解各構件在整體模型中的貢獻排位，根據測試經驗和數據選擇測試變量，并提及幾個起決定性作用的變量作為主要研究變量，有目的地通過改變構件的截面（剛度）達到最大限度地發揮構件承重能力的作用。

4.2? 計算系統的優化

優化建筑結構的設計計劃，有助于提高設計模型的科學性能和效率。因此，使用數學分析模式來分析和運行原始計算方法中的不良因素，并制定總體計算方法，以改善和最小化影響建筑結構計算結果的錯誤率。

5? 實際應用

以某棟36層高的建筑為例，該項目采用鋼筋混凝土剪力墻結構體系，原設計經濟指標建設單位不滿意，認為含鋼量及混凝土含量均偏高，通過采用優化技術，對剪力墻的布置和連梁的優化，提出有針對性的調整，優化的方案設計不僅降低了工程造價，而且提高了工程的安全度。

5.1? 全局和局部優化

通過分析結構的受力狀態，該建筑由于處于低烈度地區，各項指標控制主要是由風荷載而非地震作用控制，通過分析各構件的貢獻度，調整剪力墻布置，減小剪力墻厚度，既減小了結構自重，減少材料的使用，還使結構的重要指標軸壓比更容易滿足;通過調整部分連梁的截面，既確保了結構的整體剛度，又最大限度的發揮連梁作用，同時還可以使層間位移角得到保證。

5.2? 注意初步計劃

建筑師在規劃和設計房屋的建筑結構時，需要深入研究項目設計的初步計劃，科學合理地制定建筑計劃，然后制定建筑計劃[4]。為建設的順利進行提供寶貴的參考和基礎。同時，在優化設計方案時，設計師必須結合經驗和項目的實際情況，根據項目結構布局的要求設計不同的效果，并將詳細的結構優化與概念設計有機地結合起來。它在整個設計過程中都會使用，需要使用概念設計方法來了解結構的細節，以提高設計方案的效率。

5.3? 集成優化設計

第一，根據合理的房屋建筑結構和優雅的造型原則，確保房屋結構設計和房屋建筑結構的總體規劃保持緊密協調。第二，在建筑設計時，設計人員應盡量保證平面規則，墻柱對齊，確保房屋建筑的平面功能和內部深度均勻。第三，立面設計不宜有過大的懸挑或收進，保持立面的規則一致，各層層高保持一致。建筑方案的確定基本決定了建筑物的整體經濟性，房屋建筑要保持合理的經濟性，除了結構設計師做到精細化設計外，建筑方案對經濟性的影響其實更不可忽視。這需要各專業之間相互協調，確定合理的平衡點。

6? 結語

結合上文述說，在建筑物設計中，設計人員必須從房屋建筑的安全性、適用性、經濟性等多方面進行分析，既要使新建建筑物新穎，符合潮流，還要盡可能的減少房屋建設的成本投入。由于需要適合未來的建筑發展，設計合作方可以從各個多角度、多個市場角度對建筑結構設計進行綜合分析，對新結構進行綜合優化。獨特的結構設計采用了各種技術，減少材料的使用，進一步增加整體結構設計的合理性、協調性。這樣做實現資源的平衡和核心技術的全面優化，使建筑行業得以不斷發展。

參考文獻：

[1]王友三.淺析房屋建筑結構設計中優化技術的應用[J].科技創新與應用，2017（27）：156-156.

[2]曹翔.淺談土建工程管理及施工質量控制的有效策略[J].市場周刊·理論版，2018（29）：0076-0076.

[3]彭亮.淺談建筑工程管理及施工質量控制的有效策略[J].信息周刊，2019（26）：0287-0288.

[4]李忠民.淺談建筑工程管理與施工質量控制的有效途徑[J].電子樂園，2019（10）：0062-0062.