房屋建筑結構設計中優化技術應用探討

申磊

【摘要】隨著社會經濟的快速發展，人們的生活質量也得到了改善，在此背景下，對于生活及居住的環境，也有了更嚴格的要求。在開展房屋結構設計工作的過程中，結構設計工程師需積極的采用各類建筑結構優化措施及設計方法，這樣不僅可以大幅地提高房屋的舒適度，同時還能滿足人們的各類居住需求。不僅如此，通過應用建筑結構優化設計方法，還可在不影響房屋性能及質量的前提下大幅度降低建設的成本，從而大幅提高建設單位的經濟效益，促進建筑行業在我國良性的發展。

【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;優化技術

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.30.

在第十四個五年規劃開局之年，我國提出了“完善新型城鎮化戰略 提升城鎮化發展質量”的宏觀遠景，為建筑行業的繼續發展指明了方向和道路。目前我國的建筑行業仍處于快速發展的階段，同時伴隨著人們的生活物質文化水平的不斷提高，社會各界對建筑的質量和安全也提出了更高的要求。新的機遇和挑戰下，人們要求房屋建筑能夠兼具美感、給人帶來精神上的享受，因此在房屋建筑結構設計的過程中，優化設計顯得更加重要。然而在過去的粗放式設計理念的制約下，很多房屋建筑結構的設計過程中，并沒有充分考慮人們的個性化需求及建筑的功能性，導致房屋建筑結構設計缺乏足夠的實用性和功能性，無法滿足居住者的全面要求。這就需要結構設計工程師在房屋建筑結構設計的過程中，不僅要考慮房屋建筑實際的功能需要，還應該考慮房屋建筑的美觀性和人們的實際需求，同時還要確保房屋建筑設計的質量。因此，本文針對房屋建筑結構設計中優化技術應用進行了探討。

1、房屋建筑結構優化設計的內容

隨著中國經濟的發展，中國的建筑行業仍在飛速進步，人們的生活發生了翻天覆地的變化，因此對房屋建筑結構設計的要求也在逐漸增加。在房屋建筑結構設計的過程中，設計者需要充分考慮房屋建筑結構的美觀、經濟、實用等多方面的因素，從居住者的角度出發進行設計，注重現實需求。在房屋建筑工程的成本控制過程中，房屋建筑結構設計需要對成本進行優化，從而采用更加有效的方式提高房屋建筑結構設計的有效性，通過精確計算，使房屋建筑結構設計方案中的各項參數達到相應的要求。

2、房屋建筑結構設計的原則及重要性

2.1 房屋建筑結構設計的原則

（1）在房屋建筑結構設計的過程中，不同的房屋建筑結構在房屋建筑中的作用不同，因此相關工作人員需要根據實際情況開展相應的結構設計，使建筑材料的種類和數量能夠滿足房屋建筑工程的需要。

（2）房屋建筑工程具有復雜性，因此，在房屋建筑結構設計的過程中需要充分考慮不同環節以及結構設計原則，將設計工作同安全理念相結合，更好地確保施工人員以及施工現場周邊居民的人身安全。

（3）在房屋建筑結構設計的過程中，需要相關結構設計工程師根據房屋建筑實地情況開展相應的房屋建筑結構考察，包括：場地周邊水文地質條件、周邊市政管網及建筑物分布情況等，從而采用更加合適的建筑方案及建筑材料，確保工程的質量。

2.2 房屋建筑結構設計的重要性

中國建筑行業需要應用先進技術，其中房屋建筑結構設計更加需要加強對先進技術的應用，只有這樣才能使中國建筑行業能夠在技術發展的過程中不斷前進。在房屋建筑工程中，結構設計工程師應該將房屋結構、房屋構件與房屋建筑結構設計聯系起來，在工作過程中積累更多的經驗，充分發揮房屋建筑結構設計工作在建筑施工中的重要作用，促進中國建筑行業的快速發展。

3、房屋建筑結構優化設計的重要意義

3.1 房屋建筑結構優化設計極大地降低了建設項目的總成本

通過數據分析可知，房屋建筑結構優化設計對于節約建筑成本有著十分重要的作用。房屋建筑結構優化設計能夠更加合理地利用建筑材料，不會產生各種浪費，確保房屋建筑結構設計的經濟性。另外，在建筑結構優化設計的過程中，還需要制定一套完整的、科學的成本方案來節約房屋建筑成本，能夠方便施工過程中造價工程師高效的施行成本管理工作。

3.2 提高房屋建筑的安全性

科技的發展使中國房屋建筑結構設計水平得到了提升。各類力學分析軟件和結構設計輔助軟件的應用，能夠快速的為房屋建筑結構設計提供可靠的數據支持，從而確保建筑結構設計的安全性和有效性，并且能夠用參數化的方式描述整棟房屋建筑結構設計的特點，這對于節約建設成本、優化建筑外觀、提升建筑工程質量和安全性有著重要意義。

3.3 降低工程造價

建設企業開發項目的最終目的是為了盈利，因此房屋建筑工程建設過程的成本管理非常重要。在充分考慮房屋建筑工程安全性的同時，房屋建筑結構設計要能夠實現對資源的節約。不能一味地追求安全性而使建筑工程消耗過多的資源，因此需要在房屋建筑工程結構設計的過程中采用更加有效的結構形式，在房屋建筑工程安全性的基礎上，通過對房屋建筑結構設計的優化，盡可能地降低建筑工程成本，最終實現降低工程造價的目的。

3.4 提高房屋建筑的經濟性

隨著人們的物質生活水平提供，居住類建筑的功能需求也從簡單的遮風擋雨升級為采光、采暖、電梯、便利、美觀、結構布局合理等各個方面的需求，只有更好的完善建筑才能夠更好地激發人們的購買欲望，加快項目的去化速度。但是很多樓盤在銷售的過程中由于各類因素制約不能夠達到居住者的要求而導致銷售狀況不佳。由于建筑工程的開展需要消耗巨大的成本，開發商為了能夠實現利益最大化，將樓間距設置過小，樓層設置過高，增加了居住的不舒適程度，從而降低了樓盤的經濟性。因此，在房屋建筑結構設計的過程中，應該充分考慮房屋間距、樓層高度以及土地利用率，為建筑開發企業創造出更大的經濟效益。

4、房屋建筑結構設計中存在的問題

4.1 缺乏整體性

房屋建筑結構設計中的整體性對于房屋建筑業的整體發展具有十分重要的作用。目前，房屋建筑結構設計缺乏整體性，相關設計工作較為零散，這種情況會導致整個建筑工程施工缺乏目標。在房屋建筑結構設計的過程中經常會因缺乏整體性而導致建筑工程在建筑施工的過程中出現很多問題，例如，房屋建筑結構設計缺乏整體性使建筑工程既不能夠與周圍的環境建立一種和諧的關系，也不能有效解決建筑工程與周邊環境之間的矛盾，進而對環境的造成破壞。

4.2 細節處理缺乏嚴謹性

在房屋建筑結構設計的過程中，相關結構設計工程師需要對其中的細節加強重視。采用嚴謹的態度，完成對房屋建筑工程細微部位的設計，從而把握房屋建筑結構設計過程中的細節問題。因為這些細節問題不僅會對建筑功能產生影響，還會對建筑的安全性產生影響，所以相關結構設計工程師需要加強重視，例如，在開展設計工作的過程中，一些工作人員在設計過程中缺乏嚴謹性導致預埋件與房屋建筑工程的整體結構、房屋建筑工程的施工安裝相沖突，同時也使房屋建筑工程的建筑質量受到嚴重影響。

4.3 房屋建筑結構設計方案中的問題

在房屋建筑結構設計的過程中，結構設計工程師需要以房屋建筑工程規劃、勘察等為重要依據，按照正確的規范和流程進行設計，例如：房屋建筑設計方案中的一些具體標識缺乏規范性和標準性，在具體施工中會使相關施工人員造成誤解，從而影響到設計方案的正確實施，進而給工程建筑結構整體質量造成損害，影響到房屋建筑的價值。

5、房屋建筑結構設計中優化技術的應用

5.1 房屋建筑結構設計的整體優化技術

在房屋建筑結構設計優化的過程中，要能夠充分把握整體與局部之間的關系，使房屋建筑的整體結構同局部結構相互融合、融為一體。房屋建筑局部結構的優化設計需要根據具體情況進行，如屋頂的防漏、遮陽功能，屋頂水系統等。結構設計工程師需要總結每一項工程項目的設計經驗，使建筑局部結構設計得到優化，有效減少房屋建筑工程的成本。另外，結構設計工程師還需要采用科學嚴謹的態度對建筑工程現場進行勘察，充分了解建筑現場施工條件，從而得出合理的房屋建筑結構設計優化方案。例如：對建筑工程現場進行勘察，能夠選擇出滿足房屋建筑結構設計的材料，從而更好地完成對建筑材料的采購;在房屋建筑工程施工的過程中遇到較為復雜的施工情況，結構設計工程師能夠充分利用施工現場整體環境，設計出更為可行的施工方案，從而更好地減少施工成本，為建筑企業帶來更大的經濟效益。

5.2 房屋建筑結構設計優化步驟

5.2.1 選擇合理的設計參數與變量

在房屋建筑工程設計的過程中，房屋建筑結構設計需要采用更加有效的方式，充分考慮其中的各項參數與變量，對參數與變量進行嚴格的控制。一些參數與變量對建筑結構的整體影響不大，卻對建筑局部結構影響較大或很大。在房屋建筑結構設計的過程中，相應的結構設計工程師需要對參數與變量有充分的考慮，從而更好地減少工作量，提高建筑工程的施工效率。

5.2.2 確定目標函數

在房屋建筑結構設計優化之前，需要首先確定與目標相符合的建筑函數，通過建筑函數來進行失效概率等情況的計算，從中選擇有效的計算方式，使工程造價工作能夠更好地完成。

5.2.3 確定約束條件

房屋建筑結構設計的優化需要通過有效的約束條件來實現對結構穩定性和牢固性的把握，進而采取更加有效的方式對房屋建筑結構設計進行優化。要充分考慮所有約束條件的變化對房屋建筑結構設計所產生的影響，確保房屋建筑結構處于最佳狀態。在房屋建筑結構設計優化的過程中，房屋建筑所有的約束條件都需要通過有效的方式來進行落實，確保房屋建筑結構設計與約束條件相吻合，更好地實現對相關設計方案的落實。

5.3 確定計算優化方案

在確定計算優化方案時，要以房屋建筑結構設計的可靠性為依據，確定房屋建筑結構設計優化過程中的約束性、非線性優化問題，使房屋建筑結構設計能夠采用更加有效的方式來完成對問題的約束，并且對參數與變量進行綜合考慮。在計算的過程中，需要采用更加有效的方式加以落實上述優化方案，最終確保設計出科學合理的方案。

5.4 節能結構設計優化

在房屋建筑結構設計的過程中要堅持綠色可持續發展理念，相關結構設計工程師要具備良好的專業素養。優化方法包括以下幾個方面：

第一，房屋建筑所處的地理環境對房屋建筑整體質量效果具有重要影響，因此在設計過程中應該加強重視。在房屋建筑結構設計優化之前，對房屋建筑所處地理位置、氣候條件以及所在城市進行調查，選擇有效的方式完成對房屋建筑朝向、采光、采暖等設計工作，以確保良好的房屋居住環境。

第二，要統籌兼顧，在房屋建筑結構設計的過程中兼顧美觀和功能，即在房屋建筑結構設計過程中要考慮房屋建筑的美觀效果和各方面功能，使房屋建筑能夠同周圍景物結合，從而能采取更加有效的方式使房屋建筑實現高效的建筑結構設計效果。

第三，要采取優化措施，完善房屋建筑的維護工作。在開展房屋建筑屋頂、門、窗等設計的過程中，應該充分考慮采光、熱量散失等因素，從而充分為居住者營造良好的居住環境。在房屋建筑維護工作過程中，需從細節出發，充分考慮房屋建筑在使用過程中可能會出現的問題，采用更有效的方法加強對房屋建筑的維護，延長房屋建筑的使用壽命。

6、建筑結構設計優化方法的應用

在開展房屋結構設計優化工作的過程中，設計單位需對房屋結構模型進行建立。在這一過程中，需要對設計對象，即會影響建筑設計的重要因素進行合理選擇。同時還要將影響建筑設計程度較小的原因作為預定參數，進而降低建筑結構設計的工作量。其次，通過對設計模型對應的函數進行科學計算，也可將建筑設計的安全性全面提高。再者，還要明確結構模型的運行條件，同時還需對很多情況，如對結構強度及應力等進行全面考慮。最后，還要對結構設計進行系統的分析，道路旁房屋建筑圖紙設計是極為關鍵的，設計單位需要對所得數據進行合理分析，這樣便可發現設計方案存在的不足進而將其解決，這樣房屋建筑也可得到設計優化，而房屋建筑的安全性及實用性也會得到大幅度提高。

結語：

隨著人們對建筑工程質量、美觀、功能等多個方面的要求越來越高，在房屋建筑結構設計的過程中需要結構設計工程師采用的先進的設計理念和技術。并結合結構優化設計的技術手段來完善建筑結構，提高工程設計質量，降低工程造價。結構設計工程師在工作過程中，需要不斷提高自身能力，并且加強同其他專業設計人員及施工人員的溝通，從全局上把控建筑結構質量，更好地發揮其在提高房屋建筑工程質量方面的作用。

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