房屋建筑结构设计中优化技术应用

摘 要：对于房屋建筑工程，结构造价占据工程成本较大比例，通过 优化设计能够优化经济效益。所以，在建筑设计中，设计人员应通过精心设计和沟通，制定合理的结构方案，促使建筑成本得以降低。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术

1 前言

近年来，我国经济高速发展，不断加大对建筑投入，为满足人们生活环境、居住条件，结构设计应满足耐久、安全和功能等要求，还需满足美观和经济的特点。笔者根据自身多年的建筑工程从业经验，主要分析房屋建筑结构设计中优化技术的运用。

2 房屋建筑结构设计中优化技术相关内容

对于建筑结构设计，应满足设计规范，达到建设方使用标准，在考虑设计实际状况，促进经济效益的原则。

优化设计主要是构建布置、结构设计、结构受力状况等，从较大方面而言，主要是通过结构总体进行优化设计，通过房屋的分布结构进行优化设计，主要划分为细部结构、围护结构、基础工程、中间部分、上部构造等优化设计。

3 房屋建筑结构设计和经济之间的关系分析

首先，设计层数和用地面积的关系。立足表面角度，主要是高层建筑、多层建筑，随着层数逐渐增加，建筑物使用面积也越来越少。但对于实际情况而言，建筑层数逐渐增加，高度也随之增加，必然会增加相邻建筑的距离，扩大土地的使用面积。因此，对于建筑总单位而言，建筑层数、土地面积并未有必然关系，需充分考虑建筑结构的设计，探索层数和用地面积之间的关系。

其次，设计层数和分部结构之间的关系。在同一建筑物体中，一般共用一个屋盖部分，设计层数越多，屋盖部分设计成本也会随之减少。然而，大多数部分也不同，一个建筑物虽然共用基础部分，建筑层数逐渐，在上部主体结构中，基础部分会增加荷载，为确保建筑安全性，在基础设计中，需提升构件承载力，必然会使基础设计成本增加。因此，随着设计层数增加，基础构造设计成本也会随之增加。同时，针对结构内部的部分承重结构构件，例如墙柱，如果设计层数增加，构件也需考虑到实际环境是否符合规范要求，为确保建筑安全性，需提升基础构件的承载能力，通过基础构件设计，进而增加设计成本。因此，处于建筑物体的不同部分，设计层数对设计造价的影响也各不相同。

第三，结构设计和设备之间的关系。在建筑结构设计中，需考虑到电气设备、给排水管道等材料问题，层高多少，对房屋设备造价成本具有直接影响。如果设计层数越多，则所需求给排水管道就越多，电气设备量也会随之增加，必然会增加设备造价成本。

第四，体型设计和成本之间的关系。在设计同一面积建筑物时，如果圆形、方形形状，则周长就越小，需要消耗墙体面积也越小，在后期墙体装修时，所投入成本也会减少。同时，圆形、方形形状的建筑物，以及内部构件受力更趋向稳定，可增加结构稳固性。所以，大多数建筑物设计时，可选择圆形、方形形状设计。

4 房屋建筑结构设计中优化技术的运用

首先，注重概念设计的优化技术。在建筑工程设计中，结构布置具有多样性特点，针对同一设计方案，可设计出多样化布置方案，因分析方法较多，针对已确定布置方案，分析相同荷载状况下，可采用不同设计方法。同时，考虑到设计时所需的建筑材料、设计参数、荷载标准，也不是统一的。上述数据的处理，并非通过计算机软件，能够直接给出答案，需设计人员通过设计计算进行确定。但是，针对上述数据的处理，不同设计人员的设计意见也各不相同。所以，想要处理好上述数据，需依靠一定经验的设计人员，经验越丰富，处理这些数据就越灵活，设计方案也越准确，判断也越充分，即设计过程的概念优化，要想实现建筑设计的概念优化，需注重设计人员经验。

第二，概念优化设计，必须满足设计实际复杂问题。对于建筑工程的结构设计，需确保建筑安全、耐久，在满足使用年限基础上，能够达到功能性要求，使建筑资金最大化节约。所以，开展概念设计优化，通过建筑物设计，对各类外部因素进行抵抗，即使建筑受到外部作用力，也不会倒塌。对于外部复杂环境的分析，在概念优化设计时，必须充分考虑到这些因素。而在这些因素之中，最为特殊的地震设计，因为地震作用，不能有效确定地震发生地点和时间，也不能明确地震能量等级，地震活动无规律能够参考，如果发生地震，会极大破坏建筑物。所以，在建筑设计时，必须考虑到地震设计，防止地震作用破坏建筑。强化地震设计，设计出一些可行性、科学性的抗震设计方案，选择均匀、对称的设计刚度，可有效提升建筑工程抗震性能，有利于避免结构在地震作用下，出现脆性破坏。若发生特大地震作用，一般是次要构件破坏，在破坏过程之中，次要构件也会消耗一些地震能量，进而达到保护主构件效果，即通过多道设防设计，提高建筑工程的安全性。

5 房屋建筑结构设计优化技术的注意问题分析

首先，使用结构优化技术时，必须考虑前期参与。对于前期设计方案，方案质量优劣如何，对建筑总成本有着直接影响，在前期设计中，确定结构优化设计方案，一般认为不需要参与其中，在建筑结构设计时，大多数设计人员不重视结构可行性、合理性，如果采取这样的设计结果，必然会影响结构设计，使得结构设计难度明显增加，也会提高结构设计成本。所以，在设计结构方案时，设计人员应充分考虑到结构设计的前期参与，从第一步的方案优化开始，设计出优质的设计方案、结构形式，以节省成本。

其次，重视细部优化。除重视整体设计，必须考虑结构基本构件设计，例如现浇板设计，需尽可能划分矩形板块，既能够满足现浇板受力要求，也可防治出现拐角裂缝。同时，在现代技术运用中，结构优化设计和计算机技术的有机结合，对于具体优化设计，在优化设计上，必须考虑到工程实践转化成数学问题。所以，工程设计人员强化计算机优化设计。

第三，整体优化与局部优化。对于任何建筑设计，都具备层次性、复杂性特点，立足层次角度，包括了建筑设计体系、结构体系，在房屋设计过程职工，设计人员必须优化每个环节。立足复杂性角度，一般包含结构类型、零部件和原料选取。因此，针对任何房屋建筑，需优化整体结构。

第四，寿命优化。对于每一个建筑使用期限，在每一个环节中，按照各个阶段性质，确定优化方法和整体工程，确保建筑施工质量，提高经济效益。同时，桩基础优化，按照预制桩、灌注桩要求，由于灌注桩施工，必须控制质量，且操作复杂，可设计长度较大预制桩。另外，要优化上部结构，必须设计上部结构模型，科学设计剪力墙，确保质量均匀，考虑到风力影响，满足刚度、抗震性能要求。做到协调优化和设计，确保整体配合紧密，做到结构合理和造型美观，对于建筑墙体布置，按照功能需求，确保每个房间进深相同，确保墙柱的截面面积、高度相同。

6 结束语

综上所述，在房屋建筑结构设计过程中，主要是确保建筑安全、耐久、功能等特性，在满足使用年限的基础上，能够达到各类功能要求，促使资金的最大化减小，对于建筑设计，通过优化设计，能够最大化经济效益。所以，在实际协作中，结构设计需精心设计与强化沟通，运用优化技术，确定合理结构设计计划，减少建筑成本，满足各类功能要求。

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