房屋建筑結構設計中應用優(yōu)化技術探討

王詩語

摘要：隨著生活水平的逐步提高，人們對住房質(zhì)量和功能的要求也越來越高。因此，建筑結構的優(yōu)化設計也備受關注。本文論述了優(yōu)化技術在建筑結構設計中的應用，首先分析了房屋建筑結構設計優(yōu)化的內(nèi)容及意義，然后論述了房屋建筑結構優(yōu)化設計時遇到的挑戰(zhàn)，然后介紹了房屋建筑結構設計中的設計優(yōu)化技術應用，最后總結了相關注意事項。

關鍵詞：房屋建筑;結構設計;優(yōu)化技術;應用探討

在當前新的社會經(jīng)濟發(fā)展形勢下，為了提升整體房屋建筑工程的質(zhì)量和水平，必須要對于整體建筑結構進行合理的優(yōu)化，更好的提升建筑工程項目的實用性、安全性、穩(wěn)定性、美觀性等諸多性能水平，滿足各方的需求。在具體建筑工程項目設計的過程當中，我們也需要對于整體結構設計工作進行更好的優(yōu)化，并通過綜合的考慮構建更加完善的設計體系，保障整體房屋建筑結構設計效果。

一、房屋建筑結構設計優(yōu)化的內(nèi)容及意義

1.1建筑結構設計的內(nèi)容

房屋建筑結構設計的優(yōu)化是基于力學知識、現(xiàn)行規(guī)范及規(guī)程，根據(jù)建設工程的基本情況，控制計劃成本為中心來進行結構優(yōu)化的設計，通過其中關鍵的參數(shù)建立結構優(yōu)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(yōu)化結果方案。

1.2優(yōu)化建筑結構設計的意義

今年，我國進行了規(guī)模宏大的基礎工程建設，取得巨大成就的同時也造成了極大的資源浪費。優(yōu)化建筑結構設計能夠節(jié)約資源、提高經(jīng)濟效益，這是在滿足現(xiàn)行規(guī)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(fā)揮材料性能、合理提高建筑的經(jīng)濟性能的目的。根據(jù)數(shù)據(jù)表明結構優(yōu)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(xié)調(diào)一致，促進建設工程中結構設計的健康發(fā)展。

1.3建筑結構設計與經(jīng)濟性的關系

1.3.1結構設計與用地面積的關系

隨著城市化進程的加快，建筑行業(yè)的競爭日趨激烈，城市用地越來越緊張、用地成本越來越高，所以，建筑向高空發(fā)展具有較好的城市經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。與多層建筑相比，高層建筑的用地效率更高，同時對結構設計的要求也更高，合理的結構方案能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益。

1.3.2結構設計與造價的關系

建筑層數(shù)對于單位的建筑面積造價也有直接的影響，雖然屋蓋部分因為樓層的增加只用一個層蓋，但是基礎部分卻因為樓層的增加，荷載的加大，需要增大基礎部分的承載力，墻體承重結構都需要增強承載能力及抗震能力，這些結構的單位建筑造價將會提高。

1.3.3高層住宅結構設計與經(jīng)濟性的關系

住宅的層高會直接影響住宅的造價，因為樓層越增加，墻體面積及柱體體積也會增加，同時增加了結構本身的重量，增加了基礎及柱的承載力，使水衛(wèi)和電氣的管線成本都會增長，而層高低則會節(jié)省材料、節(jié)約能源，有利于抗震，節(jié)省造價。

二、房屋建筑結構優(yōu)化設計時遇到的挑戰(zhàn)

2.1設計技術的問題

房屋建筑結構設計需要同時注重質(zhì)量和效率這兩大方面，不能只是在傳統(tǒng)的技術水平上停滯不前，這樣會給房屋的建設帶來一定的負擔。有些設計者在房屋建筑結構設計的過程中，不能深入地學習信息、智能、網(wǎng)絡等技術，只能在傳統(tǒng)方式上進行設計，這就給后期工作的展開帶來了巨大的挑戰(zhàn)。除此之外，如果設計技術達不到相應水平，就會在很大程度上對房屋建筑設計的精確度造成影響。因此，一定要解決房屋建筑過程中的設計技術問題，摒棄不再適用于當下的傳統(tǒng)設計方式，對現(xiàn)代化的先進技術進行深入學習。

2.2設計體系的問題

與以往房屋建筑結構設計工作相比，現(xiàn)代化的設計工作做出了很多改變，因此要想使建筑設計達到預期的效果，就應該放棄老舊的模式，改用現(xiàn)代化的模式進行操作。隨著城市的發(fā)展，很多相對成功的房屋建筑設計案例接連出現(xiàn)，但也出現(xiàn)了某些企業(yè)照搬這些成功案例的情況，雖然這些案例確實有很多地方值得借鑒，但在某些情況下，并不完全適用于還處于發(fā)展階段的二、三線城市，照搬照抄很容易對未來的綜合部署和國家的宏觀調(diào)控產(chǎn)生負面影響。因此，建筑企業(yè)對成功案例的借鑒，必須結合自身的實際情況，融合新技術、新能源，對房屋建筑結構設計做出合理的安排。

2.3設計理念的問題

結合實際情況分析，傳統(tǒng)設計理念的缺陷主要表現(xiàn)為：第一，當今的土地資源較為緊缺，建設高層建筑已成為一種必然趨勢，而在實施傳統(tǒng)的設計理念時，對某些地方的建筑結構設計還局限于設計較低層的建筑，因此無法做到合理利用空間資源，在浪費有限土地資源的同時還對城市的總體部署與規(guī)劃產(chǎn)生了負面影響，嚴重損害了工作的綜合效益，無法為將來工作的展開打下基礎;第二，在踐行設計理念的過程中，部分工作必須由經(jīng)驗豐富的設計者來完成，為后續(xù)工作的開展帶來了一定的挑戰(zhàn)。

三、房屋建筑結構設計中的設計優(yōu)化技術應用

3.1建筑前期設計過程優(yōu)化技術的運用

建筑的前期設計在整個建筑經(jīng)濟設計中起著主導的作用，會直接影響建筑項目的總投資量。在房屋設計過程中，建筑結構優(yōu)化設計實施方案的落后一直是當前普遍存在的問題，如果在設計初期不進行科學合理的結構設計，后期房屋結構的設計可能會產(chǎn)生不可逆轉的損失。所以就要求設計人員充分應用建筑結構優(yōu)化設計方法，在前期設計過程中選擇可行的結構模型，制定合理建筑設計方案，為建筑的整體設計打下良好的基礎。

3.2建筑地基優(yōu)化技術的運用

房屋的地基是建筑結構設計的首先任務，也是施工過程的關鍵。合理有效的規(guī)劃地基的結構可以實現(xiàn)房屋結構的優(yōu)化設計的目標。在建筑業(yè)不斷發(fā)展的過程中，由于建筑產(chǎn)品在功能和形態(tài)方面千差萬別，對地基的選擇標準也會各有不同，所以要從實際情況入手，制定實際的地質(zhì)勘測方案。

3.3優(yōu)化設計結構模型

房屋整體優(yōu)化設計在建筑物的結構設計中起著核心作用，一個建筑是否完美，也是取決于此，在進行整體優(yōu)化時，設計師必須嚴格遵守以下三點要求：首先，合理的選擇是必不可少的，設計師在選擇過程中要考慮到一些外在因素，并且不被這些因素所影響。其次，在進行輔助計算時，設計師要選擇最佳的函數(shù)，通過對函數(shù)的篩選，找出最合適的函數(shù)組，以此來完善施工，這樣可以有效的避免成本浪費。設計師最后要做的一點就是，衡量條件，衡量的前提必須是增加房屋的穩(wěn)定、耐久性，根據(jù)施工的實際情況，制定出有效的措施，以此來減少施工差異。

3.4房屋細部結構設計

房屋細部結構的設計與建筑優(yōu)良直接決定著整個建筑的質(zhì)量，在設計階段由于沒有實際的數(shù)據(jù)和參考，很容易對設計結果產(chǎn)生偏差。設計結構之所以會出現(xiàn)嚴重偏差，這都是因為設計師在許多不確定因素下，受到了影響，沒有做出正確的判斷。

3.5建筑抗震結構設計的運用

安全是檢驗房屋建筑結構設計質(zhì)量的重要標準，也是住戶考慮的基本問題之一。當遇到不可抵抗的自然因素時，房屋的安全會受到巨大的威脅，因此在建筑結構設計中需要充分考慮地震荷載作用，采取合理的設計方案和有效措施來增強房屋建筑的抗震能力。通過學習和觀察，可以發(fā)現(xiàn)為了提高抗震能力，大多數(shù)建筑設計采用了結構對稱式的方法，可用來增大建筑物的延伸性，減小建筑的危險截面，使其荷載被均勻支撐。其中延伸建筑結構可以利用次要的結構來保護建筑的主體以提高建筑結構抗震性能。

結語：

隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，我國住宅結構設計中的許多問題都能得到有效解決，但優(yōu)化技術在住宅結構設計中的有效應用仍需進一步分析和深入研究，從而提高住宅結構設計的科學性和合理性，保證住宅建設質(zhì)量。此外，要不斷創(chuàng)新理念、優(yōu)化技術，全面提高住宅結構設計水平和質(zhì)量，創(chuàng)造卓越價值。

參考文獻：

[1]鄒安宇.房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術應用探討[J].城市建筑，2019，16（6）：117-118.