结构设计优化在房屋结构设计中的应用分析

张维

摘 要：现阶段，结构优化设计运用于房屋结构设计不仅适应了人们对当下房屋品质的要求，也满足了人们日益提升的房屋居住条件和周边环境的需求。此外，对于房屋建造者来说，也满足了其不断引进新的结构设计理念，满足广大消费者的偏好，达到房屋造价成本最低的要求。接下来本文将从结构优化设计的角度分析其在现阶段房屋结构设计中的运用问题。

关键词：结构优化设计；房屋结构设计；造价成本；运用分析

1 房屋结构设计对工程造价的影响分析

工程造价的控制主要体现在房屋项目的投资决策、结构设计以及项目实施三个阶段中，其中房屋结构设计是关键的一个阶段。其设计的合理性与否将直接导致工程造价的高低。其原因主要表现在一是由于房屋建造者对于建造成本控制的理解具有很大的片面性，主观认为实现工程造价控制只需要在预结算阶段制定科学的方案即可，而忽略了成本控制理念的动态性特点，不能够很好的融入对工程造价有效控制的措施，导致房屋结构设计方案中的成本远远高于期初预算的成本；二是在缺乏对结构设计方案是否具有现实可行性基础上，盲目的对房屋的户型进行简单的预算，片面的认为项目经济成本的增加只是来源于项目开发技术方面的费用。

2 房屋结构优化设计对造价控制的作用分析

合理、科学的房屋结构设计将至始至终贯穿于工程项目的始末，对工程造价的影响不仅仅是一次或者两次的。房屋结构的设计除了需要通过成本的节约和建后的房屋销售带来一定量的经济流入以外，还需要充分发挥和实现房屋的功能使用上的需求。为此，在保障房屋质量安全的基础之上，房屋结构设计还需要重点关注于项目效益的实现方面。具体而言，房屋结构设计需要考虑导致诸如房屋的容积率、房屋的层高、栋距、墙体厚度等。可以看出，在房屋结构设计的过程当中必须对其进行相关的优化，通过先进技术的引导，设计一个内容协调的建造模式，减低房屋的建造成本，使得房屋在经济、使用、安全上达到一个比较高的层次。

3 房屋结构优化设计的具体实施方案

3.1 房屋结构优化设计中高节能指标的选取

房屋结构优化设计中高节能类型的选取主要可以从剪力墙结构、框架结构、框架—剪力墙结构三个方面去考量。在剪力墙结构上，主要适用于高层的建筑，并且是以混凝土技术作为依托。相对于短肢剪力墙而言，具有高抗震性且钢筋使用量低的特点；框架结构的优点主要是空间布局灵活、建造成本较低，但是由于内部柱形截面较大，不但妨碍了室内家电的陈设，而且最大的问题在于抗震性能比较差；框架—剪力墙结构是一种混合的结构，是在框架结构中适当加入剪力墙的结构设计方式，能够适应不同方向上的作用力，是一种非常好的混合类型房屋设计结构。总而言之，在面对选取什么样的房屋结构设计模式的时候，需要结合不同业主不同房屋需求特点，权衡造价的投资水平以及施工能力水平，进行系统全面的分析，而不是片面的最求工程造价成本的最低值而忽略房屋建造的科学方案。

3.2 房屋结构优化设计中信息技术的引进

房屋结构设计在实践中受到了来自于多方面的影响，因而不可能按照一种固定的方法模式进行一个简单的结构优化设计。因此，本文认为的房屋结构优化设计需要从其复杂性出发，研发一种经济、适用的参数定义优化软件进行设计，可以很大程度上降低设计者在房屋结构优化设计中投入的时间和精力。通过查询现有的相关资料文献，本文比较推荐的是TBCAD系统，该系统不但可以通过结构方案的指导设计，促使策划方案再人力、物力以及财力上达到一个最佳的优化值，还可以融合房屋结构方案设计、建模、分析、评估、反馈为一体，建立一个成本控制软件系统。该系统对于信息上的优化需要在两个不同时段进行，第一个时段是对构建强度上的优化，主要的方式是不断的调整钢用量、构建结构的断面大小，最终促使构建的强度达到房屋建造价格的最小值；第二个时段是对建造材料的调整、分配，基本要求是使用最少的混凝土以满足侧向上的刚度需求。具体来说，以混凝土的使用量作为该时间段的目标函数，变量的选取则是结构构件的断面大小。

3.3 房屋结构优化设计中抗震设计的导入

房屋结构优化设计中抗震设计的导入，主要还是针对于高层房屋建筑而言的。对于抗震结构的设计，必须考虑占绝大部分房屋造价的高层建筑水平方向上承载力问题，其中的重点之重在于抗側力结构。当房屋的建筑楼层增加时，抗侧力结构的单位造价水平也会因此出现大幅度的上升。为此，对于抗侧力结构选择的合理、科学，将直接形成一个造价优势。鉴于每一个房屋结构设计在某种程度上或多或少又具有一定的抗震性，但是它们之间的抗震性效果却是存在着极大的差异。对已一个房屋设计人员来说，在进行房屋结构设计之前，需要全面的了解每一种房屋结构设计模式的抗震性能以及各项经济指标，从整体上把握房屋建造的类型、房屋内外的结构体系框架、刚度的分布问题等等，要有针对性的对抗震性的薄弱环节给与控制，将房屋抗震性设计的造价成本降到最低。

4 结语

将结构设计优化运用于房屋结构设计中，不但可以降低工程总造价，节约建造中使用土地的成本，而且还可以提高建筑结构的经济性，提升房屋内外受力能力以及增强建筑的经济性能。与传统的结构设计相比较，本文选取的结构优化设计在一定程度上可以大幅度的降低工程造价。在优化方法的技术实现上面，可以合理的引进和选取最佳的材料性能，协调好建筑内部每一个单元，达到建筑美观、使用以及节省造价的目的。总之，结构优化设计运用于房屋结构设计能够很好的满足人们对房屋质量品质、房屋居住条件和周边环境的要求，也可以促使房屋开发商不断的更新新的结构优化设计方案，在满足多样化的消费者偏好的同时，实现经济利润的最大化。

参考文献

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