分析房屋建筑结构设计中的优化技术应用

1.曹 欢 2.华 达

1.中建三局第二建设工程有限责任公司 2.武汉中央商务区建设投资股份有限公司

分析房屋建筑结构设计中的优化技术应用

1.曹 欢 2.华 达

1.中建三局第二建设工程有限责任公司 2.武汉中央商务区建设投资股份有限公司

对房屋建筑结构实施设计优化的时候，不但要对建筑本身的功能予以保障，还要使工程投入的资金得到有效控制。开发商和建筑企业，尚未对建筑结构设计优化带来的经济效益予以太多的关注。在寻求经济利益过程中，绝对不能采取降低质量要求，削弱技术功能和缩减建材用料等形式。鉴于此，本文主要针对来进行分析与阐述。

房屋建筑；结构设计；优化技术

1、建筑结构设计优化方法的重要性

1.1 符合可持续发展观

当前，我国正提倡可持续发展观，要促进建筑行业的长远发展，以及促进房屋建筑的可持续发展就需要采用可长远利用的房屋结构，以便于房屋建筑结构可以根据后续的需求进行相应的改动，从而降低房屋建筑的短期投资。在我国的房屋建筑造价的统计中指出，采用建筑结构设计优化方法，可以降低房屋建筑工程造价的7%以上。

1.2 符合建筑行业发展的需求

从我国目前的房屋建筑工程发展情况来看，建筑的体量将会不断上升。因此，需要思考如何降低房屋建筑的成本，同时保证房屋建筑后续的利用，满足房屋建筑后续的使用需求。使用建筑结构设计优化方法，可以更好的发挥建筑材料的性能，使建筑结构更具合理性，安全性得到了提高。

2、建筑结构设计优化策略

2.1 建筑结构的整体优化方法

房屋结构设计中的建筑结构设计优化关键表现在房屋建筑的整体构造与房屋建筑的部分构造的设计优化。当对于建筑的部分优化有许多方面，比如优化屋顶，优化围护等多个方面。这些方面不单单需要建筑设计者应用自己所学的精心设计，还得思考到适用功能与造价等问题。在设计优化的时候，一定要实施实地的考察，结合现实状况对建筑实施设计优化。对于建筑的整体性优化而言，优化好的建筑要保证整体牢固，假如出现突发情况，可以把损失降到最低或者没有，这样的建筑优化出来是最好的。

2.2 结构模型的设计

(1)选择变量。设计师在实施建筑结构设计优化时，能够把所有影响设计方案的数值作为设计变量，比如项目目标控制参数与限制参数等。假如设计师选取影响原因少或者改变的幅度相对小的参数作为变量，将会使房屋建筑在结构设计、计算和编程等方面工作的难度降低，帮助设计师找到满足设计需求和目标的有关数据。(2)确定目标函数。在实施构造设计优化的时候，相关人员一定要找寻一组可以满足有关预定条件的截面相关几何尺寸、钢筋的截面积和相关的失效概率函数，达到项目造价最小化。(3)确定约束条件。对于房屋构造的设计优化而言，一定要保证结构的可靠度，对优化设计有关的约束条件实施相关的确定。

2.3 选择最优程序及统计分析

设计者完成上述模拟设计的工作后，依据现实条件选取最好的计算形式，选取最优设计流程，力求确保流程能够有最为齐全的用途、最为完善的作用、运转效率最为高效等。需要对上面分析的结论实施统计与研究，仔细的衡量、认真的比较，从不一样的角度考虑问题，不能忽视人事利益、经济利益、施工材料成本和每一个施工技术中间的关系，站在综合平衡的方面之上，在节约了成本的同时，对技术的改进不可以疏忽，防止片面的追求经济效益，而疏忽了技术创新方面的每一项工作。

2.4 基础结构设计优化

房屋基础结构直接影响到房屋构造的整体作用与稳定，所以在基础构造设计程序中要全面运用建筑构造设计优化方法。对地基地质、桩基种类、基础构造等方面的设计实施全面地控制，科学确定桩基项目的方式，掌握桩身长度与直径，优化基础构造的方案，对基础结构、施工技术与资金投入的平衡点进行确定。在全面实施建筑结构设计优化的基础上，提高与确保房屋整体构造强度、结构稳定性。

3、结构优化设计的应用

3.1 与土地用地的联系

建筑工程的实施，少不了占用的土地面积，总建筑面积就是各层建筑面积的总和，而房屋楼层层数的增加，就会相对减少房屋的占地面积，增加房屋建筑的高度以及房屋之间的间距，因此，土地用地并不随着房屋建筑的高度增加而减少，构不成反比关系。结构设计优化可以在房屋的实际情况上，优化结构设计，最大限度的扩宽房屋空间，提高房屋的实用性和整体协调，满足人民对于房屋结构的需求。

3.2 与工程成本的联系

结构设计优化的实施，有效地降低房屋建筑的过程成本。因房屋建筑的总建筑面积的扩大，建筑高度的增加，土地占用面积相对较小。结构设计优化技术充分利用施工材料的性能，合理协调房屋建筑内部结构的各个单元间，不仅确保了房屋建筑的适用性和美观度，而且节省了施工成本，提升了建筑结构的经济性能。

3.3 概念设计结合细部结构设计优化

将概念设计应用于没有确切数据的结构设计中，将数值作为辅助和参考，并在设计工程中灵活运用结构设计优化技术，注重细部的结构设计优化，以及房屋建筑地基的设计，优化房屋建筑结构。将概念设计与细部结构设计优化相结合，确保房屋建筑结构设计的安全适用，从而取得最大的经济效益。

3.4 局部性与整体性优化

建筑在设计上都具备着相应的层次性和复杂性的特点。从层次性角度讲，包含着建筑的整体设计体系、结构相关体系、安装体系等，每一个单独的体系又包含了众多的下属体系。在对房屋进行设计时，设计者要对每一个下属系统地进行相应的优化，冲破关联的横向性，实现叠加型工程;对于复杂性来讲，主要包含选取建筑的材料、选取建筑的零部件等。因此在进行结构优化时要从整体入手，才能真正实现整体的设计优化。

总之，随着社会的发展与生活水平的提高，人们对房屋建筑安全性、实用性、美观性与经济性的要求也愈来愈高，而房屋建筑构造作为影响房屋功能和质量的直接原因，对其设计实施优化则显得至关重要。在建筑建设时建筑构造方面的资金是投入相对大的部分，为了减少这部分的投入需要持续的优化结构设计。在保证建筑质量安全的基础上，对房屋建筑设计实施规划，拟定建设方案，科学的安排施工工程，控制施工的整体构造，使企业经济收益增加。

[1]白嘉宁.房屋建筑结构设计中的优化技术应用分析[J].四川水泥，2016，(11)：58.

[2]田影.优化技术在房屋建筑结构设计中的应用实践[J].建材与装饰，2016，(14)：115-116.