房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨

朱育萱

（九江市建筑设计院）

近年来，建筑行业市场逐渐呈现出竞争加剧的状态，在这样的背景下，各个建筑企业要想获得更好的发展，就需要从质量上“下手”，在结构设计阶段采用先进的技术、施工工艺等，建造出质量更高、更加符合现代人类要求的建筑。因此，设计师必须要先意识到房屋建筑结构设计优化的积极作用，然后在在设计中对结构进行不断优化，切实提高房屋建筑的质量。

1 房屋结构设计优化技术的作用

1.1 提高房屋建筑的安全性

为了提升建筑结构设计的质量，需要对原先的设计方案进行适当的修正，将其中存在的不足之处进行优化，从而保证建筑结构的整体性和安全性。根据我国一些已经建成的项目数据显示，在对房屋建筑结构设计进行合理优化后，其建筑的总成本要比原来的方案低很多，且建筑的舒适度、使用效果明显提升，同时，房屋建筑的安全性能也得到了一定的提升。

1.2 降低工程造价

在房屋建筑结构设计中，不仅要考虑到建筑整体的安全性，同时也要注重结构施工过程中产生的工程成本，以保证建筑企业的经济效益。在房屋建筑结构设计中使用优化技术，不仅提高了建筑的经济性，同时也让建筑材料充分发挥自身性能，有效降低成本，能够降低成本约20%左右[1]。

1.3 提高了房屋建筑的经济性

房屋建筑的快速扩展，使得占地面积逐渐扩大、楼层高度逐渐增加，这样就会出现光线问题，很多楼层的采光并不好，使得大量已经建成的房屋空置，使得楼盘的经济性降低。而在房屋建筑结构设计中采取优化技术，能够从根本上解决上述问题，不仅能够平衡楼层的层数，同时也能够对楼盘的占地面积、土地利用率等进行有效的协调和规划，在保证采光正常的前提下，最大限度缩小占地面积，达到节约土地资源的效果。

2 房屋建筑结构设计中优化技术的应用

2.1 设计前分析工作的优化

在对房屋建筑结构设计之前，设计师应当要基于实际情况商讨出多种设计方案。在此过程中，相关分析工作的准确性十分重要，如：对建筑材料、建筑设备、建筑负荷值、建筑基本设计参数等，这些方面所产生的数据非常繁多，且整理起来十分繁琐，使得人力计算存在一定缺陷，且单纯地计算机计算也难以得到标准答案。因此，为了保证房屋建筑结构设计更加符合实际，应当要在设计之前要求经验较为丰富的设计师科学地使用计算机技术进行综合分析，由于经验丰富的设计师对设计技巧、方式、重点环节、薄弱环节等都非常清晰，因此，这些设计师能够站在宏观角度对房屋建筑结构进行设计[2]。该种方式能够避免一些设计通病、质量差的情况出现，设计方案将会更具有灵活性、科学合理性。

2.2 设计中复杂问题的优化

在房屋建筑结构设计的过程中，有很多复杂问题存在，如：房屋形体、结构体系以及刚度分布之间达成平衡；抗震性能；关键点控制等。由此可见，房屋建筑结构的稳定性不仅与内部结构相关，同时也与外界环境有着直接的关系。由于篇幅有限，下面只对抗震性能的优化进行介绍。近年来，我国地震频发，这就对房屋建筑结构设计提出了更高的要求。为了降低地震对房屋产生较大的影响，设计师应当要在设计中更加侧重于抗震方案的设计，比如：在抗震方案中主要采取“多道设防”的方法，当地震来袭时，能够让房屋的次要建筑抵消掉一部分能量；当强震来袭时，主要构件抵挡能量波。此外，设计师也应当要注重构件刚度的均匀性，保持各个构件刚度的均匀性能够在一定程度上提高房屋建筑的抗震能力。这就要求在购置构件的过程中要选择性价比较高的建筑材料，确保质量满足基本需求[3]。

2.3 相关参数及条件的优化

在对房屋建筑设计的过程中，设计师往往会在很多函数中获得标准的目标函数，该环节是必然环节，也是提高房屋建筑安全的重要环节。比如：在钢结构的设计方案中，设计师通常会选择与既定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积最为符合的函数，并在对函数性质展开细致分析的基础上，严格控制钢结构的施工成本。此外，为了保证房屋的稳定性和耐久性，在设计时应当要对房屋的尺寸、结构刚性、架构的稳定性等因素进行综合考虑，然后对施工条件进行衡量，分析其中存在的约束性条件，保证设计方案能够满足质量要求。表1所展示的为H型钢的计算底稿。

表1

2.4 计算机优化技术的使用

如今，每个行业都离不开计算机的支持，在房屋建筑结构设计中使用计算机技术来作为支持，能够方便人们展开相关计算，达到更好的优化设计效果。实际上，房屋结构会受到很多变量条件的影响和约束，无法通过单一的方式来对房屋结构进行设计和优化，因此，需要利用到“人机结合”的方式，通过计算机技术来优化结构设计。比如：采用GAMS软件来提升设计的效率，优化设计过程和结果。该软件在处理建模问题的时候能够通过自然、简洁的方式来展开处理，同时能够让用户自由更改公式，使用起来非常方便[4]。

在使用计算机技术的过程中，虽然计算机能够带来极大方便，但是其对结构设计的优化还是存在着一定的缺陷，比如：数据本身的计算并不会考虑到各种更客观因素的影响，同时也不会对突发情况作出应急处理，这些情况的发生依然需要设计师发挥自身的主观能动性，对一些较为敏感的问题（如：房屋建筑的抗压性、抗震性、承重性等）进行综合考虑，保证建筑结构设计的稳固、安全和可靠。

3 结束语

总之，房屋建筑结构设计优化技术的使用是现代化建筑发展的必然，在房屋建筑结构设计中使用各种优化技术，不仅能够提高建筑的安全性、稳固性、可靠性，同时也能够提高房屋建筑的经济性。因此，为了提高房屋建筑的设计质量，设计师应当更多地采用优化技术，提高建筑的各项性能。

[1]李春艳.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建材与装饰，2017（26）：127.

[2]田永超，孙艳伟.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].住宅与房地产，2016（03）：72.

[3]王璇，王 磊.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].工业设计，2015（05）：73～74.

[4]李能能，董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理，2013，30（12）：73～75.