房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨

王宏宇

摘要： 在我国建筑工程中建筑施工技术是一项非常重要的技术，此项技术的使用能够有效的影响到我国建筑工程的的发展，需要时刻保持建筑工程技术能够有更好的发展，以便于促进我国的经济增长。但是就目前建筑行业来看，建筑工程中还存在着一定的问题，对我国的经济产生了一定的影响，基于此，本文针对于房屋建筑结构中使用的建筑技术相关吗的优化方法进行了探讨，以供相关人员的参考，促進我国建筑行业的发展。

关键词： 房屋；建筑结构；设计；优化；技术

建筑企业想要做大做强，就必须不断提高自身水平和竞争力以满足市场的不断提高的要求。建筑结构设计作为影响建筑质量和成本的重要因素，建筑企业应对其予以极大的关注，激励设计人员不断推陈出新，使建筑的结构形式、安全性、舒适性等方面都得到提升，使人们获得更好的居住体验，从而提升企业的口碑和竞争力，推动企业的健康发展。

1 结构技术优化的重要性

随着我国城市进程的不断加快，城市建筑用地越来越紧张，城市中高层建筑的数量不断增多，高层建筑能够环节城市用地紧张现状，只有通过对高层建筑进行应用，才能在满足现代社会经济基础上，实现对房屋建筑结构合理设计，并且能够满足人们对房屋建筑的具体需求，这也房屋建筑结构设计成为了人们关注的一项重点内容。建筑企业要想实现对房屋结构设计的合理优化设计，应当在要求设计人员确保建筑工程的整体质量能够达到人们要求的基础上，对建筑设计方案进行系统分析与深入研究，并且应当将现代设计理念合理的应用到结构设计观念中，同时，在该过程中，要对房屋建筑工程的造价进行控制。依据以往建筑工程的建设经验来看，工作人员在房屋建筑工程设计期间，如果可以合理的将经济利益与施工技术两者有效的结合在一起，最终制定的设计方案则是科学的、合理的，能够使建筑企业在获取理想的经济效益。为了实现这一目的，要求房屋建设过程中，充分发挥机械设备和建筑材料的性能，从而使两者都能够更好的为房屋建筑工程服务。此外，还要从实际出发，对房屋建筑结构的不同层次加以整合，使房屋建筑工程的整体质量能够得到进一步提高，满足人们的居住需求。

2 房屋建筑结构设计的优化技术介绍

2.1 优化设计模型

某种程度上，设计模型优化是房屋建筑设计技术优化的首要前提，因此要求设计人员能有效利用优化技术提高建筑结构安全性，确保最终构建的优化设计模型科学合理性。具体可从以下几点步骤展开说明：（1）选择恰当结构设计变量。设计人员在选择设计模型变量时，需充分考虑到对房屋建筑有着影响作用的相关参数，借此明确变量。（2）明确目标函数。设计人员在构建房屋建筑结构优化模型时，首先需进一步明确目标函数，借此提高房屋建筑结构优化模型有效性，并且设计人员还可基于钢筋截面尺寸大小选择恰当目标函数，避免产生建筑企业资金成本的巨大消耗，帮助建筑企业实现经济效益最大化。（3）提出约束条件。若想进一步提高房屋建筑结构整体安全稳定性，往往提出约束条件是否合理非常重要，并且设计人员还要做好结构强度、数据分析等方面工作，便于更好开展优化设计工作。

2.2 应用流程和设计方案优化

对于房屋建筑结构设计优化来说，应用流程设计和方案优化设计是其包含的两大重要环节，对房屋建筑结构整体优化设计有着直接影响作用。具体如下：（1）设计人员在进行房屋建筑设计方案优化时，需充分考虑到众多可能产生因素，统筹全局，进而提出相对科学合理的优化设计方案。例如：房屋建筑结构优化设计中涉及到一些约束条件内容，所以设计人员可通过计算机技术来完成约束条件优化工作，确保整体优化设计方案具有精密性特点。（2）在开展房屋建筑应用流程优化设计工作时，首先设计人员应先构建优化设计模型，通过相对高效合理计算手段开展应用流程设计工作，从而更好凸显房屋建筑结构优化设计有效性。

3 优化方法的实际应用

3.1 优化结构模型

对房屋进行整体结构的优化设计，通常包括三个步骤：第一步，设计变量的选择。设计变量的选择主要以设计要求为依据，比如目标控制的相关参数等。而从设计的角度来看，一般选择变化波动较小，或是根据局部的设计和结构要求就能够满足设计需求的参数。这种参数选择方式能够尽量减少设计和编程计算的工作量。第二步，目标函数确定。目标函数是设计工作的指导方向，寻找到满足设计所需要的元素的一组方案，使工程投入费用降到最低。第三步，满足约束条件。约束条件是一个建筑建设过程中必须始终满足的对象，其内容包括结构的强度、应力、尺寸、变形、单元构建和结构体系等，在实际的设计工作中，要保证设计出来的结构，其各项约束条件都满足目标的约束条件，也即符合规范的设计要求，从而做到最优的设计。抗震规范GB50011-2010第3.6.6条明确规定，所有计算结果，应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。

3.2 整体和局部的优化

任何一个建筑项目，都一定具备层次性和复杂性两个特点。就层次性来讲，它包括了建筑的设计体系、结构体系和安装体系，这三个大体系之下又包括一个个小的下属体系，在房屋结构的设计过程中，设计人员需要对下属系统进行优化，以打破多个布局之间的关联作用，从而进行工程的叠加。就复杂性来讲，它包括了选取结构类型、选取零部件和选取建筑材料等方面。从两大特点综合来看，在设计中放在第一位的都不是应该局部整体而是整体，这样，才能够达到最优的优化设计。

3.3 优化建筑主体

建筑主体决定了房屋的安全性和可靠性。在房屋上部的结构设计中便应该首先建立模型并不断进行优化。过程的第一步是剪力墙的设置，保证其整体质量均匀，从而使刚度中心与结构中心重合，提高建筑对地震和大风的抵抗能力。在设计中，如果满足条件，那么应尽可能地加大剪力墙的长度以减少剪力墙的数量，这样有利于加强剪力墙的稳定性同时降低混凝土的消耗。在剪力墙中一般会设置钢材暗柱，如果剪力墙设计较大则可以相应地减少钢筋的使用，从而降低成本。但如果建筑本身不满足设置较大剪力墙的条件或是要求建筑具备较高的抗压抗震能力，那么就不能进行较大剪力墙的设计。

3.4 优化排水系统

排水系统所在的房间通常进行机械设备的存放，由于较大的荷载能力以及荷载强度，应该尽可能将排水系统建在低下室的房间中，根据国家的有关标准，设计管道的预留尺寸和预留深度，并对楼板钻孔的位置进行加固。另外，对于水平走向的管线也需要加以考虑，查看其是否有穿过称重墙称重柱的现象，应极力避免这种现象的出现。如果因为各项综合因素或考虑，无法避免管线穿过相关称重件的时候，那么就需要对被穿的称重件重新加固。

3.5 优化节约设计

建筑的设计在除去建筑的安全性、功能性上，最主要的目的显示为了降低工程建设的投入，从而提高房屋的建设效益，因此，控制工程的造价便是关键问题。在设计中通常以优化结构的设计来降低造价。常规的房屋结构包括框架结构、剪力墙结构、框架和剪力墙结合的结构。这三种结构都存在各自的优缺点，结构方案的设计中需要对这三种结构的优缺进行深入的考量，结合实际的房屋需求，同时对造价和效益进行考虑，以设计出最节约的方案。

4 结束语

现阶段房屋建筑结构设计工作的开展，基本上能够对相关问题做出良好的解决，日后，应继续在房屋建筑结构设计方面，做出深入的探讨、分析，不断的加强设计的可靠性、可行性。与此同时，要遵循新的理念，并不断的融入到房屋建筑结构设计的体系当中，这样才能创造出更高的价值。

参考文献

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