房屋建筑结构设计中优化技术的应用浅析

郭晓建

（运城市建筑设计研究院，山西 运城 044000）

1 优化房屋建筑结构设计的意义

1.1 增大建筑空间使用率，降低建筑材料使用量

优化房屋建筑结构设计，可以增大空间使用率和材料利用率，节能节材，推动社会的稳定发展。这与国家所倡导的可持续发展理念相互契合。再者，选择房屋建筑结构优化设计方案也是至关重要的。选择房屋建筑结构优化设计方案，可以最大程度地压缩投资成本，实现经济效益与生态效益的最大化。

1.2 压缩工程投资成本，保证经济效益最大化

工程设计造价在工程项目总投资体系中占据着绝对比重。为此，优化房屋建筑结构设计，可以节约投资成本。此外，优化房屋建筑结构设计，还可以提高结构构件使用率，减少材料使用量，维护经济效益。

1.3 增强房屋建筑结构设计的完整性和合理性

在优化房屋建筑结构设计的过程中，不仅可以节约投资成本，还能维护整体结构的安全性，做到经济性和安全性的协调统一。

2 优化房屋建筑结构设计的关键工序

2.1 创建结构函数模型

完善计算方案和设计模型是优化房屋建筑结构设计的两个重要组成部分。优化房屋建筑结构设计就是在诸多变量中选择最关键的参数，对参数加以整合，创建完整的函数模型，得出最优解。从整体方面来说，创建函数模型主要分为如下两个部分：①选择合理的设计变量。选择合理的设计变量，对于创建函数模型具有积极意义。同时，设计变量的选择也就是关键参数的选择。②确定目标函数。确定目标函数的前提条件是获取满足函数条件下的最优解。之后确定约束条件，将结构构件的规格、强度、弹性以及应力条件等控制在合理范围内。

2.2 优化设计方案与计算方案

优化房屋建筑结构设计往往会受到各类约束条件和变量参数的影响。为此，在计算过程中，要有意识的将所有约束条件转化为非约束条件，促进整个优化过程的良好运转。

2.3 优化程序设计

程序设计就是在确定优化设计方案的基础上，对设计程序进行编写，且将设计程序导入到计算机系统中。利用计算机系统的计算功能，获得更加直观的结果。

2.4 注重结果分析

结果分析也是优化房屋建筑结构设计的关键环节。利用计算机系统的计算功能对数据信息展开分析，获得包含所有关键参数信息的最佳设计方案。在优化房屋建筑结构设计的过程中，需充分考虑各方面影响因素。

我们都知道，房屋建筑结构设计与施工往往会消耗大量的人力、物力和财力。而优化房屋建筑结构设计，可以将各项成本指标控制在预算范围内，在保证房屋建筑结构安全稳固性的基础上，实现经济效益最大化。在房屋建筑结构设计中，应高度注意如下两方面问题：

①明确建筑结构设计的经济和技术的平衡点，从根本上解决二者之间的矛盾冲突；②客观认知技术改造所创造经济效益，与技术未改造前的经济损耗指标加以对比。

3 优化房屋建筑结构设计的重点内容

3.1 优化上部结构设计

优化房屋建筑结构设计在房屋建筑工程施工中发挥着至关重要的作用。在优化房屋建筑结构设计中，针对上部结构的优化设计，是指对房屋建筑结构中的梁板柱展开优化设计。上部结构优化设计要点如下所述：1）严格控制剪力墙数量和长度。施工人员需注重剪力墙结构各部分受力的均衡性，避免房屋建筑结构在台风、地震以及泥石流等自然灾害中出现整体垮塌。相关人员要采用大开间剪力墙结构设计，减少剪力墙数量，延长墙肢长度，加强整体房屋建筑结构的安全稳固性。2）在剪力墙结构中，布置少量框架柱。在不影响房屋建筑结构功能的前提条件下，适当配置一到两个框架柱，使框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%。同时，剪力墙充当框架柱，还可以节省大量的钢筋混凝土。

3.2 优化梁板柱配筋施工图设计

在优化房屋建筑结构设计的过程中，需保证结构体系受力的均衡性和传力路径的明确性。只有这样，才能优化梁板柱配筋施工图设计，减少钢筋混凝土使用量。

3.3 优化地基基础结构形式设计

地基基础的主要作用就是承受建筑物上部结构的重力荷载。优化地基基础设计，既可以加强房屋建筑结构的安全可靠性，又可以节省大量的工程造价。俗话说“万丈高楼平地起”，就充分说明了优化地基基础设计的重要性。一般来说，设计人员会根据地质环境勘察报告，综合分析地质结构条件、地下水文环境条件以及周边建筑物分布情况对房屋建筑地基基础的影响，确定地基基础形式。以某高层住宅楼工程项目为例。该高层住宅楼工程地上部分共30层，地下2层。设计单位根据地质环境勘察报告建议采用如下三种基础形式：PHC预应力管桩，人工挖孔桩，机械钻孔。在绘制完整的施工图后，由工程预算人员对工程设计方案和施工方案展开经济性分析，再结合施工难易程度与施工周期等关键因素，选择PHC预应力管桩，从而简化施工流程，缩短施工周期，节约投资成本，最终实现工程项目经济效益与社会效益的最大化。

4 结语

综上所述，优化房屋建筑结构设计是一项综合性、专业性与复杂性较强的工作。为此，设计单位应当给予高度重视，全面考虑房屋建筑结构设计的关键影响因素，优化上部结构设计、梁板柱配筋施工图设计以及地基基础形式设计，从而增强整体房屋建筑结构的安全稳固性，满足人们的多元化需求。