房屋建筑结构设计中优化技术应用研究

李卫卫

（河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司，河南郑州 454000）

0 引言

随着现代化建筑行业的快速发展，在建筑设计当中确保建筑质量和经济性的同时，也逐渐注意其他理念的融合，尤其是绿色环保理念。在绿色建筑的发展模式下开始应用优化技术，不仅能为人们提高绿色健康的生活环境，还可以促进可持续发展战略的进行，推动建筑企业的绿色发展。在确保建筑的质量和使用效果时，还要求融合时代的发展元素。另外，为对建筑结构设计进行优化，在确保建筑整体质量的同时，也能够合理利用各种施工材料，从而减少施工成本的投入，也能够有效提高建筑施工的质量和效率，确保建筑企业的效益最大化，进而推动建筑行业健康发展。

1 房屋建筑结构优化技术

对房屋建筑进行传统的结构设计时，以确保建筑的稳定能力、承载能力和刚度为主要的设计目标，通过力学知识来对建筑结构进行多方面的设计，也会借助设计变量和给定的参数来体现设计方案的特征。结构优化设计建立在传统结构设计要求的基础之上，在确保建筑的整体质量的同时，融合新时代的发展元素，提高房屋建筑的结构性和功能性，更全面地满足使用者使用要求。另外，结构优化设计当中，对施工材料的合理使用，可以有效减少施工成本的投入，确保建筑企业效益最大化。

2 建筑结构设计优化的作用

2.1 保障施工材料的有效利用

在发展中国家的建筑建设发展当中，保障建筑质量是第一要求，同时要求更高的经济效益，以促进建筑行业的进步，推动社会经济健康发展。在房屋建筑结构优化设计当中，如何提高对施工材料的有效利用是重要的设计任务，这就需要相关工作人员利用相关的力学和建筑学知识，根据房屋建筑的实际施工情况，对结构设计进行研究和优化，尽可能让房屋建筑的全面性能到达相关要求。同时，相关单位要加大新型现代化建筑材料的研发力度，让更新型的先进材料投入建筑施工当中。比如在钢管混凝土结构优化技术，其主要内容是将混凝土填入在薄壁圆形钢管中，实现钢管与混凝土的相结合。当钢管当中的混凝土凝固之后，整个结构就会拥有很高的稳定能力。钢管混凝土结构不仅能保障质量超过传统刚结构，也能够降低近一半的钢材需求，节约施工成本，也便于焊接工序的进行，提高焊接工作的质量和效率。通过多项建筑的施工经验可知，房屋建筑结构设计的优化极为重要，在保障建筑施工质量同时，可以有效增强施工材料的利用效果，从而确保建筑企业的经济效益。

2.2 结构设计优化有利于提高建筑结构的经济性

当房屋建筑层高的越大，为保障建筑的整体质量，就需要较大的墙体面积和柱体积，从而造成较高的结构自重，而且需要较长的建筑管线管道，造成施工成本增加。如果建筑层高较低，不需要太大的墙体面积和柱面积，就可以保障建筑要足够的稳定性和抗震性能，也可以减少相应施工材料的投入，减少管线管道的铺设长度，从而提高建筑结构的经济型。当建筑层高较低时，会降低建筑的总体高度，能够调节两栋建筑间的日照距离，可以有效把控用地面积。当建筑面积相同时，平面形状采取圆形和方形的设计，可以有效减少建筑外墙的周长系数，并且可以控制建筑当中后续需要进行装修的面积，节约装修成本，从而确保建筑企业的经济效益最大化。根据调查得知，结构设计优化能够让工程总造价降低10%～30%，提高建筑企业的经济效益。

3 当前房屋建筑结构设计的现状

3.1 建筑结构设计图纸不全面

建筑结构设计图纸在建筑工程施工中有极其重要的作用，设计图纸能够统领整个施工过程相关工作的开展，每个施工环节的开展都是以图纸作为施工的基本参照，只有全面完善的建筑结构图纸，才能保障项目施工的有效进行，提高房屋建筑的整体质量和建设效率。但是，目前存在一些建筑企业没有完全重视建筑结构设计图纸的工作，没有将整个施工过程进行全面仔细的规划，有些甚至不能确保建筑的整体质量足够可靠，存在巨大的安全隐患。当图纸设计人员的专业能力不足时，造成图纸的绘制不够合格，容易造成建筑结构类型不够明确、抗震抗压能力不能达到相关要求等严重问题。另外，如果图纸中的细节内容不够清晰，很容易让施工人员产生误解，进行不正确的施工环节，很容易给整体施工带来很大的困扰，甚至会造成巨大的损失。

3.2 基础选型缺乏科学性

随着人们生活水平的不断提高，对房屋建筑的使用功能有越来越高的需求，但是其都建立在房屋建筑质量足够安全的基础上，只有房屋建筑的质量可靠，才能让使用者提供正常生活的基础，而房屋建筑结构设计的合理性直接关系到建筑的整体安全水平。只有房屋建筑结构的选型足够科学，施工材料符合施工要求，建筑整体的各方面性能达到相关规定，才能够确保建筑的整体安全水平满足人们的需求。近年来，在我国的建筑行业当中，因建筑结构选型不合理而产生各种各样的问题，严重阻碍建筑行业的发展。

4 房屋建筑结构优化设计的相关要求

4.1 绿色环保要求

近年来，在国家政策的号召下，建筑企业也十分注重绿色环保理念融入房屋建设当中，很多绿色环保的建筑工程逐渐出现，对房屋建筑结构优化设计当中也注重绿色环保要求。进行绿色环保的房屋结构优化设计，在保障房屋建筑的质量和使用性的同时，能够有效减少对资源的浪费，让材料的利用效果更加显著，也能够促进建筑企业可持续发展战略的进行。

4.2 安全性要求

房屋建筑的安全性一直以来都是社会各个方面关注的重点问题，是建筑企业发展的基石，也是为人们进行正常生命活动的基础。虽然人们越来越重视房屋建筑的使用效果，但是对安全性的要求是最基本的，因此在房屋建筑结构优化设计当中，要将提高房屋的安全性作为首要目标，提高房屋建筑的整体质量，进而推动建筑企业的健康发展。

4.3 经济性要求

在日益激烈的市场经济当中，建筑企业想要得到生存和发展，就必须要考虑建筑项目的经济性，只有确保足够的经济性，才能确保工程建设的有效进行，让建筑企业得到最大的经济效益。在保证房屋建筑最基本的安全能力的同时，要对房屋建筑的经济性进行优化和设计，选择新型的施工技术和更加先进的施工材料及设备，确保建筑企业的效益最大化，进而推动建筑行业的发展。

5 房屋建筑结构优化设计应用

5.1 优化模型的合理构建

房屋建筑结构优化设计对于整个建筑项目来说至关重要，不仅能保障建筑的整体质量，还能确保有足够的经济效益。因此，要构建合理的优化模型，才能确保结构优化设计足够可靠。在构建科学合理的优化模型时，要根据施工现场的具体情况，对房屋建筑的结构进行全面分析，根据各种测量数据，进行相关的推算，将稳定性和安全性作为构建模型的要点，才能确保优化模型的科学合理构建，进而体现结构优化设计的可靠性，为后续施工的进行提供坚实的基础。

5.2 整体设计方案的优化

房屋建筑结构优化设计当中，需要优化整体设计方案，通过考虑外界各种因素会对工程施工产生的相关影响，并且设计出相关的应对措施，对优化技术进行合理调整，确保项目施工的有效进行，提高房屋建筑的整体质量。

5.3 优化局部结构性能

在进行房屋建筑结构优化设计当中，不能只注重建筑的整体性能，还需要注意优化建筑的局部结构，只要确保两者统一协调配合，才能确保房屋结构的质量足够可靠。其中，剪力墙的优化设计直接影响房屋建筑的整体质量，因此要加强剪力墙的优化设计，首先要保剪力墙的高度，其次要注意在地下室把增设剪力墙的嵌固设施，增强剪力墙的稳定效果，进而确保房屋建筑的整体稳定性。

5.4 计算机技术的优化应用

先进的科学技术给项目建设提供更便利的条件，也能够提高整个房屋建筑的精准度。在房屋建筑结构优化设计当中，计算机技术的优化应用，让原本复杂的计算流程，只需简单操作便可以得到精确的结果，减少因人为误差造成的影响。因此要注意计算机技术的优化应用，进而提高设计方案的合理性和准确性。

6 结语

总而言之，为满足人们对房屋建筑日益增高的需求，房屋建筑结构优化设计起着至关重要的作用。其在保障房屋建筑整体质量的同时，能够增强房屋建筑的使用效果，从而满足房屋使用者的各种需求。随着经济的发展，另外，应用优化技术，可以有效的节省施工成本，确保建筑企业的效益最大化，推动建筑行业的健康发展。