房屋建筑结构设计中优化技术

杨帆

摘要：自改革开放以来，我国的经济水平呈现高速发展的趋势，人们对生活质量的要求越来越高，房屋作为人们日常生活必不可少的因素之一，一直以来都受到广泛关注，然而，现阶段我国人口呈现发展的趋势，土地资源有限，因此，合理地利用土地资源非常关键。科技时代的到来，各种新型技术的出现简化了房屋建筑的结构设计流程，由于我国结构设计行业起步较晚，与发达国家相比还有一定差距，如何缩短与发达国家的差距非常关键，在房屋建筑的过程中，最大程度地对结构进行设计优化至关重要。

关键词：房屋建筑;结构设计;优化技术

引言

近些年来随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也有了显著地提高，那么自然的，人们对于自身所居住的环境也有了更高的要求。而在这样的情况下，房屋建造者需要在保证房屋建筑具有所有功能特点的前提下，对于所建造的房屋建筑的结构运用结构优化技术进行优化，如此才能满足人们对于自身所居住的房屋建筑的需求，并且也能够在竞争日益激烈的建筑市场当中占得一席之地，提升自身企业的经济效益。

一、房屋建筑结构设计优化的必要性

1.1有利于降低工程造价

从工程造价角度来看，设计阶段对工程总造价的影响占50%～70%。将优化技术应用到设计环节，在满足建筑安全性、实用性的前提下，尽可能地控制造价，可帮助建筑公司節省一笔可观的费用。例如，房屋建筑层数与经济效益之间存在直接关系。层数越多，容纳的住户越多;但是为防止光线遮挡，随着层数的增加，又须扩大楼间距。在建筑结构设计阶段，应用优化技术，科学设计建筑层高，保证建筑公司经济效益的最大化。除此之外，依托建筑结构优化设计，还可从缩短工程周期、节约建筑材料、合理配置人工与设备等方面，控制工程造价，避免资源、资金的浪费。

1.2有利于提升建筑安全

建筑结构设计方案是后续施工的重要依据，也是决定房屋建筑质量安全的关键因素。因此，对于设计人员而言，须将安全摆在第一位。但由于建筑结构的复杂化及功能需求的多样化，给设计工作带来了更大的压力。设计人员既需要从整体上考虑建筑结构的协调性，又要从细节部位考虑功能的实用性。在这种情况下，借助BIM系统、ANSYS软件等一系列先进技术，辅助建筑结构设计工作的开展，可进一步提升建筑设计方案的安全性。例如，应用BIM系统可达到“所见即所得”的效果，且在虚拟环境下生成建筑3D模型，方便设计人员及时发现问题，不断进行优化，使设计方案更加完善。

二、优化技术的应用

2.1构建优化模型

目前随着信息技术的不断发展，可以通过建立优化模型来对建筑的结构起到优化的效果。而想要构建出优化模型，就必须对建筑周围的环境进行考察，再将实地考察得到的数据与原本的设计方案进行对比，然后对方案进行不断地优化与调整。对一些影响因素要进行综合分析，可以运用BIM等技术，对建筑的相关参数以及数据进行分析，从而起到优化设计方案的效果，提升设计的合理性。

2.2整体方案的优化

在建筑方案进行设计时，需要考虑到当地的气候、地形、政策等因素。如果其正式施工阶段刚好处于雨季，那么就需要专门增加一些防水设计，进而减少雨水天气对施工进度的影响。此外，通过对不同影响因素的分析，还可以对施工技术进行适当的调整与优化，在保证建筑质量的同时，降低一些因素对施工进程的影响。

2.3局部结构优化

除了对整体的方案进行优化外，还应该考虑到建筑结构局部的性能优化，因为局部结构的优化最终也会促进整体质量的提升。而目前常用的局部结构优化是剪力墙的设计，而剪力墙对于建筑整体的质量往往也起着非常关键的作用。为了最大化地节省成本，在设计时需要将房屋的高度与其它相关的因素综合进行考虑，从而保障剪力墙设计的高度。因此，局部结构的优化与建筑整体的质量效果往往是统一的，必须要予以重视。此外，剪力墙的质量一定要满足相关的要求，尤其要保证楼层的刚度中心点与其楼层结构中心的重合，这样在一定程度上就能减少风力以及地震对于高层建筑外部所带来的压力，如果有必要还可以专门设计大开间的剪力墙结构，通过减少墙肢的数量，提升建筑整体的稳定性。

2.4加强新技术的应用

除了BIM技术外，还可以借助于计算机技术，而这些先进技术的应用往往决定了优化技术运用的效果。通过优化设计可以对设计方案进行合理地改进，而如何控制改进的一些细节，则需要通过计算机技术对相关参数以及数据进行分析后才能得出，所以一定程度上也提升了优化技术运用的准确性。

2.5优化布局结构

在对建筑进行设计时，确保布局结构的合理性往往是非常关键的一个环节，而想要对其布局进行优化，首先需要遵循先整体后局部的优化原则。在这种布局原则的影响下，在确保其布局合理性的同时，也大大提升了建筑整体的美感。比如在对构件进行设计时，必须要考虑与整体建筑效果的协调性，对每一个构件的位置进行合理的布置，既确保了构件功能的实现，也保证了建筑外观整体的协调。在对楼道进行设计时，需要对楼道的应力进行控制，通常其应力点位于楼道的转角处。对于这一位置的施工一定要选择高强度的材料，这样才能确保其承重能力。

2.6优化地下室设计

如今许多城市正面临着用地面积紧张的难题，因此对于建筑地下室的利用将会越来越被重视。在对地下室进行设计时，必须严格遵守相关的结构设计规范，尤其要对其深度进行合理的控制，进而减少一定的土方工程量。而想要使地下室达到最大化的优化效果，就必须对其周边环境进行实地考察，对于其地质状况、水文特征、以及不同季节地下水分布的情况进行充分的了解。此外还要对其浮力作用进行计算，进而来确认底板配筋以及抗拔桩的设计。如果地下水的渗透力以及土方的压力较大，则应该增加墙体的配筋量，使其有足够的抗压能力。

2.7优化施工技术

很多时候选择合理的施工技术往往对于总体的工程建设能起到事半功倍的效果。因此在实际的施工过程中，对于一些技术的开展可以专门进行一些优化。比如在进行基坑施工时，可以专门设置一些支护，提高其施工的质量并保障过程的安全。此外对于一些施工技术的展开还要加强检查，确保其操作符合施工的要求。

三、结束语

综上所述，想要使房屋建筑结构设计中的优化技术得到更有效的应用，就必须充分考虑环保性、经济性、安全性、功能性、美观性这些要求。在对结构布局进行优化时，需要遵循先整体后局部的优化原则，只有这样才能确保建筑设计的合理性。相信随着设计人员专业水平的不断提高、以及施工技术的不断成熟，未来优化技术的应用将得到更多建筑施工企业的重视。

参考文献：

[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]甘朝翔.房屋建筑结构设计中的优化技术应用分析[J].住宅与房地产，2020（24）：173.

[3]赵淇洛.房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析[J].轻松学电脑，2019（15）：1.

[4]李云燕.房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析[J].砖瓦世界，2019（6）：56.