房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨

申磊

【摘要】随着社会经济的快速发展，人们的生活质量也得到了改善，在此背景下，对于生活及居住的环境，也有了更严格的要求。在开展房屋结构设计工作的过程中，结构设计工程师需积极的采用各类建筑结构优化措施及设计方法，这样不仅可以大幅地提高房屋的舒适度，同时还能满足人们的各类居住需求。不仅如此，通过应用建筑结构优化设计方法，还可在不影响房屋性能及质量的前提下大幅度降低建设的成本，从而大幅提高建设单位的经济效益，促进建筑行业在我国良性的发展。

【关键词】房屋建筑;结构设计;优化技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.30.

在第十四个五年规划开局之年，我国提出了“完善新型城镇化战略 提升城镇化发展质量”的宏观远景，为建筑行业的继续发展指明了方向和道路。目前我国的建筑行业仍处于快速发展的阶段，同时伴随着人们的生活物质文化水平的不断提高，社会各界对建筑的质量和安全也提出了更高的要求。新的机遇和挑战下，人们要求房屋建筑能够兼具美感、给人带来精神上的享受，因此在房屋建筑结构设计的过程中，优化设计显得更加重要。然而在过去的粗放式设计理念的制约下，很多房屋建筑结构的设计过程中，并没有充分考虑人们的个性化需求及建筑的功能性，导致房屋建筑结构设计缺乏足够的实用性和功能性，无法满足居住者的全面要求。这就需要结构设计工程师在房屋建筑结构设计的过程中，不仅要考虑房屋建筑实际的功能需要，还应该考虑房屋建筑的美观性和人们的实际需求，同时还要确保房屋建筑设计的质量。因此，本文针对房屋建筑结构设计中优化技术应用进行了探讨。

1、房屋建筑结构优化设计的内容

随着中国经济的发展，中国的建筑行业仍在飞速进步，人们的生活发生了翻天覆地的变化，因此对房屋建筑结构设计的要求也在逐渐增加。在房屋建筑结构设计的过程中，设计者需要充分考虑房屋建筑结构的美观、经济、实用等多方面的因素，从居住者的角度出发进行设计，注重现实需求。在房屋建筑工程的成本控制过程中，房屋建筑结构设计需要对成本进行优化，从而采用更加有效的方式提高房屋建筑结构设计的有效性，通过精确计算，使房屋建筑结构设计方案中的各项参数达到相应的要求。

2、房屋建筑结构设计的原则及重要性

2.1 房屋建筑结构设计的原则

（1）在房屋建筑结构设计的过程中，不同的房屋建筑结构在房屋建筑中的作用不同，因此相关工作人员需要根据实际情况开展相应的结构设计，使建筑材料的种类和数量能够满足房屋建筑工程的需要。

（2）房屋建筑工程具有复杂性，因此，在房屋建筑结构设计的过程中需要充分考虑不同环节以及结构设计原则，将设计工作同安全理念相结合，更好地确保施工人员以及施工现场周边居民的人身安全。

（3）在房屋建筑结构设计的过程中，需要相关结构设计工程师根据房屋建筑实地情况开展相应的房屋建筑结构考察，包括：场地周边水文地质条件、周边市政管网及建筑物分布情况等，从而采用更加合适的建筑方案及建筑材料，确保工程的质量。

2.2 房屋建筑结构设计的重要性

中国建筑行业需要应用先进技术，其中房屋建筑结构设计更加需要加强对先进技术的应用，只有这样才能使中国建筑行业能够在技术发展的过程中不断前进。在房屋建筑工程中，结构设计工程师应该将房屋结构、房屋构件与房屋建筑结构设计联系起来，在工作过程中积累更多的经验，充分发挥房屋建筑结构设计工作在建筑施工中的重要作用，促进中国建筑行业的快速发展。

3、房屋建筑结构优化设计的重要意义

3.1 房屋建筑结构优化设计极大地降低了建设项目的总成本

通过数据分析可知，房屋建筑结构优化设计对于节约建筑成本有着十分重要的作用。房屋建筑结构优化设计能够更加合理地利用建筑材料，不会产生各种浪费，确保房屋建筑结构设计的经济性。另外，在建筑结构优化设计的过程中，还需要制定一套完整的、科学的成本方案来节约房屋建筑成本，能够方便施工过程中造价工程师高效的施行成本管理工作。

3.2 提高房屋建筑的安全性

科技的发展使中国房屋建筑结构设计水平得到了提升。各类力学分析软件和结构设计辅助软件的应用，能够快速的为房屋建筑结构设计提供可靠的数据支持，从而确保建筑结构设计的安全性和有效性，并且能够用参数化的方式描述整栋房屋建筑结构设计的特点，这对于节约建设成本、优化建筑外观、提升建筑工程质量和安全性有着重要意义。

3.3 降低工程造价

建设企业开发项目的最终目的是为了盈利，因此房屋建筑工程建设过程的成本管理非常重要。在充分考虑房屋建筑工程安全性的同时，房屋建筑结构设计要能够实现对资源的节约。不能一味地追求安全性而使建筑工程消耗过多的资源，因此需要在房屋建筑工程结构设计的过程中采用更加有效的结构形式，在房屋建筑工程安全性的基础上，通过对房屋建筑结构设计的优化，尽可能地降低建筑工程成本，最终实现降低工程造价的目的。

3.4 提高房屋建筑的经济性

随着人们的物质生活水平提供，居住类建筑的功能需求也从简单的遮风挡雨升级为采光、采暖、电梯、便利、美观、结构布局合理等各个方面的需求，只有更好的完善建筑才能够更好地激发人们的购买欲望，加快项目的去化速度。但是很多楼盘在销售的过程中由于各类因素制约不能够达到居住者的要求而導致销售状况不佳。由于建筑工程的开展需要消耗巨大的成本，开发商为了能够实现利益最大化，将楼间距设置过小，楼层设置过高，增加了居住的不舒适程度，从而降低了楼盘的经济性。因此，在房屋建筑结构设计的过程中，应该充分考虑房屋间距、楼层高度以及土地利用率，为建筑开发企业创造出更大的经济效益。

4、房屋建筑结构设计中存在的问题

4.1 缺乏整体性

房屋建筑结构设计中的整体性对于房屋建筑业的整体发展具有十分重要的作用。目前，房屋建筑结构设计缺乏整体性，相关设计工作较为零散，这种情况会导致整个建筑工程施工缺乏目标。在房屋建筑结构设计的过程中经常会因缺乏整体性而导致建筑工程在建筑施工的过程中出现很多问题，例如，房屋建筑结构设计缺乏整体性使建筑工程既不能够与周围的环境建立一种和谐的关系，也不能有效解决建筑工程与周边环境之间的矛盾，进而对环境的造成破坏。

4.2 细节处理缺乏严谨性

在房屋建筑结构设计的过程中，相关结构设计工程师需要对其中的细节加强重视。采用严谨的态度，完成对房屋建筑工程细微部位的设计，从而把握房屋建筑结构设计过程中的细节问题。因为这些细节问题不仅会对建筑功能产生影响，还会对建筑的安全性产生影响，所以相关结构设计工程师需要加强重视，例如，在开展设计工作的过程中，一些工作人员在设计过程中缺乏严谨性导致预埋件与房屋建筑工程的整体结构、房屋建筑工程的施工安装相冲突，同时也使房屋建筑工程的建筑质量受到严重影响。

4.3 房屋建筑结构设计方案中的问题

在房屋建筑结构设计的过程中，结构设计工程师需要以房屋建筑工程规划、勘察等为重要依据，按照正确的规范和流程进行设计，例如：房屋建筑设计方案中的一些具体标识缺乏规范性和标准性，在具体施工中会使相关施工人员造成误解，从而影响到设计方案的正确实施，进而给工程建筑结构整体质量造成损害，影响到房屋建筑的价值。

5、房屋建筑结构设计中优化技术的应用

5.1 房屋建筑结构设计的整体优化技术

在房屋建筑结构设计优化的过程中，要能够充分把握整体与局部之间的关系，使房屋建筑的整体结构同局部结构相互融合、融为一体。房屋建筑局部结构的优化设计需要根据具体情况进行，如屋顶的防漏、遮阳功能，屋顶水系统等。结构设计工程师需要总结每一项工程项目的设计经验，使建筑局部结构设计得到优化，有效减少房屋建筑工程的成本。另外，结构设计工程师还需要采用科学严谨的态度对建筑工程现场进行勘察，充分了解建筑现场施工条件，从而得出合理的房屋建筑结构设计优化方案。例如：对建筑工程现场进行勘察，能够选择出满足房屋建筑结构设计的材料，从而更好地完成对建筑材料的采购;在房屋建筑工程施工的过程中遇到较为复杂的施工情况，结构设计工程师能够充分利用施工现场整体环境，设计出更为可行的施工方案，从而更好地减少施工成本，为建筑企业带来更大的经济效益。

5.2 房屋建筑结构设计优化步骤

5.2.1 选择合理的设计参数与变量

在房屋建筑工程设计的过程中，房屋建筑结构设计需要采用更加有效的方式，充分考虑其中的各项参数与变量，对参数与变量进行严格的控制。一些参数与变量对建筑结构的整体影响不大，却对建筑局部结构影响较大或很大。在房屋建筑结构设计的过程中，相应的结构设计工程师需要对参数与变量有充分的考虑，从而更好地减少工作量，提高建筑工程的施工效率。

5.2.2 确定目标函数

在房屋建筑结构设计优化之前，需要首先确定与目标相符合的建筑函数，通过建筑函数来进行失效概率等情况的计算，从中选择有效的计算方式，使工程造价工作能够更好地完成。

5.2.3 确定约束条件

房屋建筑结构设计的优化需要通过有效的约束条件来实现对结构稳定性和牢固性的把握，进而采取更加有效的方式对房屋建筑结构设计进行优化。要充分考虑所有约束条件的变化对房屋建筑结构设计所产生的影响，确保房屋建筑结构处于最佳状态。在房屋建筑结构设计优化的过程中，房屋建筑所有的约束条件都需要通过有效的方式来进行落实，确保房屋建筑结构设计与约束条件相吻合，更好地实现对相关设计方案的落实。

5.3 确定计算优化方案

在确定计算优化方案时，要以房屋建筑结构设计的可靠性为依据，确定房屋建筑结构设计优化过程中的约束性、非线性优化问题，使房屋建筑结构设计能够采用更加有效的方式来完成对问题的约束，并且对参数与变量进行综合考虑。在计算的过程中，需要采用更加有效的方式加以落实上述优化方案，最终确保设计出科学合理的方案。

5.4 节能结构设计优化

在房屋建筑结构设计的过程中要坚持绿色可持续发展理念，相关结构设计工程师要具备良好的专业素养。优化方法包括以下几个方面：

第一，房屋建筑所处的地理环境对房屋建筑整体质量效果具有重要影响，因此在设计过程中应该加强重视。在房屋建筑结构设计优化之前，对房屋建筑所处地理位置、气候条件以及所在城市进行调查，选择有效的方式完成对房屋建筑朝向、采光、采暖等设计工作，以确保良好的房屋居住环境。

第二，要统筹兼顾，在房屋建筑结构设计的过程中兼顾美观和功能，即在房屋建筑结构设计过程中要考虑房屋建筑的美观效果和各方面功能，使房屋建筑能够同周围景物结合，从而能采取更加有效的方式使房屋建筑实现高效的建筑结构设计效果。

第三，要采取优化措施，完善房屋建筑的维护工作。在开展房屋建筑屋顶、门、窗等设计的过程中，应该充分考虑采光、热量散失等因素，从而充分为居住者营造良好的居住环境。在房屋建筑维护工作过程中，需从细节出发，充分考虑房屋建筑在使用过程中可能会出现的问题，采用更有效的方法加强对房屋建筑的维护，延长房屋建筑的使用寿命。

6、建筑结构设计优化方法的应用

在开展房屋结构设计优化工作的过程中，设计单位需对房屋结构模型进行建立。在这一过程中，需要对设计对象，即会影响建筑设计的重要因素进行合理选择。同时还要将影响建筑设计程度较小的原因作为预定参数，进而降低建筑结构设计的工作量。其次，通过对设计模型对应的函数进行科学计算，也可将建筑设计的安全性全面提高。再者，还要明确结构模型的运行条件，同时还需对很多情况，如对结构强度及应力等进行全面考虑。最后，还要对结构设计进行系统的分析，道路旁房屋建筑图纸设计是极为关键的，设计单位需要对所得数据进行合理分析，这样便可发现设计方案存在的不足进而将其解决，这样房屋建筑也可得到設计优化，而房屋建筑的安全性及实用性也会得到大幅度提高。

结语：

随着人们对建筑工程质量、美观、功能等多个方面的要求越来越高，在房屋建筑结构设计的过程中需要结构设计工程师采用的先进的设计理念和技术。并结合结构优化设计的技术手段来完善建筑结构，提高工程设计质量，降低工程造价。结构设计工程师在工作过程中，需要不断提高自身能力，并且加强同其他专业设计人员及施工人员的沟通，从全局上把控建筑结构质量，更好地发挥其在提高房屋建筑工程质量方面的作用。

参考文献：

[1]甘桂其，聂凤玲.房屋建筑结构设计中优化技术的应用探讨[J].现代企业教育，2015（2）.

[2]崔艳.房屋建筑结构设计中优化技术的应用探讨[J].山东工业技术，2017（21）.

[3]赵洛亭.房屋建筑结构设计中优化技术的应用探讨[J].绿色环保建材，2018（7）.