房屋建筑结构设计优化技术分析

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　　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，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;分析
　　1  引言
　　建筑结构的优化设计并非以牺牲安全来追求效益的最大化，而是在安全、适用、经济、美观前提下，通过总结建设经验、集中专家智慧、建立较优的数学模型来追求相对优化的结果。建筑行业不断地优化是为了满足更高的要求，在节约资源方面做到更好，同时为居民们建设出性能更为安全、外观更好的房屋建筑。
　　2  房屋建筑结构设计优化的内容及意义
　　2.1  建筑结构设计的内容
　　房屋建筑结构设计的优化是基于力学知识、现行规范及规程，根据建设工程的基本情况，控制计划成本为中心来进行结构优化的设计，通过其中关键的参数建立结构优化设计的模型，同时进行科学的计算，最终确定建筑工程结构设计的优化结果方案。
　　2.2  优化建筑结构设计的意义
　　目前我国的基础工程建设规模逐渐扩大，在取得巨大成就的同时也造成了极大的资源浪费。而优化建筑结构设计能够节约资源、提高经济效益，这是在满足现行规范要求、保证结构安全和建筑功能需求的前提下，通过科学的计算、合理的结构布置及适量的构造措施，来达到充分发挥材料性能、合理提高建筑的经济性能的目的。根据数据表明结构优化设计能够有效地降低建筑工程的成本造价，而且还能更为合理的使用建筑材料，让不同建设单位的建筑工程结构更为协调一致，促进建设工程中结构设计的健康发展。
　　3  房屋建筑结构的优化技术
　　不同地区的房屋特点不同，以南方农村的房屋建筑为例。通过对有关资料进行调查可知，我国现阶段既有建筑的占地面积已超过400亿平方米，我国既有建筑仍存在很大的发展空间，接下来就南方农村既有建筑的情况展开讨论 ：南方农村既有建筑占地面积已超过200亿平方米 ，占全国建筑既有占地面积的55% 左右。近年来，南方农村呈现高速发展的趋势，通过对有关情况进行调查可知，现阶段，南方农村建筑物主要结构为钢筋混凝土结构，还有少量的砖木及砖混结构。南方农村大部分的建筑物没有设置节能措施，导致能量消耗严重，设备的使用系数较低。此外，南方农村的建筑缺乏规划性，没有对建筑物的布局进行分析，大部分农村的建筑物在布局及体形等方面设计较为随意，过度片面地追求城市化建设使得农村建筑缺乏设计性，丧失了地域特色，由于没有设置节能系统，使得浪费现象严重，不利于“可持续发展战略”在南方农村的落实。通过对上述材料进行分析可知，我国南方农村建筑主要存在的问题是缺乏合理的设计格局，没有应用节能技术等，为解决上述问题，有关专业人员对资料进行分析，得出下列结论。优化南方的建筑结构设计非常关键，在进行结构设计优化时，首先要考虑的因素就是房屋建筑的安全性能，在保证房屋建筑的安全性能达标的基础上对结构设计进行优化。在进行结构设计优化前，要做好充分的准备工作，其中整体设计尤为关键，要分析房屋建筑周边的环境制订初步的施工方案。除此之外，优化设计及细节设计也非常关键，要对房屋建筑的子结构进行充分的分析，通过对有关的资料进行分析可知，房屋建筑的设计主要包含5个部分 ：细部构造、主体结构、屋盖结构、围护结构及下部的基础结构。不同的结构细节设计需要考虑的因素不同，因此，在进行子结构设计前，要充分考虑各类因素，制订合适的方案可有效降低工作难度，简化工作流程。
　　4  房屋建筑结构技术优化存在的问题
　　房屋建筑传统的结构设计存在一定问题，一般是根据具体的设计要求，制定出设计方案，然后设计人员根据其设计经验，为房屋建筑的坚硬性和稳定性设计标准，使其尺寸和大小满足规范标准。这些结构设计可以制定一些参数，要求设计根据方案要求改变而变化、调整。但是在传统的建筑结构设计中，设计人员一般是依靠自己的设计经验来完成设计，确定设计方案，包括计算出建筑结构的坚硬性、刚度和承受力度等参数，计算结果不要求精准，只要求在合适的范围内即可，因此，有时也可能出现设计数据不准确的现象，这些都是传统的建筑结构出现的弊端，即使保证了一定的安全性能，但是并不是最优方案，最优方案需要在诸多的设计方案中找出最适合房屋建筑施工的方案。所以房屋建筑传统结构设计存在一定不足，但它同时也为建筑的优化设计奠定了一定基础，使优化设计更好地完成。
　　5  结构设计优化技术的运用
　　5.1  植入概念性设计理念
　　在房屋建筑施工过程中，一些无法用详细数据展开施工的情况则需要嵌入概念设计理念，对不同的结构设计采用不同的分析方法，确定结构设计根据材料的不同、参数不同而进行不同角度的分析。分析的方法是多样性的，然后再进行择优，从中得出最好的设计方案。而对于已经确定好的结局布置需要从不同的角度分析整体结构橱架的陌生情况，并且对于不同的建筑材料、设计参数标准进行多组合的形式搭配，最终实现经济价值与安全程度都达到最优的组合。
　　5.2  结构工程师要参与建筑方案规划
　　在建筑方案阶段，结构布置的合理性往往被忽视，而结构设计是在建筑设计之后进行的，受建筑设计的制约，往往要牺牲一定的经济性或者安全储备来实现建筑设计的要求。这就建议结构工程师能在方案阶段参与进去，力保在满足建筑功能及外观需求的前提下，使建筑物尽可能地平面规则、竖向刚度连续。建筑结构工程师需要积极参与到早期的项目计划中，对于整体的项目进行全面的了解，否则在实际的建筑中，建筑師很难正确地分析系统的结构，帮助建筑师做好创新，使建筑的功能优化全面展现。
　　5.3  整体优化和局部优化
　　任何项目建筑的设计都比较复杂且有层次性，不仅仅包含了建筑原材料的选取、零部件的选配、结构类型的选用等内容，还包括建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系，每一个体系又包括许多的附属体系。对所有体系的细节都进行优化，从整体到局部，真正做到优化设计的实现。
　　5.4  分阶段优化
　　每一个项目工程在指定的使用期限中的每一个环节都是有可供挑选的多种方案的，即在每个阶段都可以进行方案的优化。设计人员就需要根据不同的性质来进行不同的确定，保证建筑的施工质量，延长整体工程的使用寿命，为企业的经济做最大的努力。
　　5.5  对基础的优化
　　一般基础部分的投资占总投资的20%～30%，所以合理的基础方案对节省造价尤为重要，必要时应根据地质资料设计多种基础方案，综合比较选取最优。
　　5.6  对上部结构进行优化
　　需要对房屋建设的上部结构来进行优化先应该要布设合理的剪力墙，并且保证剪力墙的质量，并且让对称楼层的平面刚度中心点与结构的重心位置生命，减少外部的风力、地震等荷载作用的影响。尽可能地应用剪力墙，同时增加墙肢长，缩减墙肢的数量也保证刚度基础的同时降低混凝土的使用数量。
　　6  结束语
　　在房屋建筑结构的设计工作中，相关工程设计工作人员需要对其中的各个环节进行合理的优化和设计，需要充分考虑到建筑体整体的美观性和安全性特点，对建筑结构当中的各个设计环节进行合理的优化，提高人们的居住安全性和舒适度。
　　参考文献：
　　[1] 林森.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].建材与装饰，2018（52）：78～79.
　　[2] 叶青.关于房屋建筑结构设计中优化技术应用的探讨[J].低碳世界，2018（12）：176～177.
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