结构设计优化技术在房建结构中的实践应用

结构设计优化技术在房建结构中的实践应用

王振宇

临沂市规划建筑设计研究院有限公司 267000

摘要：随着社会经济的不断发展，高层建筑的需求逐年增加，人们对于建筑结构的安全稳定性也越来越重视，为了迎合人们对居住环境和质量的高标准需求，满足建筑各项功能的综合需求，建筑结构优化成为当前重大课题。基于此，本文对房建结构设计优化的意义以及结构设计优化技术在房建结构中的实践应用进行了分析。

关键词：房建结构；结构设计；优化技术

1 房建结构设计优化的意义

1.1提升土地资源使用率

中国人口数量较多，住房建筑需求量大。伴随房建行业的发展，土地资源越来越紧缺。为提升土地资源使用率，高层构筑逐渐变成房建结构的基本形式。增多层数可以削减土地资源用量，采用房建结构设计优化措施可以明显提升土地资源使用率，使用房建结构设计优化技术可以优化设计方案，保障设计方案的合理性以及房建结构建造质量。

1.2促使结构设计和附属设施相匹配

房建结构建造和各种附属设施建造紧密联系，附属设施属于房建结构的关键组成部分之一。伴随房建结构楼层的增多，各种排水设施与电力设备的涵盖面积也不断扩大，由此必定会增多房建结构建造成本。为更好调控建造成本，要合理采取房建结构优化技术保障房建结构质量，促使结构设计和附属设施更加匹配。

1.3削减成本开支

房建结构应用阶段，每个楼层内的住户会公摊楼层建造成本。为严格把控成本，展开优化设计时，可以按照房建结构的主要特征，适当增多房屋楼层，削减成本开支。另外，采取优化技术还可以使设计师在房建结构设计中全面考量每个楼层的成本状况，科学设计房屋层数，削减房建结构综合支出，增加施工企业的整体经济收益。

2 结构设计优化技术在房建结构中的实践应用

2.1 优化建筑主体结构

实际设计过程中，需将工作重心放在对房屋建筑安全性、实用性的提升上，保障建筑结构的整体承载能力达标，在此基础上进行建筑质量优化。若环境条件欠佳，应尽可能地防止因外界不良条件而导致的建筑结构性破损，以免产生建筑倾斜、塌陷及沉降等问题。针对此，需考虑到剪力墙结构对建筑稳定性的重要影响，可由此入手来展开优化设计，使建筑质心和刚心重合。具体而言，减少剪力墙数量及增大剪力墙长度是最为常见的优化策略，可借此来保障建筑结构稳定性及安全性。一般而言，优化剪力墙设计时钢材的使用量会相应增大，建筑成本也有所提升。后续应当将在提升建筑结构稳定性、安全性的同时，在合理范畴内压缩材料成本造价，并节约材料使用量。

2.2 房屋建筑安全结构优化设计

建筑工程项目往往会受到气候条件、地质条件等多种因素的影响。因此，在建筑工程施工之前的勘测工作显得至关重要。通过地质勘测工作可以为房屋建筑结构设计提供强大数据支持，从而保证设计方案的科学性与合理性。除此之外，建筑结构本身的稳定性也是设计过程中应该着重考虑的因素。地震、台风等不可抗力的自然灾害会对建筑结构的安全性带来破坏，在前期设计工作中就需要充分考虑复杂环境的影响，在优化设计过程中着重思考如何提高建筑物自身的抵抗能力。

2.3 融合信息技术进行结构设计优化

传统的建筑结构设计已经无法全面满足现代建筑的需求，高层建筑工程项目需要进行分析的数据较多，人工分析会出现很多漏洞。因此加强信息技术在建筑结构设计中的应用，通过BIM系统进行前期的建筑模型设计，将建筑结构和整体建筑群之间的距离进行分析，实现建筑工程项目设计合理性与可行性，融合工程造价技术进行成本预算的精准化控制。设计部门通过CAD进行建筑平面结构的设计，并进行数据的标注，再通过3D模型的设计进行施工预演，分析施工的可行性，针对性的进行设计方案的修改，避免施工阶段出现较为严重的设计变更，实现建筑设计的精准化。

2.4 建筑结构设计美观性技术优化

随着我国社会经济的发展以及人民生活水平的提高，对建筑工程设计也提出了新的要求，在保证建筑结构安全稳定的基础上，还应兼顾建筑外观的美观性，以满足现代社会对建筑结构设计的实际需求。因此，在建筑结构设计实践中，设计人员应充分考虑建筑外观的视觉效果要素，将现代审美元素融入建筑结构设计方案中，对结构设计方案进行技术优化，通过应用先进的设计手段妥善协调建筑结构与外观美观性之间的关系，以取得二者的平衡性，实现建筑结构设计技术优化目标，创作出富有现代建筑风格的结构设计作品。

2.5 优化整体设计方案

建筑业从业者必须针对具体的设计方案进行全面、深入的分析研究，调查具体施工现场的环境，对建筑工程的规模、质量、使用性能、参数标准进行准确定位，从整体角度入手对关键性技术设备的使用方式、资源调配机制进行规划，严格控制容易影响建筑建造质量的外部因素，如人工操作错误、建造工艺不合标准、原材料质量差等，做好配套的质量控制工作，对建筑结构设计方案进行反复核查，分析建筑的受力条件与结构稳定性，合理化控制各类建材的使用数量，避免浪费工程资源，消除可能存在的安全隐患。设计者必须根据质量要求简化大型建筑、高层建筑的内部结构，控制在建筑结构优化设计环节计算的误差大小，压低施工成本，确认与建筑结构设计相关的各类约束条件，如应力约束、尺寸约束、空间约束等，在建筑建造过程中将实际约束条件和建造规划中的目标约束条件进行比对，保证各个主要的约束条件符合基本要求。

2.6 剪力墙优化

在结构设计中，要求设置好剪力墙，以改善整体的均匀性效果，尽量控制楼层平面整体刚度中心点与楼层结构的具体重心充分重合。这样便能够减轻地震或自然风力所引起的破坏。另此，一旦条件允许的话，还要大力控制好剪力墙的整体质量。在设计剪力墙暗柱方面的结构中，需要控制在我国标准规范所要求的范围以内，并适当降低钢筋含量，以达到最小配筋率方面的需要。需要注意的是，考虑到本建筑项目在竖向构件的标准轴压比上有着很明确的要求，因此，便要求严格控制好剪力墙的基本构造尺寸，以实现预期稳定效果。

2.7 设计计算方案和程序

为了确保整个建筑工程能够顺利开展，施工单位在进行加固工作的过程中，需要利用计算机程序的方式，实现加固方案的合理优化，进而为后续工作奠定良好的基础。这时，施工人员可以借助BIM技术本身所具备的特性，依照实际情况进行方案规划与应用，并演示所开展的加固工作是否能够满足预期标准，在施工过程中是否会出现风险问题，所开展的方案在效果上是否能够达到预期标准，等到确认无误后，再根据计算内容完成约束条件的分析，确保所设计的内容具有合理性。而在开展模型构建与方案设计的过程中，施工人员需要依照设计要求完成程序的设定，并将其录入计算机系统中，实现变量的管控与变动，并在不改变基础结构本质的基础上，实现新程序的改写与应用，这样既能有效地提高房屋建筑工程的施工效率，又能为后续工程打下良好的基础。

3 结束语

总而言之，当前人们对房屋建筑结构设计的要求日益提升。针对这种情况，相关设计人员需充分考量房屋建筑安全性、功能性以及经济性等各方面因素，将建筑结构设计优化贯穿整个建筑工程各个环节，可以更好地满足住户需求还是建筑企业开源节流，降低成本。工作人员需要在建筑结构优化过程中运用现代化技术，结合建筑工程实际，最大程度上为房屋建筑结构提供科学合理的优化技术保障。

参考文献：

1]祝兵.结构设计优化技术在房建结构中的实践应用[J].建筑结构,2022,52(08):167.

[2]卜文平,李桂亭.房屋建筑结构设计优化技术分析[J].工程技术研究,2021,6(13):184-185.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2021.13.087.

[3]黄柱华.浅谈房建结构设计的优化技术与经济性[J].住宅与房地产,2018(21):112+122.