摘 要 房屋質量一直是人們關注的焦點，在我國人口密度高的情況下，房屋建筑的質量問題影響范圍更加廣泛，嚴重威脅到周邊百姓的生命和財產安全。在滿足人們對房屋建筑質量要求的同時，施工單位也可以適當地降低成本來提高經濟效益，二者在某種程度上是一種負相關的關系，需要在兩者之間找到平衡點。在房屋建筑結構設計中運用優(yōu)化技術，能夠在保證工程質量的前提下，降低施工成本，提升企業(yè)經濟效益。

關鍵詞 房屋建筑;結構設計;優(yōu)化技術

1房屋建筑結構優(yōu)化技術的內容

房屋建筑結構優(yōu)化技術的本質就是在確保房屋建筑的質量達標的前提下，通過優(yōu)化技術來降低成本，進而提高企業(yè)的經濟效益。

房屋建筑結構優(yōu)化技術包含整體優(yōu)化和細節(jié)優(yōu)化，整體優(yōu)化是對整體的設計過程的一個優(yōu)化，細節(jié)優(yōu)化指的是對房屋建筑設計中的一些子結構進行優(yōu)化，如對基礎結構的優(yōu)化、對圍護結構的優(yōu)化、對屋頂結構的優(yōu)化和對主體結構的優(yōu)化等。在房屋建筑結構優(yōu)化過程中，一般采用從整體到局部的思路，先對整體進行優(yōu)化，然后將子結構作為一個相對獨立的部分重點進行拆分和優(yōu)化，最終達到整體設計最優(yōu)的目標[1]。

2房屋建筑與經濟性的關系

房屋建筑的安全性與經濟性呈負相關，如果想要提高房屋建筑的安全性和穩(wěn)定性，就要使用更好的材料，更先進復雜的工藝和更加優(yōu)秀的工人和設備，這都極大地提升了成本，經濟性將大打折扣。

對于房屋建筑來講，安全性永遠需要排在第一位。劣質的房屋建筑不僅僅威脅到周邊的人群的生命和財產安全，還給社會帶來了不穩(wěn)定因素。在建筑行業(yè)高速發(fā)展的今天，樓房的高度越來越高，建筑速度也越來越快，房屋安全造成的影響和破壞力也更加難以估量。因此，施工企業(yè)的經濟效益雖然重要，但是絕不能降低建筑的安全性，在保證安全性的基礎上再進行優(yōu)化以提高經濟性[2]。

3結構優(yōu)化技術在房屋建筑結構設計中的應用

3.1 重視概念設計優(yōu)化技術的分析

房屋建筑設計結構優(yōu)化技術的工作原理是利用電腦對房屋的實際情況進行模擬，這種模擬工作只需要將初始的設計方案輸入其中，然后設定一定的約束條件，在約束條件的框架內，通過改變其他的變量，來分析出最優(yōu)的設計參數。房屋建筑結構設計的優(yōu)化工作通常是以房屋結構的安全性作為約束條件，也即建筑性能指標。在確定性能指標后，根據建筑所處的地理位置，抗震烈度、基本風壓、建筑的平面布置、使用功能等已知條件，選擇合理的房屋結構，如框架結構、框剪結構、剪力墻結構、框架核心筒、筒中筒等結構體型。此外，根據實際情況考慮是否采用隔震、減震等設計手法，從而設計出更加符合建筑使用要求的房屋結構類型。

3.2 應重視具體構件的設計優(yōu)化

在結構設計的過程中，具體構件的優(yōu)化設計也十分重要。在選定結構類型的基礎之上建立結構模型，在滿足建筑安全的基礎之上合理選用計算參數，根據初步選用的參數進行結構初算，再根據計算結果對各個參數進行詳細認真地調整。結構優(yōu)化設計的構件設計還可以參考減震隔震的原理，對一些受力體系進行轉變，以達到合理經濟的目標。如在一些山地建筑中，地下室的設置往往會有一側的外墻填土較低或與外界相通，可設置一些地下排水設施來解決地下水的水位問題，從而降低地下室的建設成本。但此技術的使用是有一定條件的，盲目使用可能會帶來不利影響，設計人員應充分考慮工程的條件再確定是否使用。

3.3 結構優(yōu)化設計的具體步驟

（1）方案階段優(yōu)化設計內容

①根據建筑功能、建筑高度、設防烈度及風荷載情況等條件確定結構體系。②查看地勘報告、安評報告是否滿足設計需要，提出優(yōu)化方案。③初步確定基礎選型，確定地下室及地上結構是否需設置伸縮縫或防震縫。④確定地下室柱網、地下室層高，基本確定地下室各層的樓蓋選型。⑤確定上部結構豎向構件的布置。⑥對于影響使用功能及降低品質的建筑布置提出合理意見，并反饋給相關部門。⑦對項目各部分的結構體系（非常規(guī)部分）進行技術經濟分析，給出結論及提供具體建議。

（2） 擴初階段優(yōu)化設計內容

①確定基礎選型、地下室樓蓋選型及其合理性與經濟性，確定上部結構的結構布置。②確定建筑材料的使用（混凝土標號、鋼筋強度等級及砌體填充墻的材料）。③對結構計算模型進行優(yōu)化，做好優(yōu)化記錄并形成報告。

（3） 施工圖設計階段服務流程

①制訂項目各部分結構統一技術措施（用于指導施工圖設計）。②組織公司結構技術力量解決施工圖設計過程中的結構技術問題。③減少施工圖“錯、漏、碰、缺”問題，減少不必要的施工返工，減小施工管理強度，降低造價及縮短工期。④確保工程材料用量及總結構造價降到最低。⑤確保房屋質量滿足國家規(guī)范及地方要求，并通過施工圖審查。

4房屋建筑結構優(yōu)化技術的應用過程中注意的問題

建筑的結構優(yōu)化設計技術應盡量在設計的前期提出，提前投入人力物力對設計方案進行優(yōu)化，制訂科學合理的總體建設規(guī)劃，有利于項目優(yōu)化設計的推進。

在實際的優(yōu)化過程中，設計人員要充分利用計算機的計算優(yōu)勢，彌補人力計算的不足。此外，在實際的施工過程中情況較為復雜，不能將結構設計的優(yōu)化工作簡單地看成是軟件模擬和數學題，也不能只看上部結構的單位含鋼量。如果脫離了實際，建筑的結構優(yōu)化設計的實用性和指導意義都會大相徑庭，優(yōu)化方案將會變成一紙空談。

最后要注意的問題就是，很多技術人員習慣對整體的設計情況進行優(yōu)化而忽視細節(jié)的優(yōu)化，這是因為整體的優(yōu)化能夠為企業(yè)節(jié)省10%～25%的設計成本，相比之下細節(jié)優(yōu)化的效果不夠顯著且更加麻煩，細節(jié)優(yōu)化需要將子結構單獨提取進行分析和優(yōu)化，極大地增加了工作量。然而，房屋建筑的整體結構就是由各種各樣的子結構組合而成的，做好子結構的優(yōu)化也能夠節(jié)省一筆可觀的款項。因此，整體優(yōu)化和子結構優(yōu)化都是結構設計重要組成部分，都應當引起設計人員的重視。

5結束語

對于設計單位而言，為了適應市場的發(fā)展和激烈的市場競爭，就需要提高企業(yè)的核心競爭力。在房屋建筑結構設計過程中，引入概念優(yōu)化設計，在保證房屋建筑質量的前提下節(jié)省成本。在結構設計中引入優(yōu)化設計，能夠提升設計單位的競爭力，在復雜多變的市場環(huán)境中站穩(wěn)腳跟，更好地服務于我國的建筑行業(yè)。

參考文獻

[1] 劉瑞曉.房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術的應用[J].住宅與房地產，2018，（02）：56-57.

[2] 胥曉睿.預制裝配式高層住宅設計與綠色施工[J].建筑施工，2016，（1）：97-99.

作者簡介

吳志華（1984-），男，江西省南昌市人;學歷：碩士研究生，結構設計師。