桂林市园林规划建筑设计研究院 广西桂林
摘要：随着建筑行业的快速发展，建筑结构设计技术也在逐渐进步。建筑结构作为建筑行业的核心要素，在保证建筑安全、可靠性情况下对建筑的经济性也有极高的要求。如何提升结构设计经济性以及优化设计是每个设计人员需考虑的问题。本文就房屋建筑结构设计的经济性和优化技术进行了分析探讨。
关键词：房屋建筑；结构设计；经济性；优化技术
一、房屋建筑结构设计优化技术的重要性
1、提高企业的经济效益
对房屋建筑结构设计进行优化设计，最直接的好处就是可以缩减企业的相关投入，最大化企业经济利益。对于房建企业而言，其根本目标就是为了获取经济利益，并且是最大程度获取经济利益。基于这一根本目的，就应该在房建的各个环节做好成本控制，通过各种可行方法切实缩减成本，使企业经济效益最大化。对房屋建筑结构设计进行优化设计，就是提升企业经济效益的关键途径。通过优化设计，可以减少房屋建筑中不必要的部分结构、优化部分繁杂结构、提升建筑结构性能等。凭借优化设计削除这些在房屋建筑中并不发挥功能的结构，不仅可以缩减物资成本，还可以节省人力和机械使用成本，减少企业房建成本。不仅如此，优化设计还能提高房屋建筑的可用面积和美观性，加强民众对企业的认可，利用增强企业的市场竞争力，以便获取更大的经济效益。
2、提高房屋建筑结构的实用性
在房建行业不断发展的过程中，房屋建筑的规模越来越大，楼层越来越高，各种高层建筑在大城市中已是比比皆是。高层建筑已经成为房建发展的未来趋势和重点核心，因此，房屋建筑结构设计也当逐步向高层建筑靠拢，以便积累更多经验用于指导企业发展。对房屋建筑结构设计进行优化设计，对房屋建筑而言最显著的结构就是可以提升房屋建筑的实用性。所谓房屋建筑的实用性，主要是指供水系统、供电系统、供暖系统、光纤网线、楼层采光、室内格局、周边环境等方面的基本条件能够符合普通民众的基本要求，以及符合房屋建筑的安全性要求。在以往的房屋建筑结构设计中，各种基本系统纵横交错，比较混乱，不仅对于民众生活存在不便，还可能导致安全事故。但是，通过优化设计，就可以使房屋建筑中的各种管网有序排列，不会出现管网交织的情况。通过优化设计，还可以最大程度贴合普通民众心理，使楼层采光和室内布局能够符合民众心理，得到民众认可，张显其实用性。
二、经济性与房屋建筑结构设计的关系
1、结构层数与占地面积
建筑的层数越高，用地面积成本越小，这是我们一贯的认识。但是实际则不然，建筑高度与建筑层数成正比，层数如果增加，其高度自然会上升，如果考虑到光线问题，两个建筑物之间的距离就会越来越大，这样建筑的占地面积也会随之增大。从以上情况可以看出，占地面积和层数并不能决定一个建筑的总体面积，而优化技术能够解决建筑层数和建筑面积产生的矛盾，对房屋建筑结构起到了优化的作用。优化设计以打压建筑顶层的方式使光线射入建筑，这种做法虽然提高了空间效率，但是建筑顶层的面积却降低了很多。因此，在做结构优化设计时，需将二者兼顾，设计最合理的层数，实现最小成本，最大经济效益。
2、建筑物层数与构成部分
不管建筑再高，也只有一个屋顶，所以建筑层数在提高的同时，屋顶所投入的成本也会有所下降。然而建筑的基础只有一个并且是固定的，如果建筑物高度有所上升，建筑基础承受的压力就会越来越大。在一定压力下建筑基础会受到不同程度的损坏，所以必须采取措施加强建筑基础部位的承重能力，在材料和设计上均可能需要改变，故会提高成本投入。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以说，建筑越高，建筑基础部位的成本就越大。与建筑基础部位相同，承重墙起到支撑房屋的作用，如果建筑的高度增加，那么承重墙的压力也会随之增加，墙体内部就会需要适当的修改，也会导致成本变高。需要注意的是，每一种构成部位的成本变化是有所区别的。 因此做优化设计时，需进行综合性权衡。
3、建筑设备与建筑结构
建筑的主要目的就是为了正常生活，而水、电、煤气以及相关资源都是生活的必需品，所以排水设施、电气设施以及煤气管道成为了制约建筑作用的重要因素。如果建筑增加高度，排水、电气设施和煤气管道的材料消耗也会随之增加，不仅使建筑设备的成本大幅上升，建筑物也会受其影响从而加大成本投入。一个好的消防设计方案能够给投资商带来3%～15%的经济效益和更安全的建筑作品 ，因此在做结构优化设计时，一定要与建筑、水电设计师进行良好的沟通，以实现经济效益最大化。
4、建筑外观与经济性
保证建筑面积固定的情况下，为使建筑周长满足精简和实用的效果，需要将体型系数进行适当调整，建筑的形状进行适当改变，这种方案使得施工初期墙体的成本投入大幅下降，施工后期的装修也会达到成本降低的效果。经过比较我们可以看出，不管是方形建筑还是圆形建筑，二者的内部结构都十分坚实并且稳定，其承重能力也比较高，所以我国建筑设计师多数采用方形或是圆形的结构用来设计整个建筑。
三、优化技术在房屋建筑结构设计中的应用
1、重视设计前的准备分析工作
在房屋结构设计前期，为了保证结构设计的科学性，设计人员往往需要商讨多种设计方案。不同的设计方案往往会产生不同的建筑结构形式，实际建设过程，需要根据房屋建设的基本需求来选择合适的方案。在进行方案设计前也要做非常多的分析准备工作，包括对建筑材料的选择、施工设备的设计参数、负荷值等。而结构设计的优化要在原有建筑设计的基础上，进一步分析建筑结构的可行性，并采取多种措施降低施工成本、保证施工进度。由于准备项目众多，往往会产生大量的数据，需要对这些数据进行分析与演算，才能保证建筑设计更加合理，常规的人力计算由于缺乏精准度与速度，存在较大的缺陷，而单纯的计算机也很难获得标准的答案，因此，实际的数据分析工作中，分析与演算工作需要经验比较丰富的工作人员综合计算机技术来完成。经验丰富的建筑设计人员通常对建筑结构的重点部位有深刻的认识，也明白结构中那些细微的错误可能对房屋的整体安全性产生影响，因此，综合计算机的应用优势，能够使设计方案更加灵活、合理。其次确定函数在优化设计工作中，设计人员通常会在众多相似的函数中获取目标函数。例如在钢筋混凝土结构施工中，设计人员就会选择事先所设定好的房屋的横截面尺寸以及钢筋的尺寸面积最符合的函数，并对该组函数的性质进行细致的分析，最终控制钢筋混凝土结构项目的施工成本。因此，做好房屋结构设计的优化，关键在于加强建筑人员的经验积累与素质，使设计人员能够依据自身实践经验，将优化技术应用到房屋建筑结构设计中。
2、重视结构设计中的关键问题
实际房屋建筑结构设计中，做好关键点的设计工作，是结构设计优化的重点，但是在这类关键结构的设计中，往往会给设计人员带来较大的困难，因此，要求设计人员必须投入更大的耐心。在具体设计过程中，要求设计人员对房屋建筑结构的各种形式充分把握，在尽可能保证建筑安全性能的基础上，控制建筑的整体成本。同时，还要保证房屋的基本形状、组织结构以及刚度等的分布达到平衡，及时发现结构设计中的薄弱环节，并进行有针对性的优化工作。
房屋建筑的结构稳定除了与结构设计相关，还与建造区域的外界环境有紧密的联系。房屋建筑结构设计中，使用优化技术的目的是保证房屋建筑在遭受外界环境的干扰时，依旧能够保持良好的性能或者不发生坍塌的情况。尤其是对房屋避震性能的要求，是当前房屋结构设计的关键，因为当前尚且无法预测地震的发生时间与地震等级。因此，为了避免地震对房屋造成较大的损失，设计人员在结构优化设计时，应侧重于建筑的抗震设计，通过设立多重防线，使得地震来临时，此类防线能够起到抵消一部分地震冲击的作用，防止房屋坍塌，为房屋居住与使用人员提供充足的逃生时间。
结束语
建筑业是我国的基本行业之一，也是我国国民经济发展的基石。为了保证住户的安全，提高上层建筑的使用年限，在施工中，需要建筑进行设计优化。建筑结构优化有其重要的价值和意义，结合实际环境，对建筑设计进行优化，可以更好地完成企业经济效益最大化的目标。
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[3]田影.优化技术在房屋建筑结构设计中的应用实践[J].建材与装饰，2016（14）：115-116.
论文作者:姚瑶
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/24
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