浅析房屋建筑结构设计的经济性以及优化措施

摘要：城镇化进程的不断加快使我国房屋建筑行业得到了较为迅速的发展，我国在房屋建筑方面投入的力度也在不断加大，因此房屋用户对于居住环境以及生活条件的要求也越来越高，在对新时代房屋建筑进行结构设计的过程中，其最基本的要求就是结构必须具备足够的安全性、功能性以及耐久性，同时也要具备一定的经济性和美观性。本文对房屋建筑结构设计中优化技术的必要性、内容以及建筑结构设计与经济的关系进行分析，并探讨了房屋建筑结构设计的优化措施。

关键词：建筑结构设计；经济性；优化设计

前言

随着建筑行业的竞争越来越激烈，建筑企业就需要不断增强自身的竞争力，从施工技术、施工管理等方面着手，不断的进行的革新，建造出美观安全的建筑，这样才能在市场竞争中立于不败之地。在建筑工程所有的施工成本中，建筑结构造价所占比例是最大的。因此要保证所有功能特点的情况下，要想对房屋建筑进行更合理的设计并最大限度降低工程的施工成本，我们就需要对其进行结构优化设计。

1房屋建筑结构优化设计的必要性及内容

1.1必要性

城市建筑土地资源随着城市化进程的加快而愈发紧缺，因此未来城市住宅的发展方向就是高层或者超高层住房。与传统建筑模式相比，高层建筑以及一些新型建筑的建设难度更大，这就对施工建设人员提出了更高的要求，同时也应该重视房屋建筑结构优化技术，如何在减少资金投入的情况下，运用新的建设理念与技术，在合理进行建筑设计方案规划的基础之上，建设出安全经济的建筑物。根据近些年来的数据来看，建设资金的投入确实因为房屋结构设计优化而减少，和没有进行过优化的建筑相比，优化之后的建筑往往可以节省五分之一左右的建设费用。当然在实际施工的过程中，房屋结构设计优化也会受到各种因素的影响。

很多工程都会有时间限制，一些施工单位为了施工进度，对于施工质量就没有重视，房屋结构设计的一些缺陷也没有及时进行优化处理，最后对整体建筑埋下一些安全隐患；施工单位本身技术力量不足，根本就不能对设计方案进行优化处理；最后就是设计人员本身的问题，这类设计人员往往只注重了对于部分的设计，而忽略了整体设计。房屋结构设计优化是很有必要的，合理的规划设计方案，不仅可以减少集资投入，而且可以保证房屋建筑的施工质量，为人们创造一个经济、安全、舒适的居住环境。

1.2优化内容

建筑结构优化设计的主要内容为：在满足设计要求以及建筑结构使用功能的大前提下，我们应充分考虑到设计过程中会遇到的诸多问题，并且在经济最为合理的情况下完成结构设计工作。这个过程就是我们所说的优化设计过程，其主要内容包括对建筑结构的结构选型、建筑结构受力情况以及建筑构件布置方式等内容进行最优化的分析和设计等。通常情况下，主要有两大部分内容：首先是以房屋建筑结构的整体为设计对象，所进行的最优化分析和设计工作；其次则是以房屋建筑的分部结构为设计对象，所进行的最优化分析和设计工作，并且还可以将第二部分内容进行详细的划分，通常可以将其分为细部结构的优化设计、中部主体结构部分的优化设计、上部屋盖部分的优化设计、围护结构的优化设计以及下部基础部分的优化设计等内容。

2房屋建筑结构设计与经济的处理关系

2.1建筑用地面积与建筑物层数之间关系处理

如果没有综合考量建筑物内部光线质量等因素综合考量，单纯基于建筑物层数和建筑用地关系考量，且建筑使用土地面积一定的条件下，随着建筑层数增加，单位层数所使用的土地面积趋于减小。不过在实际建筑工程设计中却并非如此，光线质量不好的超高楼层，会导致购置者购买愿望的降低，甚至导致楼盘无人问津，这样必须适当增加建筑物之间的间距才能满足市场需求，因而博弈的结果就是：建筑物层数增加，其用地面积也就随之增加。这就要求使用房屋建筑结构优化设计来实现层数与面积之间的协调关系，而优化设计方法一般是通过减小建筑物上部的面积来实现整体光照。

2.2建筑结构设计与建筑设备之间经济关系处理

在高层房屋建筑中，为满足人们日常起居生活的需要，应建造必要的给排水管道和电气设备。而基于建筑物层数的增加，相应地建筑设备也会随之递增。简言之，建筑设备随着建筑物层数增加而增加。这就意味着建筑整体成本会提升。

2.3建筑结构外观与经济关系处理

在考虑建筑安全因素的前提之下，房屋建筑外观设计一般设计为方形或圆形，这样建筑物结构的受力状态始终处于一种稳定的对称状态。假如将一定用地面积的方形房屋建筑外观设计为圆形，由于圆形建筑物相对方形建筑物周长小，因此建筑物墙体面积也会随之变小。随着建筑面积的减小，前期墙体投入成本和后期装修成本都会降低。简言之，建筑结构外观设计与经济有着一定关联。

2.4建筑结构分部部分与建筑物层数之间关系处理

由于建筑物的公共屋盖都是同一个，那么建筑层数越多，屋盖部分的单位成本就会降低。但是对于房屋建筑的基础部分就不一样了，即使也共用一个基础部分，当建筑物层数增加时，由于基础部分所受的荷载越来越大，所以基础部分就应提高构件的承载能力，因此基础部分的设计成本也是随之增加的。同理，房屋内部的梁柱墙等共用部分构件的承载力亦是随着建筑物层数增加而使得设计成本增加，只是不同分部构件的设计成本增加幅度有所区别而已。总之，建筑物屋盖部分的设计成本随着建筑物层数增加而降低，而建筑物基础部分和内部共用部分的设计成本则随着建筑物层数增加而递增。

3房屋建筑结构设计中优化技术

3.1建筑结构整体优化

房间设计不但需要保证不影响建筑结构，同时还要确保和整体平面的配合。建筑柱及墙布置，需要和房屋建筑平面的基本功能需求相一致，统一各个房间进深以及开间大小。简化建筑系统，避免出现墙与柱错位的现象，保持每一层的高度和截面面积相同；进行楼体或电梯设计的时候，一定要在一些应力集中或受力方向较多的转角区域进行加固，采用承重能力较强的建筑材料，而在一些非承重构建结构中运用材质相对较轻的建筑材料，合理布局整体的建筑结构，减轻其自重。

3.2整体及局部优化

房屋建筑设计方案，一定要有必要的复杂和层次性。所谓的复杂性指的是原材料的选取、结构类型的选取以及零部件的选取等因素；建筑层次性相对而言，包括的方面比较多，其中有很多相关体系，比如设计体系、安装设计及体系等，其中每个体系又有若干分支体系。所以设计人员在设计优化的时候，要结合建筑项目的实际情况，参照不同体系的优化方案进行。

无论是什么样的房屋建筑，都可以从整体分层、细化的进行优化，寒现设计优化的目标。

3.3重视结构建造数字技术应用

对于建筑物的结构布置方式而言，存在着多种选择，即便是同一建筑物结构布置方案也有多种结构分析方法。进一步讲，基于不同的建筑物结构分析方法，建筑物设计所选用的设计参数，及其建筑材料等等都会不同程度地存在差异性。而随着数字技术特别是计算机技术的迅猛发展，数字化技术对传统模型和平面图纸的取代，利用数字化软件得以快速解决设计结构方案和设计参数影响分析等难题。

3.4重视概念设计优化技术的分析工作

在进行房屋建筑物的结构布置方案的选择时，有不同的结构布置方案供选择。因此分析方法的不是唯一的，在结构布置方案已经确定的情况下，如果建筑物所受荷载是相同的，那么就可以选择不同的分析方法。当然不仅仅分析方法是不唯一的，同时在建筑物设计的过程中所选择的建筑材料、设计参数标准、荷载标准数值的算法等内容也可以是不唯一的。以上这些内容，只靠计算机是无法获得最准确答案的，因此这部分内容是需要设计人员来确定。通常情况下，经验更为丰富的设计人员在面对这些问题时，由于他们有过类似的设计经验，所以他们判断的过程也更加充分，确定的方案也更加灵活，所以他们最终做出的选择也是最为科学合理的，而这个过程实际上就是我们所说的概念设计的优化过程。因此在应用优化技术的过程中，我们应更加的重视对设计人员经验积累的工作，越是设计经验丰富的设计人员，他们就越能够实现房屋建筑结构设计中的优化设计技术。

4结语

由此可见，房屋建筑设计优化，可以明显提升建筑物的使用性能、安全性能等，而且能在满足这些的基础之上，提高建筑物的经济和美观性。所以，设计人员在进行的设计的时候，对于优化技术应该充分利用，这样进一步选择合理的结构设计优化方案，最终达到在保质保量基础上降低工程成本的目业的经济效益。

参考文献：

[1]马魁，刘庆贵.试论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业，2013（05）

[2]李锋.浅谈现代建筑结构优化设计[J].科技资讯，2010（26）

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