房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性及優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討

王雅敏

摘 要：房屋建筑設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)水平將直接決定建筑結(jié)構(gòu)整體的實用性和安全程度，合理的設(shè)計方案也會提升房屋的藝術(shù)觀賞性。因此，在當(dāng)前城鎮(zhèn)房屋建設(shè)更具多樣性的背景下，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究更具現(xiàn)實意義。本文探討了房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性特征，并基于此特征分析了相關(guān)主要優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑設(shè)計;優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用;經(jīng)濟(jì)性

引言：近年來城鎮(zhèn)一體化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，房地產(chǎn)投資規(guī)模逐步擴(kuò)張，且成為我國國民經(jīng)濟(jì)龍頭行業(yè)，拉動經(jīng)濟(jì)增長。基于此，房屋建設(shè)投資將重點(diǎn)放在了房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作上，以此來實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性建筑的發(fā)展目標(biāo)。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作包含多方面內(nèi)容，工程設(shè)計不僅要考慮到建筑結(jié)構(gòu)的服務(wù)功能，還要在安全性、美觀性和成本控制方面進(jìn)行升級，獲取更大經(jīng)濟(jì)效益。

1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)化必要性

由于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計環(huán)節(jié)往往不被業(yè)主所重視，容易在理念、技術(shù)方面存在滯后性，導(dǎo)致出現(xiàn)設(shè)計水平不足、質(zhì)量不過關(guān)的問題，在后期的施工過程中無法發(fā)揮控制作用，影響整個房屋結(jié)構(gòu)的施工水平。研究調(diào)查顯示，近幾年的房屋建設(shè)項目工程質(zhì)量事故總數(shù)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計為主要因素的問題占將近一半的比例。這主要是由于開發(fā)商對于結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的忽視導(dǎo)致前期設(shè)計優(yōu)化策略的制定不夠詳細(xì)完善，并且多數(shù)設(shè)計單位的技術(shù)水平受限，設(shè)計質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，頻繁出現(xiàn)中途返工、停工、延誤工期等現(xiàn)象。此外，通常來說，房屋建筑主體結(jié)構(gòu)的一半建設(shè)成本主要投入在砌筑、混凝土、鋼筋等施工材料的應(yīng)用上面，同時這些材料也是房屋建設(shè)施工造價估算的主要內(nèi)容。

基于此，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計工作具有重要意義。設(shè)計優(yōu)化是建筑功能性、經(jīng)濟(jì)性和安全性功能兼具的前提，同時也在項目建設(shè)的資金控制、工期控制方面突顯積極作用，成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的主流研究趨勢。根據(jù)近年來的研究可知，科學(xué)、合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠明顯在成本控制方面發(fā)揮優(yōu)勢，最低可降低建筑建設(shè)成本總價的10%以上的資金[1]。對于大型的房屋建設(shè)項目來說，這一優(yōu)勢具有極大的資金流風(fēng)險控制作用。大型建設(shè)項目往往需要投入巨大的資金量，成本風(fēng)險較高。房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計有助于開發(fā)商提高資本周轉(zhuǎn)率，增加項目利潤，同時盡可能減少建筑投資成本，獲取較高經(jīng)濟(jì)價值。

總而言之，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計有助于推動房地產(chǎn)開發(fā)商加強(qiáng)對房屋性能設(shè)計的質(zhì)量和水平的重視。通過對房屋安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適度的分析基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代化技術(shù)和理念將房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級，降低工程施工中出現(xiàn)風(fēng)險的概率，有效規(guī)避質(zhì)量缺陷，同時減少不必要的資金浪費(fèi)，提高房屋工程總體質(zhì)量。

2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化原則分析

針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，考慮到房屋本身的使用功能，在設(shè)計方面的優(yōu)化工作需要體現(xiàn)出實用性和節(jié)約成本的目的，因此優(yōu)化原則主要為以下幾點(diǎn)：

（1）功能性原則。適度的優(yōu)化設(shè)計可增強(qiáng)房屋建筑的使用功能優(yōu)勢，特別是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)性社會趨勢愈加明顯的形勢下，消費(fèi)者往往更加看重房屋結(jié)構(gòu)和舒適度的綜合性能。但需要注意，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化必須在考慮房屋使用功能齊全的前提下實施，這是優(yōu)化設(shè)計的必要前提。例如，避免為提升建筑空間面積而不考慮建筑結(jié)構(gòu)承重因素去除承壓梁。

（2）經(jīng)濟(jì)型原則。經(jīng)濟(jì)性原則體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最終目標(biāo)——節(jié)約成本，主要集中于房屋建筑材料的使用方面[2]。這一原則的實施能夠幫助業(yè)主在考慮安全性和功能性的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制建筑所用成本，避免資金浪費(fèi)。

（3）安全性原則。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的研究中，若僅僅以資金節(jié)約的目的來應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，那么安全性將不可保障。因此，必須以安全性作為優(yōu)化設(shè)計的重要原則之一，保障房屋結(jié)構(gòu)能夠被消費(fèi)者安全使用，提升建筑穩(wěn)固性。

3 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 現(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)應(yīng)用

建筑結(jié)構(gòu)布置的設(shè)計形式非常多樣。一般來說，同一房屋建設(shè)工程中，可選擇的結(jié)構(gòu)布置、分析方法形式不只局限在簡單的幾種形式中。然而，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要將建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)特征分析相互結(jié)合，通過數(shù)據(jù)分許找到合適的設(shè)計方案。那么，科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)布局分析和模擬就需要借助現(xiàn)代化的計算機(jī)模擬技術(shù)來加以實現(xiàn)。就目前的技術(shù)應(yīng)用來說，以BIM為核心的數(shù)據(jù)分析方法是最為科學(xué)、高效的應(yīng)用形式。BIM等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助建筑分析工作更加高效，設(shè)計方案的制定更加直觀。設(shè)計人員可根據(jù)實際施工要求和實際施工要求，利用模擬模型進(jìn)行房屋主體結(jié)構(gòu)施工預(yù)演。然后根據(jù)三維模型給出的各項數(shù)據(jù)來調(diào)整設(shè)計細(xì)節(jié)，準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，為最優(yōu)方案的制定提供準(zhǔn)確、高效的計算機(jī)技術(shù)支撐。

3.2 建筑防震優(yōu)化應(yīng)用

通常來說，建筑地震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究中，高水平的延性分支系統(tǒng)是核心內(nèi)容。建筑結(jié)構(gòu)防震技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化將在較大程度上滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性，提升房屋安全程度。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要通過提高建筑內(nèi)部構(gòu)件的延性水平來確保建筑的整體抗震性能。例如，將延性框架和剪力墻進(jìn)行連結(jié)，形成框剪結(jié)構(gòu)，以提高建筑的安全性能。同時，通過應(yīng)用科學(xué)的布局設(shè)計手段，如建筑物剛度均勻、對稱布局等形式，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性設(shè)計，有效減少地震災(zāi)害導(dǎo)致的房屋脆性破壞，實現(xiàn)提高建筑抗震性能的目的，減少地震災(zāi)害對建筑主體結(jié)構(gòu)性能的影響水平。

此外，考慮到大型地震往往伴隨余震，余震的威脅雖然較小，但次數(shù)可高達(dá)幾十次，也會嚴(yán)重威脅房屋建筑的穩(wěn)固性。因此，可應(yīng)用防震線技術(shù)，在結(jié)構(gòu)中設(shè)置該裝置。將次要部件設(shè)計在地震先破壞的位置，利用次要耗損地來保護(hù)主體結(jié)構(gòu)部件[3]。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中提高抗震冗余標(biāo)準(zhǔn)，減少或消耗地震災(zāi)害帶來的能量和作用力。

3.3 設(shè)計前期優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

前期的結(jié)構(gòu)設(shè)計作為整個結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作的第一環(huán)節(jié)，充當(dāng)領(lǐng)頭人的作用。在房屋住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的前期階段，設(shè)計者通常需要在討論各種設(shè)計方案，達(dá)到更科學(xué)和合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo)。在前期的設(shè)計優(yōu)化應(yīng)用工作中，應(yīng)在綜合考慮房屋施工需要、主體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，做好前期設(shè)計準(zhǔn)備工作，包括分析設(shè)計參數(shù)、調(diào)整施工設(shè)備負(fù)荷值、確定施工材料等內(nèi)容，以此確定合理的設(shè)計方案。除此之外，前期工作中的另一個難點(diǎn)就是需要專業(yè)人員來處理大量數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確處理可以將設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行整合，便于后期施工人員參照和調(diào)整。因此，為了避免出現(xiàn)人為錯誤，盡可能通過計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)來準(zhǔn)確完成推導(dǎo)分析，保證數(shù)據(jù)處理效率，為后續(xù)設(shè)計優(yōu)化打下良好的基礎(chǔ)。同時，前期階段必須做好設(shè)計交互工作。設(shè)計部門需要與財務(wù)部門、材料采購部門和施工組緊密溝通，確保工作協(xié)調(diào)有效，緊密銜接。要在設(shè)計前期將責(zé)任落實，避免相互推諉的現(xiàn)象發(fā)生，確保項目施工能夠有序進(jìn)行。

4 結(jié)束語

綜上所述，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的探討有利于擴(kuò)大房屋設(shè)計的發(fā)展空間，使房屋建筑兼具舒適度、美觀性和實用性，將房屋的使用功能完整地體現(xiàn)出來，既降低建設(shè)成本，又提升房屋建筑的經(jīng)濟(jì)性?；诖?，今后的房屋設(shè)計工作要不斷結(jié)合市場環(huán)境、設(shè)計理念的變化情況，來制定合理的基于經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化設(shè)計方案，利用技術(shù)性實踐將房屋結(jié)構(gòu)調(diào)整到最優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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