房屋建筑結構設計的經(jīng)濟性及優(yōu)化技術分析

楊獻宇

（中煤科工重慶設計研究院（集團）有限公司，重慶 400016）

在當前經(jīng)濟快速發(fā)展背景之下，我們能夠認識到人們的物質生活水平顯著提升，與此同時，人們對于生活條件，例如房屋建筑的使用要求提出了越來越高的標準要求。對于建筑而言，其自身的結構實用性不斷得到強化，而且其安全性、經(jīng)濟性的諸多要素也面臨著更為完善的兼顧需求。

為此，在這些要求兼顧過程當中就應該保證整體建筑結構的系統(tǒng)性和科學性，在設計過程當中，如何對這些結構進行設計方面的優(yōu)化，是相應設計師需要深入和充分研究的問題。

1 房屋建筑結構設計的經(jīng)濟性價值體現(xiàn)

建筑領域在實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展的過程當中，要格外地兼顧建筑結構本身的經(jīng)濟性。如何去談及經(jīng)濟性？主要可以從結構、外形和建筑層數(shù)等諸多方面進行著手，對于其經(jīng)濟性展開談論。

1.1 建筑外形方面的經(jīng)濟性價值因素分析

在對于建筑外形進行設計的過程當中，需要充分對建筑結構綜合方面性的性能進行系統(tǒng)性的分析，既要保證其美觀，更要兼顧其實用。在此基礎之上，更應該保證其自身的質量，吸引民眾[1]。為了保證建筑結構、安全等多方面的要素，通常會將其設計成為圓形或者方形，如果采用圓形的外形，能夠對建筑物的墻體面積進行縮小和控制，無論是裝修還是墻體的材料用料等方面成本也會縮小，進一步印證了建筑結構外形與經(jīng)濟之間的密切關聯(lián)性。

1.2 用地面積和建筑層數(shù)等方面的經(jīng)濟性價值因素分析

當我們不將光線因素考慮在內(nèi)的情況之下，單位的層數(shù)占地面積和整體建筑層數(shù)之間其實屬于一種反比例關系，也就是說，整體單位層數(shù)占地的面積會隨著整體建筑層數(shù)的增加而不斷減少。這樣建筑成本也會不斷地降低，因此在設計結構時，設計人員需要充分考慮客戶入住的需要，兼顧光線等方面因素，從而使得這種空間居住更滿足人們的舒適度需求，保障房子賣得出去[2]。當然在設計的過程當中，建筑物之間的距離是保證光線和樓層格局合理性的必然要素，為此要充分兼顧建筑物之間的距離，充分保證樓層之間的合理性。不難發(fā)現(xiàn)，當層數(shù)增加時，建筑面積也會增加，自然其所需要耗費的成本也不斷提升。為此，相關的設計人員要在建筑層數(shù)和建筑面積之間進行合理的協(xié)調和安排，這樣才能夠有效地避免成本過高的情況發(fā)生。

1.3 建筑設備方面的經(jīng)濟性價值因素分析

為了滿足用戶的使用需求，建筑施工人員需要在建筑建設過程當中投入相應的建筑設備，例如：排水管道、電氣工程等，在設計的過程當中需要充分地結合層數(shù)，需要對于這些管道材料和電氣設備等材料的使用進行數(shù)量和規(guī)模的估計設備投入量，當層數(shù)越多時，投入量也會越多，成本呈現(xiàn)不斷的上升趨勢。因此，要保證建筑的經(jīng)濟性，也要對整體的設計內(nèi)容進行合理的控制。

2 房屋建筑結構設計的經(jīng)濟性及房屋優(yōu)化設計的原則

從以上內(nèi)容中我們可以充分地認識到，在建筑設計的過程當中，其無論是從外形還是從材料，還是從各個方面的設計過程當中，都會與經(jīng)濟、成本等進行直接掛鉤，為此要充分地進行優(yōu)化設計技術，當然在優(yōu)化技術應用的過程當中，也要秉持相應的原則，保證優(yōu)化設計技術的應用有效性[3]。

2.1 安全性原則

在城市的快速發(fā)展過程當中，科學技術也在日益進步，這些技術的發(fā)展也為房地產(chǎn)建筑的優(yōu)化和質量升級創(chuàng)造了更多有利的條件和巧妙的契機。在此情況之下，需要對建筑結構的設計進行合理的要求，不難發(fā)現(xiàn)，有效的優(yōu)化設計，不僅能夠實現(xiàn)對于成本的節(jié)約，更能夠顯著提升建筑的結構安全性。為此，在實際的設計過程當中，不能夠只兼顧成本，而忽略安全性，不能夠盲目地以節(jié)約資金作為優(yōu)化設計的標準，而是要充分地兼顧結構的安全性和其效用性，這樣才能夠實現(xiàn)完美的設計效果[4]。如果缺乏安全性，再優(yōu)化的設計、再節(jié)約成本也是無效的。

2.2 功能性原則

房屋的居住目的是為了滿足人們的生產(chǎn)和生活需要，為此，在優(yōu)化設計過程當中，也要能夠將房屋建筑的功能性給予展示，這也是能夠進一步吸引客戶眼球的關鍵要素。在設計的過程當中，不能夠以除去建筑物承載結構為前提對空間進行范圍拓展，而是要能夠充分地兼顧建筑的結構功能和房屋舒適度之間的整體要素，使其二者有效平衡。而且在經(jīng)濟作用的影響之下，在設計房屋時消費者也不斷地面臨著更高的功能性需求，因此不僅要滿足使用需求安全需要，更要將其更多的實際效用價值給予展示，這樣才能夠使其功能效果得到有效的發(fā)揮[5]。

2.3 經(jīng)濟性原則

從以上的建筑結構設計過程當中可見，無論是建筑企業(yè)，還是對整個行業(yè)的發(fā)展來說，建筑設計的經(jīng)濟性一直是需要格外關注的重點。眾所周知，建筑設施其體積比較大，而且綜合性比較強，在經(jīng)濟快速發(fā)展的影響之下，其各個方面無論是針對鋼筋、混凝土、水泥等材料的投入，還是在建設過程當中所涉及管理資金的投入，這些技術條件和管理資金所耗費的成本都會對于建筑成本的最終造價產(chǎn)生直接影響，為此要充分地采用節(jié)能材料，選擇合理的成本。要積極地優(yōu)化整體的建設施工流程，這樣才能夠實現(xiàn)對于成本的有效控制，但是又不能夠單純地以滿足經(jīng)濟性原則，而不注重工程的質量，要充分地保證建筑物及本身的價值效能，兼顧經(jīng)濟優(yōu)化設計，進而達到整體的施工使用效果。

3 在房屋建筑結構經(jīng)濟性優(yōu)化中的重點價值策略分析過程當中的技術優(yōu)化策略

3.1 注重對于數(shù)字技術的應用

不難發(fā)現(xiàn)，對于建筑物的結構設計工作而言，即便是同一建筑工程，都會有多種多樣的結構布置方案以及結構分析方法，不同的結構分析方案與整體的建筑方案有著密切的聯(lián)系。為此，對于這些方案要進行積極的識別，兼顧到多方面多重標準，以最佳效益實現(xiàn)最好的方案設計效果[6]。目前發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)技術一直是比較好的效率分析方式，隨著建筑行業(yè)領域的發(fā)展，BIM技術不斷地在建筑領域應用過程當中變得更加高效，更加有價值，其取得了較為顯著的成果，使得建筑分析變得更加直觀高效和便捷，相關的設計人員就可以充分按照時間采集的數(shù)據(jù)，結合實際建設需求，利用并建設相應的建筑模型，進行3D 立體模型的仿真技術研究，從細節(jié)等各個方面對整體的設計方案進行優(yōu)化和調整，實現(xiàn)各個方案的精準分析，及時發(fā)現(xiàn)在設計當中存在的不足之處，從而對交叉設計中存在的不合理之處進行及時的改善和識別，為精準技術方案的實施創(chuàng)造積極有利的條件。

3.2 注重對于防震因素的設計

建筑物的穩(wěn)定性是非常重要的，而在建筑物當中，高水平延性分支體系是保證建筑實現(xiàn)有效抗震結構設計的關鍵核心要素。相關的設計人員要充分地認識到建筑內(nèi)部構件延性水平的重要實現(xiàn)路徑，從而提升建筑物的整體抗震性能。這種抗震效果才是能夠保證建筑使用安全，而且維持其長期安全使用壽命的關鍵。在實施此方案設計過程當中，例如：可以將這種框架與剪力墻等進行有機結合，從而實現(xiàn)框剪結構的設計，進一步地提升建筑物的自身安全性。當然，在此過程當中，剛度要均勻，應力要平均，布置方面需要實現(xiàn)對稱效果，這樣才能夠使得力量均衡，實現(xiàn)更好的抗震性能的提升，避免地震災害等對于建筑物的整體安全和結構造成破壞和影響。不難發(fā)現(xiàn)，在當下，在地震災害之后，常常會有多次的余震，這些余震常常會對建筑物的質量造成更多負面破壞。為此，相關的設計人員要充分地兼顧這一要素，在結構設計過程當中設置防震線，將這些次要構件放在地震先破壞的位置處，從而不斷地用這些構件的科學合理方式去積極有效地抵消掉地震的能量，實現(xiàn)高強度的抗震能力和性能，并且減少能量消耗，使建筑物得到有效的保護[7]。

3.3 應用鋼結構設計

目前鋼結構設計一直得到建筑領域的格外關注，鋼結構設計使用時不僅要兼顧其使用需求和建設標準等信息，還要能夠對于建筑材料進行科學的選擇。鋼結構其自身具有較強的優(yōu)點，也是比較適合施工的關鍵要素。

在此鋼結構施工過程當中，設計人員一方面要兼顧施工過程當中具體的流程和工藝事項，對于各個方面的優(yōu)化環(huán)節(jié)給予調整，而另一方面就是在方案制定以后，多方人員要對其進行探討，預判其在整個施工過程當中可能存在的問題，并且能夠形成完整的配套、背景和解決方案，當問題發(fā)生時能及時地做到有效應對，對一些損失進行有效的控制，實現(xiàn)理想的鋼結構施工效果。

3.4 充分做好前期優(yōu)化工作

在建筑設計工作當中，設計方案的科學記錄是為后期工作全面展開的有效依據(jù)。前期優(yōu)化工作提升其自身的精準性和科學性，為此相關的設計人員要充分地結合房屋建設的需求，進行充分的和深入的研究和分析，并且能夠積極地研究，結合方案去做好相應的各項準備工作[8]。例如：針對一些材料的選擇以及材料的指標確定或者是相應的設計參數(shù)等。與此同時，前期工作需要兼顧多方面的信息。在這種信息出現(xiàn)前提下，難以避免會出現(xiàn)人為失誤，這樣就會使得很多數(shù)據(jù)處理過程存在一些問題，在此環(huán)節(jié)應該加強對于計算機的介入和應用，其能夠保證更為精準的數(shù)據(jù)推進效果，在后期的整體施工過程當中的交叉環(huán)節(jié)工作中，要保證各個部門之間的有效協(xié)調和密切聯(lián)系，保證工作有序的展開，以充分明確建設目標和建設需求為宗旨，進一步在各方面權責利益明確的背景之下，有效地推進工程建設工作。

3.5 要注重對于房屋建筑結構的使用后評價

不難發(fā)現(xiàn)，房屋建筑結構在完成以后，其會面臨著交接用戶使用階段，然而客戶的真實反饋才是檢驗優(yōu)化技術有效性的關鍵環(huán)節(jié)。為此，我們不應該放棄這個寶貴的機會，要充分地重視用戶在使用過程當中對于這些技術的反饋。這對于建筑結構的各個環(huán)節(jié)性能就進行了階段性的檢測和評估，這樣才能夠為后期的再一次優(yōu)化設計技術的應用進行改善和提升[9]。例如：可以利用問卷調查的方式，通過數(shù)據(jù)信息平臺的介入，不斷加強對于房屋使用感受的需求和調查情況研究分析。

與此同時，相關部門也要組成團隊，定期對建筑使用過程當中的關鍵要素給予檢測，以建筑結構為例，無論是外形還是使用面積，這些因素是否真正實現(xiàn)用戶對采光和功能便利等方面的需求滿足，這些考核的依據(jù)和結果都會不斷地為優(yōu)化技術提升提供參考標準，創(chuàng)造更多靈感和價值思維。

3.6 要注重這種概念設計的優(yōu)化

通過統(tǒng)一的系列設計方式對于建筑材料進行合理使用，是能夠保證構件之間實現(xiàn)有效配合和協(xié)調的關鍵要素。為此，要充分重視設計優(yōu)化概念的核心內(nèi)容，也就是說在實際的優(yōu)化問題和分析問題過程當中，如果單單靠數(shù)字化軟件，其無法充分地滿足各方需要，設計人員的概念才是非常重要的。充分發(fā)揮人的主觀意識，對于這種概念設計進行不斷的優(yōu)化，為此相關的設計人員要不斷地提升其自身的技術經(jīng)驗和技術水平，加強對于這些人員的知識和技能的培訓，從而全面提升其綜合素質，使其后面的結構設計工作得到有效的展開和長期的發(fā)展。

綜上所述，房屋建筑結構設計的經(jīng)濟性是實現(xiàn)行業(yè)發(fā)展、企業(yè)長期運營的有效關鍵要素。在其房屋建筑結構設計的經(jīng)濟性目標過程當中，常常會有多方面的要素，而這也是優(yōu)化技術得以不斷有效推進和研究的重要參考點。為此，在應用優(yōu)化技術的過程當中，要充分地利用當前時代背景之下所涌現(xiàn)的具有優(yōu)秀價值的先進元素，對其進行有效的分析和系統(tǒng)性的完善，從而為房屋建筑結構設計的經(jīng)濟性效果實現(xiàn)創(chuàng)造更多積極有利的條件。