邱玉芳
武汉正华建筑设计有限公司 湖北武汉 430070
摘要：结构优化技术是指在进行房屋建筑设计时，利用建筑材料自身功能，保证设计构件和组合间的匹配程度，进而达到最优化房屋建筑工程结构设计效果的技术手段。与传统设计相比，优化技术的运用，能够有效提升结构设计方案整体水平和安全性能，能够为民众带来更加优质的建筑空间，应用价值较为突出，值得展开广泛运用与深入探讨 。
关键词：经济性；建筑结构；优化技术；结构设计；数字技术
引言
当前我国城市化发展进程越来越快，通过建设房屋建筑有利于提升土地资源利用率，同时还能对建设形式起到优化作用，在正式开展房屋建筑施工作业前，需要对整个建筑进行结构设计，从多个角度分析当前该建筑的受力形式，以此为基础保证建筑在未来使用中的载体稳定性，保证建筑的使用安全性，因此本文基于房屋建筑，分析建筑结构选型优化策略，具有一定的现实性研究意义。
1房屋建筑结构设计的经济性
1.1结构外形
设计师在进行结构外形设计时，会展开建筑结构综合性能分析，会在保证建筑美观性和实用性的基础上，对外形展开设计，以求通过优质外形，吸引更多民众进行交易。为保证建筑安全性，结构外形多以圆形和方形为主。如果采用圆形外形，能够达到有效减小建筑物墙体面积的效果，能够实现对装修以及墙体用料投入成本的有效控制，而这也直观证明了建筑结构外形和经济性之间有着密切关联。
1.2用地面积和建筑层数
在不考虑建筑光线要求的基础上，对建筑用地面积和层数进行分析可以发现，单位层数占地面积和整体建筑层数之间属于反比例关系，前者会随着后者的不断增加而出现逐渐减少的趋势，且建筑成本也会随之下降。在进行结构设计时，设计人员需要按照客户入住具体要求，展开光线分析与设计，要保证建筑空间居住适宜程度，进而保障房屋销售率。这就要求设计人员需要做好建筑物之间距离把控，并要保证楼层之间格局设计合理性，这就会造成建筑面积会随着层数增加而出现不断增加的趋势，建筑成本自然会随之增加，所以设计人员需要做好层数和建筑面积设计，才能避免出现建筑成本投入过高的状况。
1.3建筑设备
为保证用户入住正常使用需求，建筑建设需要投入一定量的建筑设备，像排水管道、电气工程等。设计人员在具体进行结构设计过程中，需要根据层数对管道材料、电气设备等材料使用数量展开设计。整体建筑设备投入量会随着建筑层数的增加，而出现不断上升的态势，建筑成本投入也会随之增加，所以为保证建筑设计经济性，需要做好相关设计内容控制。
2建筑结构设计中的常见问题
2.1地基基础设计不合理
建筑结构的设计中地基基础设计非常关键，地基的设计、基础的选型直接影响着整个建筑结构的安全性。这就要求在地基基础设计时，除了仔细研究建设项目的《岩土工程勘察报告》外，还应去工程项目的建设场地，仔细考察项目建设场地的地质及周边环境，为地基基础设计提供依据。由于我国地质情况比较复杂，对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土等力学性能比较特殊的地基，选用土的地基承载力、基础埋深、地基处理及相应地基上的基础选型除符合国家相关规范的规定外，还应结合当地工程经验来提高设计质量。
2.2 短肢剪力墙数量过多
当前，在建筑结构设计中，普遍存在短肢剪力墙设置数量过多的问题。通常，短肢剪力墙多呈十字形、T 字形或 L 形，且短肢剪力墙的墙肢长度约为厚度的 4~8 倍。然而事实上，大多数短肢剪力墙的抗震效果不够理想。
一旦突发地质灾害，极易引起建筑物坍塌，造成无法挽回的经济损失和人员伤亡。
3优化技术在房屋建筑结构设计中的运用
3.1注重数字技术运用
建筑物结构布置方式选择项目相对较多，同一建筑工程，一般拥有多种结构布置方案和结构分析方法。由于结构分析方式和建筑物设计有着密切关联，所以需要做好分析方式选择，以便找到最佳的设计方案。目前较为理想且应用效率较高的分析方式，主要以数据技术为主，BIM 等新进技术的运用，使得建筑分析变得更加直观、高效。设计人员可按照事先采集到的数据，根据实际建设要求，展开仿真建筑模型建设，再依据 3D 立体模型，对各项细节设计进行调整，可实现对各部分设计方案的精准分析，及时发现设计不足之处以及交叉设计不合理问题，能够为最优方案设计提供精准技术方面的支持。
3.2 基于建筑功能的结构优化
在进行房屋建筑结构优化中，根据当前工程项目的建设意图以及建设方要求进行细节部分的建筑功能和结构布置优化，首先对延性设计环节给予一定重视，以此来将当前建筑结构的延性参数、指标等体现出来，基于延性冗余来进一步强化该建筑的结构稳定性和功能；其次还要重视对房屋建筑结构整体水平力，这部分也是结构功能优化的关键所在，将原本单一方向的荷载分解为房屋建筑结构整体的受力，这样做的目的在于保证整个建筑结构水平方向的连续性。通过以上措施，来进一步强化整个建筑结构的安全性和稳定性，以此更好地促使建筑适应其在未来使用中产生的各种影响。
3.3 基于建筑荷载的结构优化
房屋建筑结构选型还需要对建筑地下室部分给予高度重视，基于建筑安全性以及施工功能，将消防车、人防等一些荷载因素考虑其中，以此开展地下室结构的平面布置。根据设计经验，基于常规性尺寸为8.5m×8.5m的柱网，若荷载越大，其所需要的板结构就会越大。在进行该部分的结构优化时，从安全性、美观性以及经济性等角度对其进行综合分析，以此保证最终房屋建筑工程的最大化经济效益。
3.4 严格遵循结构选型设计原则
在进行房屋建筑结构设计过程中，要遵循一般建筑设计的相关要求，同时也要满足如下原则，具体如下：其一，实际性原则，首先应基于当前的大数据总结当前工程实际情况，然后根据以往的设计经验来制定符合该工程的各项指标，以此从根本上保证整个建筑结构选型设计的实际性[5]；其二，安全与使用原则，这两项原则是结构设计中的基本原则；其三，个性化原则，应将整个建筑中的重点部分具有特别之处体现出来，在这个过程中，还要做好对重要环节的管控工作，以此从根本上保证该部分符合工程设计规范标准中要求；其四，要基于最佳效益开展相应的设计工作，从施工材料、机械设备、施工工艺等多个角度来进行综合分析，删减不必要的内容。
3.5减少短肢剪力墙数量
在建筑结构设计过程中，设计人员应尽量避免布置短肢剪力墙，当建筑结构布置受到建筑功能限制时，应尽量减少短肢剪力墙布置数量。当需要布置一定数量的短肢剪力墙时，在结构计算中宜控制短肢剪力墙承担的倾覆力矩小于结构总倾覆力矩的 30%。由于短肢剪力墙的抗震性能较差，对于房屋建筑结构，其短肢剪力墙的布置不宜过多，间距不宜过小，不应采用全部均为短肢剪力墙的结构。
结束语
由于房屋建筑结构设计和经济性存在密切关联，所以在进行建筑结构设计过程中，需要在考虑整体结构安全性以及功能性的同时，做好经济性规划。应通过对优化技术的合理运用，将工程投资成本控制在最低，以便在保证工程整体施工效果的同时，达到最优化工程成本控制的目标，确保工程参建各方能够获得可观的经济收益。由于优化技术设计内容相对较广，本文无法逐一阐述，所以本文论述内容相对有限，只希望能够对行业结构设计工作开展起到一定启示作用。
参考文献：
[1]马丽.建筑结构设计中的问题与对策分析[J].江西建材,2021(04):68-69.
[2]卡米力·外力.高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计策略[J].绿色环保建材,2021(04):69-70.
[3]王庆芳.房屋建筑结构设计的经济性及优化技术运用[J].建筑与文化,2021(04):22-25.