房屋建筑结构设计中优化技术的应用 黎钧华

房屋建筑结构设计中优化技术的应用黎钧华

摘要：结构是构成房建工程完整体的“骨架”，是房建工程承载、抗压、抗弯的主体部分，其设计质量直接决定房建工程成败，强化其优化设计具有重要意义。本

文立足于房屋建筑结构设计，着重探讨了优化技术的具体应用，希望为新时期房

建结构设计工作及相关研究提供一些借鉴。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术

为了满足新时期社会大众对建筑结构提出的新要求和标准，确保结构安全性，就必须要在创新房建结构形式的同时，加快结构设计技术的优化与创新，避免因

为结构设计技术问题而影响结构设计质量，否则会给后续房建工程施工乃至使用

埋下潜在安全隐患。因此，对于房建结构设计优化技术进行探讨具有重要现实意义。

1 房建结构设计中优化技术的应用思路

房建结构设计的核心在于确保房建工程质量和使用功能正常发挥的基础上，

提升结构的安全性。在房建结构设计中，优化技术表现为对房建工程主体结构、

细部和维护结构等进行优化设计，增强结构设计的合理性和准确性，这样不仅有

助于提升房建空间利用率，也有助于降低工程造价，增加经济效益。为了确保优

化技术应用的质量，需要先明确其在房建结构设计中的应用基本思路，具体就是

要将优化技术贯穿于房建结构设计前、中、后等各个环节中，确保可以全面提升

房建结构优化设计质量和效率。

2 房建结构设计中优化技术的应用策略

2.1 在结构设计前的应用

在房建结构设计前，准备工作必不可少，其对于房间结构设计质量及结果准

确性会产生重要影响，尤其是前期准备工作会对房建工程项目成本高低产生直接

影响。因此，在房建结构设计前，为了确保结构设计的质量，同样要注意合理应

用优化技术，避免初期房建结构设计中出现偏差，否则不仅会增加结构设计难度，也会增加成本，所以在结构设计前，设计人员要先优化结构设计中所用的设计技术。比如，在房建结构设计中，结构布置形式众多，相应的结构分析方法也比较多，但是随着计算机技术的快速发展，可以充分借助数字化技术来解决结构设计

中的设计参数影响分析及方案设计等难题，同时借助数字化软件的应用，可以更

好地优化房建结构，增强其设计的合理性。

在房建结构设计前，设计人员还要注意优化结构设计中所用的设计概念。在

当前的房建结构设计中单纯应用计算机计算方式是不可取的，其无法准确地获得

相应的设计参数值。比如，在房建结构设计中，对于荷载标准值、设计参数标准、建材选择等的确定，除了要求设计人员具备专业知识外，还要具备丰富的设计经验。换言之，在房建结构设计时，设计者如果具备丰富的设计经验，那么可以确

保设计内容的全面性以及方案设计的合理性。而丰富的设计经验实际上就是概念

设计的重要体现，所以在房建结构设计前，设计人员必须要注意有效结合概念优

化和数字技术应用，以便后续可以顺利地开展房建结构优化设计工作。此外，要

借助优化技术来优化房建结构设计方案。鉴于房建结构设计本质上属于非线性问题，所以在结构设计前要先结合设计目标和要求等来构建一个总体的房建框架作

为设计的参考，确保可以对房建结构设计方案进行针对性优化。特别需要注意的

是，设计人员要做好房建结构前提设计中的可行性和合理性问题，避免为后续房

建结构安全问题和质量问题埋下潜在隐患，所以必须要重视房建结构设计前的可

行性和合理性分析，确保建筑可靠性和安全性。

2.2 在结构设计中的应用

该结构设计环节是房建结构设计的核心环节，同时也是优化技术的关键阶段，具体的优化技术应用要点如下：

（1）在内部结构设计中的应用。内部结构是房建结构设计的重要部分，在

原有结构设计基础上要强化可行性分析，具体优化设计内容包括：一方面，在房

建结构设计前，要仔细地搜集工程中的相关信息和数据，并将其作为重要的设计

变量。比如，内部结构设计中的常见参数包括预期损失参数、屋价格参数等等，

所以结构设计参数分析的合理性和准确性。另一方面，优化结构设计函数和模型。设计人员需要科学选择结构设计变量，充分考虑影响结构设计结果准确性的各种

因素，其中影响比较小的因素可以直接为其设定一些预定参数，借此来提升设计

工作效率。之后设计人员需要结合房建结构设计实际情况来对合理选择和应用函

数类型，借助优化目标函数来确定房建结构优化设计的各个约束条件，确保所设

计房建结构模型的合理性和准确性。比如，要注意仔细分析和判断房建结构中横

面结构的面积函数，科学构建分析模型结构，确保分析结果的准确性。而在在房建结构设计过程中，框架结构设计也是非常关键的设计环节，相应的优

化技术应用要点如下：其一，合理引入和应用分布优化技术。通过从整体上对房

建结构进行内力计算和分析，可以使设计人员直观地掌握各个房建结构部件的受

力情况，这样可以大大增强其优化设计房建结构方案的目的性和计划性。如下图

1为某7层住宅建筑框架结构设计图。

图1 七层框架结构住宅楼工程设计优化

其二，要科学、准确地确定框架梁界面的最优尺寸。设计人员在设计期间可

以立足于房建框架结构，绘制出其在最不利荷载下的弯矩包络图，之后按照

25%~30%的幅度来设计房建框架梁弯矩来加速框架梁的迭代收敛。为了增强房建

结构耐久性与安全性，还要注意对设计对象进行着重优化，具体需要结合工程实

际情况，深入分析施工过程中的衡量及约束条件，借此来优化房建结构，确保后

续施工的稳定性。

（2）在钢结构设计中的应用。钢结构是房建结构设计的一项重要内容，相

应设计要点同样需要侧重于提升结构的整体稳定性和安全性。在钢结构设计中应

用优化技术的时候，设计优化要点主要包括：其一，要综合对比和分析传统设计

技术和新的设计技术，明确双方的优劣势，之后在钢结构设计中灵活选用恰当的

设计技术，最大程度提升钢结构设计技术水平，减少不必要的设计误差。其二，

考虑到钢筋是钢结构设计中的主要材料，所以设计中要选择恰当类型的钢筋材料

类型，同时要对这些材料进行科学设置，避免它们在储存过程中发生变质问题。

其三，结合房建工程设计目标、使用年限以及其他要求和标准，对各项结构设计

环节进行不断优化，确保各部分房间结构承载力满足预期的设计目标。

此外，在房建结构设计期间要着重做防震设计，具体就是要使设计人员在充

分考虑地震荷载作用基础上，通过合理设计构造结构等来增强房建结构的抗震性能。比如，在设计房建结构期间，要尽量选择结构对称布置的方式；应用延性房

建结构；科学应用多道设防方法，借助次要构件来对主要结构构件进行防护，确

保可以提升房建结构抗震性。

2.3 在结构设计后的应用