民用建筑結構設計及其優化措施探討

【摘要】利用對結構設計的不斷優化，不但可以保證民用建筑的質量安全，同時還可以減少項目資金投入，增加企業經濟收益。在設計人員進行民用建筑規劃時，自建筑預案形成以后，房屋的結構從選取到布置就包含能否優化的相關事情，再加之后續施工的細致規劃、精確計算，就可以對建筑施工的整體過程進行結構優化。本文簡單概述了民用建筑設計結構中存在的一些問題，并根據問題提出了優化方法，目的在于保證建筑質量的情況下增加企業效益。

【關鍵詞】民用建筑；建筑結構；設計；結構優化

伴隨著社會經濟的不斷發展，建筑市場的競爭力也逐漸增強。為了確保民用建筑的的安全、外觀，相關施工企業就應對施工設計及方法進行深入研究。因為民用建筑建設中，其結構的資金投入占總體投入比相對較高，所以，在建筑設計的過程中，不僅僅要注重建筑的質量和功能的形成，還應該在此基礎上實現建筑的成本節約和空間優化，以更好的現有的資源，發揮最大的使用功效。而這一切都要靠相關的結構設計優化來實現。

一、房屋建筑中結構優化方法的重要性

隨著人們生活水平的提高，人們對于建筑的要求也不斷的呈現多樣化發展的趨勢，也就是說現代人們在人口和土地矛盾日益凸顯的情況下，對于建筑的成本控制的考慮也是非常重要的。所以，在建筑設計的過程中，不僅僅要注重建筑的質量和功能的形成，還應該在此基礎上實現建筑的成本節約和空間優化，以更好的現有的資源，發揮最大的使用功效。而這一切都要靠相關的結構設計優化來實現。

對建筑的結構進行設計優化可以全面發揮機械設備及建材的性能，同以往的結構設計相比，更具優勢。對建筑的結構進行設計優化可以降低工程造價的資金投入，為企業贏取更高的收益。同時，還能夠把房屋結構中的各個單元進行有機整合，提高建筑的質量，保證人們的居住安全。所以，對房屋的結構進行設計優化是保證民用房屋經濟性更好、適用性更強的重要方法之一。目前來看，結構優化設計理論已經逐漸的進入了我國的建筑領域，其主要的意義在于對建筑過程中的建筑環境和品質進行全面的綜合，以保證用戶的實際使用感受得到提升。在這個過程中，建筑結構的質量控制和管理就必須要結合使用一定的經濟適用原則。

但是，在現實的施工設計優化中，因為受到多方面條件的限制，施展起來十分困難，無法充分發揮其優越性。例如：一些施工企業過于追趕工程進度，從而導致對房屋的設計效果造成影響；很多年輕的項目設計人員因為缺少工作經驗，無法進行設計優化；還有的設計人員因為對建筑部分的過分關注，從而對整體建筑的設計預案造成忽略，影響了整體造價。從中可以看出，建筑項目的設計人員應把施工技術同經濟收益緊密的聯系起來，唯有規劃出切實可行、效果良好的設計預案才可以保證企業獲取最大收益。

二、結構設計的優化措施

（一）整體優化和局部優化

任一項目建筑的設計都具備層次性及復雜性兩方面的特點。以層次性看來，其一般包含建筑的設計體系、結構體系及安裝設計體系等，每一個體系內又囊括了多個下屬體系。進行房屋建筑設計時，設計人員應對各個下屬系統進行優化，將各個布局間的橫向關聯沖破，疊加工程；以復雜性看來，其一般包含建筑原料選取、零部件選取、結構類型選取等內容。所以，對于任一房屋建筑來講，就應從整體進行優化，方可真正實現設計優化。

（二）壽命優化和分階段優化

每一個項目工程在限定的使用期限中，每一環節都有多種設計方案供以挑選，也就是每個階段都可以進行方案優化。房屋設計人員應該依據各個階段的性質對優化方法進行確定，從而對整體工程的壽命進行優化，保證建筑的施工質量，增加企業經濟收益。

（三）樁基礎優化

樁基礎可以劃分為灌注樁及預制樁兩種樁型。因為灌注樁在施工時質量較難控制，并且操作復雜，時間較長。所以，如果在沉降符合相關標準的基礎上，應利用預制樁進行施工。另外，因為在普通狀況下，伴隨著樁基的不斷深入，土壤對樁身的作用及摩擦也隨之增大，所以，應盡量選取長度較大的預制樁。

（四）對上部結構進行優化

想要對房屋建筑上部結構進行模型建立及優化，首先應合理布設剪力墻。保證剪力墻的質量均勻，使對稱樓層的平面剛度中心點同樓層的結構重心相重合，從而削減地震、風力等外部荷載作用的扭轉影響。假如房屋類型允許，盡可能應用大開間的剪力墻構造，同時增加剪力墻的墻肢長，這樣，不但可以縮減墻肢的數量，同時還能夠在保證剛度符合標準的基礎上降低混凝土使用數量。另外，因為剪力墻中的暗柱一般應用鋼筋建材，如果應用大開間的剪力墻構造能夠縮減鋼筋的使用該數量。然而，假如建筑所在地區的地質情況較差，而建筑對抗震性能的要求較高，那么，就不應采用大開間的剪力墻構造。

（五）結構同建筑的協調優化

在進行設計時，應盡可能保證建筑的結構同整體平面的配合緊密，從而實現造型美觀、結構合理的效果。在進行建筑柱及墻的布設時，應同房建平面的功能需求相一致，每個房間的進深、開間都應保持統一。建筑系統盡可能簡潔，墻與柱不可以出現錯位情況，每一層的高度及截面面積應相同。進行樓體或電梯的設計時，其應力集中或受力方向較多的轉角區域，承重構件應盡可能選取高強建材，從而降低自重，而非承重的構建應選用質量較輕的建材。整體建筑在布局方面應保證重心、剛心及質心交疊，預防出現扭轉情況。

（六）結構同排水的協調優化

因為建筑中的給排水專用房間包含了大量的機械設備，其荷載強度也較普通的房屋較大。所以，盡可能將水泵房設置在地下室區域中。給排水房間中的管道較多，粗細不一，所以，應保證預留的孔徑尺寸及預埋的深度符合標準，并且對樓板的穿孔位置進行加固。另外，盡可能降低水平方向的管線貫穿柱、梁等結構出現的幾率。如果管道貫穿房屋建筑的承重墻，應進行加固維護。盡可能確保結構的布設同管網體系相協調，預防管道繞柱或梁的情況。

（七）結構同電氣的協調優化

如果電氣的管線是以導線的形式在金屬管的外部或墻體、樓板處安裝，那么，就可能對預制結構的施工造成困難。所以，如果管線貫穿建筑梁，則應在梁預制時事先留下孔洞，同時確保梁的寬度同墻體的厚度相同。如果不能相同，則要保證墻體的一側平面同梁的側平面相齊，從而保證管線不裸漏在墻體外面。房屋建筑中，電梯房包含很多的空洞，所預埋的構件也較多，所以，應單獨對電梯房的強度進行計算，從而保證設計合理，確保施工質量安全。

三、總結

總而言之，利用對建筑的結構進行設計優化，可以保證建筑自身的功能，并且對工程資金投入進行控制。另外，建筑企業及開發商不應過于重視結構設計優化的經濟效益，利用縮減建材、降低質量標準、削弱技術性能等方法來追求利益，并且也不可以一味的關注技術而忽視經濟效益。房屋結構的設計優化其最終的目的在于保證建筑的功能、提高建筑的質量、提升環保性能，增加企業收益。為了完成這一任務，設計人員應不斷提高自身水平，緊跟時代步伐，勇于開拓創新，為人民的居住及生活提供安全保障。因此，對建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用進行談論是值得相關工作人員深入思考的事情。

參考文獻：

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