房屋建筑結構設計中優化技術應用探討

文/萬進 華藍設計（集團）有限公司廣州分公司 廣東廣州 510000

房屋建筑結構設計中優化技術應用探討

文/萬進 華藍設計（集團）有限公司廣州分公司 廣東廣州 510000

隨著人們生活質量的改善以及生活水平的提高人們的需求層次也在逐漸的提升，結構優化技術在建筑結構中的應用也越來越廣泛，對于各種建筑結構優化技術的需求也越來越大。本文首先分析了建筑結構設計的概念以及主要的內容，然后分析了房屋建筑結構設計中的優化技術應用中應考慮的問題，最后探討了結構設計優化技術在建筑結構設計中的應用。

房屋建筑；結構設計；優化技術應用

引言：結構對建筑物起到主要支撐，因此受到設計部門以及建筑方的高度重視，建筑結構設計不但全面而協調，還對建筑的安全系數進行滿足。所以，相關的建筑結構的設計人員就需要具備相關的結構設計理念，以及比較嚴謹的工作態度，只有這樣才可以使得建筑物的結構設計更加的完善。

一、建筑結構設計的概念以及主要的內容

1、建筑結構進行設計的概念

把工程師和建筑師所要表達出來的思想按照結構的語言進行表達，這就是我們所指的建筑結構設計。建筑結構的語言，就是結構師將設計圖進行總結獲得的結構元素。

2、建筑結構設計的重要內容

所說的結構元素包含了建筑物的基礎以及墻面和地面，還有就是柱體以及梁等結構，還有就是橫向和豎向的抗力以及承重的體系，把建筑物的載荷運用最為直接的方式去傳到基礎上，就就屬于建筑的結構設計。

二、房屋建筑結構優化技術中應考慮的問題

1、結構優化設計過程中的問題

應用房屋建筑結構優化技術以達到設計的最大化效果，將房屋建筑的安全性、功能性、美觀實用性等考慮在內，運用優化技術設計出人們滿意的房屋建筑結構。在整個的結構優化設計中，首先應對整個的房屋建筑結構進行分析，并運用優化技術對一些結構設計問題進行優化改進；其次將房屋建筑結構中的每個部分進行優化分析，并針對每個部分的特點進行改進；最后對房屋結構中的各部分進行細分，對細部結構、主體結構等進行細致化的優化分析，使得房屋建筑結構中的每個單位都能得到優化改進。

2、基礎結構設計中的問題

在進行房屋建筑結構設計時，大多數工程師未對施工現場的地質條件有個清楚的認識，只是根據建筑單位提供的基本地質資料和自己的經驗進行基礎結構的設計，從而存在一定的片面性和盲目性。在對地基進行處理時，對于軟弱地基，有些設計工程師也是憑借自己幾年的工作經驗進行施工，而且一般會選擇比較低的施工成本來進行地基的換填工作，為充分考慮地基的承載能力。在進行地基結構設計時，未對基礎結構的承載能力進行核算，從而導致房屋容易出現坍塌現象。

3、框架結構設計中存在的問題

大部分房屋結構設計人員，在進行框架結構設計時，對橫向框架的設計給予了特殊的關注，從而忽略了縱向框架的結構設計。實際上，房屋建筑結構的承載力一般來源于水平和垂直兩個方面。尤其是在進行房屋抗震設計時，框架結構需要分別計算出兩個主軸方向的承載力，但是有些設計師卻忽略了抗震因素，將縱向承載力按照普通的標準進行設計，從而導致房屋的承載能力大幅降低，安全性大大降低。

三、優化技術在房屋建筑結構設計中的具體應用

1、房屋建筑的局部性和整體性優化

建筑結構通常都具有復雜性與層次性的特點，在設計時需要分別考慮建筑的安裝體系。結構相關體系和整體設計體系等，其中每一個體系又會延伸出若干個下屬體系，設計者在設計房屋時需要優化下屬系統，將橫向關聯性沖破，達到疊加工程的效果；在復雜性方面，涉及到建筑零部件、材料等的選擇，需要從整體著手，實現設計優化的目的。

2、階段性優化、建筑壽命與樁基礎的優化

當建筑工程未超過使用年限時，房屋設計者需要根據不同階段特點，結合實際情況確定優化方式，實施階段性優化，延長建筑的整體壽命，在確保建筑質量的同時還能增加經濟效益。預制樁與灌注樁都屬于建筑樁基礎，在整體施工時，后者的操作技巧復雜，質量控制難度較大，耗時較長，所以在滿足沉降標準的情況下，可與預制樁施工相結合，使工序減少。需要注意的是，在樁基逐漸加深會增大土壤對樁基的摩擦力，所以一定要采用長度足夠的預制樁。

3、良好協調建筑優化和結構優化

在優化設計建筑結構時，需要實現建筑整體平面和整體結構緊密配合的效果。打造簡潔的建筑系統，支柱和墻體不可發生錯位等情況，截面面積和高度要相同。設計樓體時，由于轉角區域自身受力較多，所以需要將承重材料選為高強建材，起到降低自重的效果。確保建筑整體的質心、剛心和重心正確交疊，避免發生扭轉。

4、良好協調排水系統和結構優化

專門用來管理排水系統的房間中機械設備很多，有較大的荷載強度與荷載能力。因此最好在地下室放置這些設備，確保管道預留深度，預留尺寸和相應標準相符合，加固樓板的鉆孔位置。注意避免梁或柱被水平方向的管線貫穿，妥善加固有管道穿過的墻體，協調好管道網與結構設置，避免管道繞梁或繞柱。

5、良好協調電氣優化與結構優化

在樓板、墻體等地方或金屬管體外部以導線的形式安裝電器管線，會增加預制結構施工的難度。因此，若想在梁體中穿過管線，需要提前將相應的孔洞預留在梁體上，確保梁體寬度等于有關墻體的寬度 。設計者需要單獨分析和計算電梯部分的建筑，提高設計的安全性及合理性，保證施工質量。

6、加強剪力墻結構均衡設計

在剪力墻建筑結構設計過程中，設計人員應當采取恰當優化措施實現結構受力均衡，不僅能夠提高剪力墻結構安全度，還能夠控制工程的投資造價，設計人員根據剪力墻的平面布置情況能夠真正實現剪力墻結構的設計優化，根據施工現場條件，制定正確的剪力墻設計方案，設計人員加強剪力墻施工質量的督查，制定科學的施工管理機制，強化施工管理人員的安全意識，要求其按照操作流程與設計圖紙進行施工作業。

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