房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

侯新意

（濟寧市規劃設計研究院，山東 濟寧 272100）

近年來，我國的經濟得到了快速的發展，與此同時，人們的生活水平也有了很大的提升，而人們對于生活質量、居住環境也有了更高的要求，針對房屋建筑各種性能，如經濟實惠、實用有效、安全美觀等提出了更高的要求。所以，房屋建筑設計人員在進行結構設計的時候，要將這些性能全部考慮進去，要不斷進行房屋建筑的結構優化，在最大限度上滿足人們的要求。

1 房屋建筑結構設計優化意義

房屋結構設計的最終目標應該是設計出造型美觀、功能齊全，同時經濟成本又較低的房屋建筑，同時還要考慮到對于周圍環境的保護。實際上，這給房屋結構設計者的工作提出了非常高的要求，因此，房屋結構設計者在進行設計的過程中，要不斷進行結構優化，利用自己本身所具備的專業知識，不斷進行調整，最終實現房屋建筑的整體效益。對于建筑商來說，在房屋安全使用性能得到保障的同時，還要盡最大可能地減少成本支出才是終極目標。而對于用戶來說，房屋的結構穩定，能夠長期使用同時外形也要美觀是最終目標。所以，房屋結構設計者要充分考慮這些因素，充分利用原材料，合理分配現場資源，選擇科學合理的設計方法，制定出完善的設計方案。這不僅能夠保證房屋建筑的質量，同時，還能夠在一定程度上充分利用土地資源。

2 BIM技術在建筑結構設計中的難點分析

工作人員在建筑結構設計工作中應用BIM技術時，應注意以下幾點難點：①把控好模型空間結構的重視度，這樣可以有效的保證工作人員能夠將BIM技術在此過程中彰顯動態施工圖和結構模型。②重視對建筑結構構件的合理選擇。這是因為工作人員在進行建筑結構設計時，為了保證建筑結構的安全性能夠達到相關要求。而建筑施工材料的質量往往會對建筑結構性能造成極大的影響，因此，工作人員應通過BIM模型來對建筑結構的各項復雜參數進行具體分析。這就要求工作人員應在實際工作中，能夠盡量選擇較為標準的或是較為簡單的建筑結構鋼構件，以實現對建筑結構分析模型、物理模型與施工圖文檔完全數據模型的無縫連接，以避免造成數據丟失的情況。

3 房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

（1）房屋結構的整體優化。對房屋建筑的部分構造和整體構造分別進行優化，是房屋結構設計優化中非常重要的環節。針對房屋建筑的部分構造的優化，可以進行維護和屋頂的優化，在這個過程中不僅要考慮實際功用同時還要考慮到經濟成本的問題。房屋設計者在進行結構設計優化之前，先去建筑工地進行考察，要考慮周圍的環境，根據實際情況來進行設計。總而言之，進行房屋結構的整體優化的時候，考慮的首要問題應該是整體結構的穩固性，能否在危機的情況下，最大限度地降低人們的損失。在選擇材料的時候，不能一味地只考慮到價格，應該首先考慮質量，在保證高質量的情況下再選取價格比較優惠的。

（2）基礎結構的設計優化。對于整個房屋結構來說，基礎結構至關重要。如果房屋的基礎結構出現問題，那么整個房屋的質量和性能都沒辦法得到保障。因此，房屋結構設計在進行設計優化的時候，一定要充分考慮到基礎結構的優化，在進行優化的時候要全方位地考慮整個房屋結構，然后制定出合理的優化方案。基礎結構一般包括基礎構造、地質、樁基等，設計師在設計優化的時候要全面考慮這些基礎結構，做好基礎結構優化工作。

（3）優化排水系統。在房屋結構的設計過程中有一個非常關鍵的地方就是排水系統。排水系統直接關系著整個房屋建筑的整體質量，它在人們的生活中占據非常關鍵的位置。相關工作人員在進行房屋結構設計優化的時候，一定要將排水系統考慮進去，優化排水系統的設計。同時，在進行設備的選擇的時候也要考慮到質量要求，盡可能在保證質量合格的情況下，選擇價格較低的設備。除此之外，還要注意排水管道的安裝問題，要保證所保留的尺寸和管道的尺寸相符，同時注意排水管道一般是安裝在地下室中，還要進行樓板的加固。

（4）優化電氣結構。電氣本身存在很大的安全隱患，因此在進行電氣結構的優化的過程，相關工作人員一定要加強安全意識。電氣結構的優化必須嚴格依照相關標準來進行，以保證在最大限度上減少問題的可能性，保證施工人員的生命安全。在實際進行安裝的時候，也要考慮各方面的影響因素，排除安全隱患。一旦在進行電氣結構安裝的時候出現問題，必須馬上停止作業，開始設計墻體，使得墻體的一面與梁體的一面平齊。總之，設計人員要綜合考慮各方面因素，不斷進行設計方案的優化改進，保證設計施工安全。

（5）優化設計剪力墻。剪力墻的優化設計對于房屋結構的設計優化也是非常重要的，它通過框架結構內添加具有抵抗水平剪刀力的墻體來提升結構的牢固性。在進行剪力墻優化設計的時候，要在最大限度上體現出整體的均勻性，保證整體結構的中心能夠與樓層平面的鋼度中心相互重合，這在降低外界環境的影響方面具有重要作用。

（6）在節能結構設計上優化建筑。在建筑節能上，對于一個房屋來說需具備好的采光性，這不僅是建筑標準和消費者的需求，也是在節能方面優化設計的原則，首先，在項目施工上要根據該地區的地理位置和規劃需求來實現建筑物的朝向；南北通透、合理的陽光照射是保障房屋使用度上的一個具備條件，在美觀上而言，也是避免因為天氣的影響導致垂直現象，審美的效果就會大打折扣。另一層意義就是采光好的地段，節能方面的效果也是無可質疑的，從而降低熱量的損耗；同時于建筑門窗來說，可以直接面對陽光的一面，在整個空氣面積上就會不斷的擴大，整個視覺感和審美觀也有不一樣的效果。

（7）應用建筑結構的優化-上部。房屋結構的上部優化過程中，應當合理規劃剪力墻的設置，從而使剪力墻具有均勻的質量。例如在同一樓層內的幾何中心與剛度中心能夠重合，這樣可以便于提高結構的抗震和抗風力，使得這些不利因素降到可以控制的最低水平，最終保障房屋建筑的工程質量。假設房屋類型較為適宜，應當增加剪力墻的肢長，使房屋的使用空間得到優化，從而減少墻肢的數量，保證房屋室內美觀的同時，也減少了建筑材料的使用。這樣的優化方法不僅能夠保證房屋質量，而且能夠實現建筑資源的節約，在現代建筑上上部建筑的使用度比較高。

（8）下部地基基礎結構的優化設計。在建筑結構上地基基礎結構優化主要是通過四個方面進行的，主要從地基、基礎及持力層和基礎埋深上，要想得到優化，設計人員要選擇適合該區域的規劃進行設計方案，例如，在基礎剛度較大的地基上，地基反力近似于地形分布，堅硬和基礎剛度越小，荷載與地基的內力也會變小，這樣對施工的造價也會降低，對集中優化設計方案進行合理的對比，在最佳的方式和最優化的方案選出來。從地基建筑工程上講，地基抵抗變形能力的增強，考慮地基基礎和整體結構的意義也相應降低，這樣的設計施工方法簡單，施工時間比較短。

（9）房屋建筑配筋及構造的優化設計。第一，墻體配筋。要求墻體的水平鋼筋在外側，豎向的鋼筋在內側。配筋的比例必須按照規定的構造設計，選取滿足規范的最小配筋率即可。第二，對于連梁高跨比大于5的剪力墻，要求其連梁高度要按照規定通過樓面和屋面進行洞頂打開，對于窗臺部門還要進行飄窗設計，在飄窗設計上為了增加安全度，要進行砌筑填充，同時還要再加一根梁，保證飄窗的安全性能；另外，在連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

4 結語

房屋結構的設計優化對于房屋的整體結構的質量、穩固性、安全性、經濟實用性等都是非常重要的，它所涉及到的東西也是非常的多、領域也非常廣泛，對于設計師的能力要求非常高。為了滿足用戶的要求，房屋結構設計者要綜合考慮所有可能涉及到的因素，設計出一個科學合理、綜合效益良好的方案。同時，還要盡最大限度在滿足上述要求之后，做到一定程度上的技術創新。

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