房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

【摘要】近年來，我國的房屋建筑工程建設發展迅速，建筑結構設計也越來越受到重視。房屋結構的設計不僅僅是滿足合理性、安全性，對于舒適度以及可觀性也有了一定要求。如何對建筑結構進行合理的優化以保證其在房屋結構設計中的作用成為當下建筑行業設計人員考慮的問題。本文在對建筑結構設計優化基本要求進行詳細闡述的基礎上，詳細分析了結構優化和設計的策略。

【關鍵詞】建筑結構設計；優化方法；房屋結構設計

從建筑結構設計的角度來說，通過合理的結構設計優化不僅可以促進建筑物造型、外觀以及功能的提升，同時還能有效提高結構的受力性能，節省施工材料的同時，降低施工的成本。在進行建筑物結構設計的同時需要采取適當的策略對結構進行優化設計，在保證建筑物功能的基礎上，保證建筑物的各項性能和指標都達到設計要求，同時提高建筑物的穩定性和安全性。

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， 并要考慮到對于周圍環境的保護。因此，結構設計師在進行設計的過程中， 要不斷進行結構優化，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， 還要盡可能地減少成本支出。而對用戶來說， 房屋結構穩定， 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，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，充分利用土地資源。

2、房屋建筑結構設計優化要點分析

①房屋建筑結構設計進行協調。針對房屋建筑結構設計，需要對房屋建筑的美觀度進行提高。而結構設計就是針對房屋建筑結構而開展合理設計的一種方法。兩者之間相互配合，相互合作，從而對建筑工程造價進行降低，使得房屋的實用性及經濟效益進行提高，最終實現結構的合理化設計。高層建筑設計中經常出現混凝土標號通高采用高標號混凝土或分層設計不合理的情況，不僅提高了工程造價，而且還難以發揮高標號混凝土的強度作用。②遵循結構設計各項規范。在結構設計過程中在保證滿足規范設計要求的前提下，可適當對建筑構件的截面尺寸、布置形式進行優化。因此，在對房屋建筑結構開展結構設計工作時，在對結構設計規范嚴格遵守的條件下，還應結合房屋建筑的實際情況，做到具體問題具體分析，正確判斷房屋建筑結構設計形式，對房屋結構設計進行優化，進而使得結構設計質量及經濟效益都得以提高。

3、建筑結構設計中的優化策略

3.1平面設計方案的優化

從建筑結構設計來說，結構的平面布置對于整個設計方案、建筑物的功能以及成本等都會產生較大的影響。針對建筑的平面布置進行優化和選擇也是非常重要的，在建筑平面設計中通過確定合適的平面方案就能確定平面的布局、軸網布置、樓層高度、房屋基本形式等的確定。在進行平面設計方法的優化的過程中需要結合建筑的使用功能進行充分考慮，結合現場和運用的實際情況進行分析，在進行結構優化設計的時候不可能面面俱到，需要有一定的側重點。

3.2結構形式的合理選擇

結構優化設計中， 進行結構的選型是非常重要的。結構的選型需要和建筑物的用途、功能、環境、安全性、穩定性等各個方面的因素都結合在一起進行充分考慮， 在進行結構形式的選擇時還需要因地制宜進行充分考慮。對于高層建筑來說， 一般采取的主要結構形式包括框架結構、框剪結構、剪力墻結構等。不同的結構形式有不同的結構優化方案， 比如對于剪力墻結構， 在進行優化設計的時候就可以針對連梁進行優化設計， 增大連梁的截面剛度可以有效提高整個結構的抗震性能的， 但由于剛度的增加， 連梁分配到的彎矩就會增大， 進而導致構件的配筋量增加， 采用這樣的設計方案顯然會造成材料的浪費。

3.3結構的細部優化

除了主體形式之外，對于結構的一些基本構件的精細設計也尤其有必要。設計人員在設計過程中可以引入BIM模型進行分析比較，并在使用過程中注意以下問題：（1）把控好模型空間結構的重視度， 這樣可以有效的保證設計人員能夠將BIM技術在此過程中彰顯動態施工圖和結構模型的優勢。（2）重視對建筑結構構件的合理選擇。這是為了設計人員在進行建筑結構設計時，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，并盡量選擇較為標準的或是較為簡單的建筑結構構件， 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， 避免造成數據丟失的情況。

3.4協調建筑優化與結構優化

在結構優化設計過程中，需要對建筑物整體平面與結構之間的配合進行保證。建筑物施工需要實現簡潔性的建筑系統，支柱與墻體要良好對接，截面面積與高度都要保持相同。在對樓體進行設計時，由于轉角區域自身承受力的作用較多，因此需要將承重材料轉變為高強材料，如在配筋較大的構件處采用CRB600H鋼筋代替廣泛應用的HRB400鋼筋，這樣不僅可以滿足計算設計需求，方便施工，更可節約10～30%的人工成本。在一些情況下，還可以通過降低建筑自重，保證建筑物整體的重心、剛心與質心的良好交疊，防止出現扭轉。

結語：

綜上所述，在進行建筑結構優化設計是不僅需要對項目的成本進行合理的優化和降低，同時還需要關注建筑物的功能型以及產生的社會價值，在對土地資源進行合理運用的基礎上有效控制對應的資金投入，使得建筑結構設計優化的優勢和特點得到充分發揮。

參考文獻：

[1]鄒映富.淺談房屋建筑結構設計中如何應用優化技術[J].城市建設理論研究：電子版，2015（3）：120.

[2]董鵬，隋海榮.淺談房屋建筑結構設計中如何應用優化技術[J].文摘版：工程技術，2015（5）：57.

[3]靳華興，陳玉蓮.房屋建筑結構設計中的應用優化技術[J].工程技術：文摘版，2016（8）：303.

[4]唐益林.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].建材與裝飾，2017，01：93～94.

作者簡介：

祁博文，北京首都工程技術有限公司。