房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用

周圓

摘要：房屋結構是決定房屋建設質量、房屋工程性能的基礎性參數，對房屋結構設計工作展開全面優化是設計工作的基本要求，同時也是工程領域的重要工作。采用建筑結構設計優化的方法針對房屋結構進行演算、重構和優化，是建筑結構設計優化方法應用的主要方面，應該重視建筑結構設計優化方法的使用，建立建筑結構設計優化工作的體系，構建建筑結構設計優化方法應用的結構，全面提升房屋結構的強度與性能，做到對房屋結構設計工作的有效加強。

關鍵詞：建筑結構；結構設計；設計優化；優化方法

1 房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的重要性和必要性

隨著國民經濟的飛速發展，人民生活水平和審美有了很大程度的提高，對美的追求也體現在了住房上。而傳統的房屋建筑在注重質量安全的同時，沒能有效控制工程造價，在建筑外觀和布局上也不盡完美，不能滿足消費者對住房多方面的需求，因此在房屋結構設計過程中，建筑結構的優化設計尤為重要、也十分必要。應用優化設計方法，能夠在保障工程質量和使用壽命的基礎上，節約成本、降低商品價格，優化房屋結構，使房屋具有較高的藝術性，提高房屋建筑的綜合效益。

2 結構設計中優化技術應用所面臨的幾個問題

2.1 前期參與

前期方案的確定將直接影響到整體建筑的總投資。前期方案階段結構設計不參與是現在所面臨的一個普遍問題，建筑設計師在建筑設計時對于建筑結構的合理性和可行性沒有太多的考慮，但建筑設計結果會直接影響結構設計，有些方案有可能造成建筑總投資增加和結構設計的難度提升。假如我們在方案的初期，就選擇合理的結構優化設計，那么我們就可以根據不同的建筑類型，選擇合適的結構形式和合理的設計方案，打下一個良好的基礎。

2.2 細部結構設計優化

概念設計運用于沒有具體化數值的情況下，需要設計人員在設計過程中靈活運用結構設計優化方法，從而達到最好的效果。在細部結構設計優化中，注意各細節部分的設計。

3 房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用

3.1 結構平面圖

在繪制結構平面布置圖時，是否要輸入結構軟件進行建模呢？當建筑地處抗震設防烈度為6度區時，根據建筑抗震設計規范，是可以不用進行截面抗震驗算的，但必須符合有關的抗震措施要求因此對于砌體結構來說可以不用在軟件中建模，直接設計即可，但設計中需要注意受壓和局部受壓的問題當然，如果時間允許的情況下還是輸入建模較好，有一個便利就是可以利用軟件來進行荷載導算何樂而不為呢？需要注意的是，當建筑地處抗震設防烈度為7度及以上時是必須要輸入軟件建模計算的。

3.2 選擇節能指標較高的結構設計類型

將建筑結構設計方案應用于房屋結構設計中主要是為了在降低工程造價的基礎上，提升房屋建成后的整體效益。因此，需要選擇節能指標較高的結構設計類型。常規設計中主要有三種房屋結構形式，分別為短肢剪力墻結構、框架結構及框架與剪力墻融合的結構模型。第一種結構設計的抗震性能較高，且并不需要較多材料的選用，第二中結構設計由于其柱截面較大會影響房屋內部家具的布置，而第三種結構綜合適應能力較強，抗震效果好，且抗測力效果較為明顯。三種結構類型均有其自身存在的優缺點，在選擇最優設計方案時同時需要從房屋實際需求出發，將造價與后期效益均納入考慮的范疇，據實際情況選擇最佳設計方案。

3.3 房屋結構設計中樁基礎的優化設計分析

從樁型的角度而言灌注樁以及預制樁是樁基礎主要包括的兩類。因為成樁的整個過程中較難把握灌注樁的質量，同時其施工的周期同預制樁相較而言更長，所以滿足基礎總重、上部承載以及沉降控制基礎上應將預制樁盡量使用。且因為通常的情況下基礎深度不斷增加的同時，相關地基土對于樁端阻力與樁身側摩阻力亦出現不斷增大的現象，所以選樁時應盡可能的選取長度較大的那些；從樁位的角度而言，要想減少鋼筋用量與基礎底板的厚度應將軸線樁盡量采用，亦在剪力墻下盡量的對其進行布置。

3.4 優化排水結構系統

房屋建筑排水系統包含的機械設備非常多，且要求機械擁有較強的荷載能力，一般于地下室內設置，且預留深度、預留尺寸要符合設計要求，還需加固鉆孔部位。施工人員要采取措施降低管線貫穿梁、柱的發生風險，若在建設過程中，出現了上述貫穿的情況，則要加固墻體。就結構整體而言，需確保管道網與結構設置的協調性。

3.5 優化電氣系統設計

電氣管線主要安裝于樓板、墻體或者金屬管體外部，安裝難度較大，若管線需從梁體穿過，則需選取梁體部位，留取孔洞，確保墻體寬度、梁體寬度保持一致。在房屋建筑中，電梯包含的建筑構件非常多，建筑方案的設計人員要對電梯部分單獨給予設計，提高設計的安全性、科學性，提高施工質量。

3.6 建筑承重墻結構設計

房屋建筑的承重墻也是需要重點設計的一個環節。在理論上來講，承重墻數量越多、規模越大，則建筑的穩定性和質量就越好。但是在實踐當中過多的承重墻并不符合現代化建筑大方且美觀的設計理念。所以，針對承重墻的設計，需要在保障了建筑的安全性基礎之上，盡可能的減少其規模，而對于不可取代的承重墻，需要盡量的提升墻體的抗剪強度，針對承重墻設計材料的選擇也應當選擇強度等級高、穩定性好的材料，來進一步的提升承重墻的抗震性以及抗壓性，維持建筑的穩定和耐久。

3.7 房屋建筑結構細部設計優化

進行建筑結構的設計優化，不但要關注整體設計，也應該對各個細部結構部件的設計給予重視，比如進行現澆板的設計時，為了達到去除拐角裂縫與結構受力均勻的目的就需要將異形板劃分為矩形板。對于建筑結構底部的框架抗震墻的鋼筋配置通常較大，如果在材料選用上使用冷軋帶肋鋼筋則能夠適當減少鋼筋配置，從而更加便于施工和達到控制工程造價的目的。在有關設計技術優化方面，也可以增加對現代化高科技的利用。如今計算機仿真優化設計形式已經在建筑工程設計行業得到了廣泛的運用，基于計算機軟件對設計思路進行模型化的分析，更加直觀而準確。因此人工設計配合計算機的運用進行房屋建筑工程的設計優化應該得到更加有力的推廣。

4 結語

在建筑結構設計的過程中，要對建筑物基本功能的健全性、建筑物的可靠性、安全性和美觀性進行綜合的考慮，這就需要使用建筑結構設計優化方法，優化房屋建筑的結構設計，達到設計的根本目的。建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中發揮著重要的作用，具有實際意義。

參考文獻：

[1]齊建民.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].科技資訊.2015（11）.

[2]曾建寧.高層建筑結構抗震設計優化措施探討[J].科技創新導報.2015（16）.

（作者單位：沈陽市飛翔裝飾有限公司）