房屋結構設計中的建筑結構設計優化

關妍佳

摘要：房屋建筑結構設計是房屋建筑工程的基礎，對于建筑工程造價、建筑工程質量、建筑工程施工十分關鍵。當前房屋建筑行業面臨著各種競爭，優化房屋結構設計，按照經濟、適用、合理的原則設計房屋建筑，既能夠控制工程造價，又能夠提升企業市場競爭力。

關鍵詞：房屋結構設計;建筑結構;設計優化

1 優化建筑結構設計方法的必要性

1.1 滿足社會發展要求

隨著我國的經濟水平不斷提升，越來越多人開始注重精神需求，而為滿足人們對于建筑結構高層次的需求以及社會發展需求，建筑行業也紛紛探索轉型升級之路，以尋求行業可持續、健康的發展。將建筑結構優化設計理念融入房屋結構設計，不僅能夠進一步提升建筑工程質量，而且能夠在確保建筑工程“安全使用”這一條件下，滿足人們對空間劃分和使用的需求，符合我國社會綜合發展需求。

1.2滿足不同審美需求

在具體的建筑結構設計中，業主審美需求是建筑結構設計優化方法的著重點，脫離了業主審美的意識和需求，再科學、精致的設計方案也無法達到它的經濟和社會效益。因此，在實際的房屋結構設計中，為保證業主和建筑行業的經濟、社會效益，必須立足人們個性化的審美需求，并將業主所關注的審美潮流作為重點設計思路，方能夠達到建筑結構設計的最優化。

2 建筑結構設計中的常見問題

2.1 建筑結構設計的隨意性

雖然每個建筑集群之間的結構設計互為補充相互關聯，但是大量的建筑施工實踐中，很多設計師雖然以建筑結構周圍的重要參照物和建筑本身的需求為設計依據，但卻難免忽略了實地考察及建筑周邊環境等問題，在建筑結構的設計和工程施工中，結構設計占據重要地位，但結構設計圖紙出現的微小問題卻常常被設計師所忽略。房屋建筑集群的設計圖紙非常復雜，其中所涉及內容幾乎涵蓋了建筑結構的各個方面，某一個管道設計的不合理或結構位置的對應關系不當，就可能會在未來的建筑施工中以擴大數倍的形式呈現出來。對于建筑結構設計師來說，考慮建筑結構的防震性、抗裂等級等是尤為重要的，但是目前有關標準并未詳細規定房屋建筑結構設計圖紙上標明相關信息，建筑結構的內容與設計圖紙之間的對應關系也并不完善。

2.2 建筑結構設計不合乎有關規定

目前由于市場競爭非常激烈，與房地產相關的建筑施工常常會存在惡意搶占市場份額、為追求利潤空間而犧牲質量的情況。建筑工程的質量和安全隱患導致危房的出現，而建筑結構材料不能適應現代建筑結構設計的標準化要求也是常見的問題。此外，如果忽視基礎等隱含結構等基礎環節，極有可能造成房屋出現嚴重地基不穩等安全隱患，類似的安全事故將直接威脅到人們的生命財產安全，如果建筑結構設計不合理，出現坍塌、危樓等情況，不僅降低建筑結構設計水平和施工質量，還會對建筑設計隊伍的發展和品牌建設產生重大影響。

3 房屋建筑結構設計優化應用

3.1 整體優化和局部優化

建筑結構設計表現出明顯的層次性和復雜性。首先，從層次性上來看，其主要涉及到建筑設計體系、結構體系和安裝設計體系等，且上述每個體系之下還包括諸多小的分支體系。設計人員在開展建筑結構設計工作的時候，應當結合工程的具體情況以及各個分支的特點加以優化，循序漸進地解決各環節遇到的困難，進而確保整個工程的順利完工。其次，站在復雜性的層面來看，其主要涉及到建筑原材料的選擇、零部件的選擇以及結構類型的確定等內容。所以，不管是哪種類型的房屋建筑，都可從整體和局部出發進行優化，最終實現建筑結構設計水平的最大化提升。

3.2 基礎優化設計

房屋建筑的基礎結構與建筑整體功能的正常發揮及其穩定性有著十分密切的聯系，所以，在進行建筑基礎結構設計的時候，設計人員必須注重對結構優化設計方法的運用，盡量實現對地基地質、基礎結構等重點環節設計工作的全方位把控，在基礎結構設計方案中，應處理好建筑基礎結構與施工成本、施工技術等的關系，找準三者之間的平衡點。對于框架結構來說，應根據地質勘察報告對基礎形式進行合理選擇，若施工現場的地基承載力較好，則最好選擇淺基礎形式;若施工現場的地基承載力較差或者土質狀況不佳，首先應考慮地基處理方案是否具備可行性，若可行則選用地基處理方案，若不可行則需采用樁基礎。灌注樁和預制樁是兩類比較常見的樁基礎形式，其中，灌注樁的施工過程比較復雜，整個施工工期也比較長，且很難對施工質量進行有效控制。因此，在沉降滿足相關標準的前提下，可采用預制樁施工法，利用深層樁基增大土壤對樁身的摩擦力，并盡可能選用長度較長的預制樁。

3.3 對建筑結構上部的優化

在建筑結構設計當中剛度，強度與抗震性地都是要重點考慮的問題，剪力墻結構在這方面發揮了比較重要的作用，并且實現了廣泛地應用。因此，在房屋建筑結構優化設計中要利用好剪力墻結構，減少事故發生的可能性，尤其是在自然災害方面所取得的作用更加地明顯，極大地穩定了人心，給人們提供了安全的居住環境。此外，在結構設計優化方法當中如何對剪力墻進行科學地設計是關鍵的一部分，要保證剪力墻的重量可以均勻地分布，并且所有樓層的結構重點以及平面的剛度等都要保持一致性。而且在結構設計的過程中，還需要對剪力墻的程中如何，剪力墻的水平方向等問題進行重視，對平衡與縱向之間的角度平衡性問題進行考慮，但如果在施工過程中出現了比較特殊的情況，導致剪力墻的承受能力降低，致使剪力墻的延展性不夠，根據工程項目的實際情況對相關數據進行科學地計算，更好地滿足工程項目的實際需求，盡最大可能地降低自然環境對于房屋建筑的不良影響。

3.4優化含鋼量的內容

減少用鋼量的基本方法。合理的結構布置、正確的荷載取值與適當的計算參數選擇，是減少用鋼量的前提。在建筑方案設計的階段，結構設計人員就應及時參與，對于建筑形體及其構件布置規則性的要求，通過與相關專業的溝通，對建筑的平、立面布局以及承重構件的布置提出合理化建議，盡量避免或減少諸如凹凸不規則、樓板局部不連續、豎向不規則等造成用鋼量大幅上升的先天性缺陷。在結構建模的階段，應嚴格按照建筑功能，確定各處恒、活荷載的取值，不應隨意放大（亦不可在無明確依據支持的情況下擅自折減），在保證結構安全的前提下，忠實于實際工況選擇正確的折減系數。在結構模型調試的階段，對周期折減系數、梁彎矩放大系數、梁剛度放大系數、地震信息的相關參數等予以適當選擇、正確定義，可以合理控制結構剛度、避免因過度吸收地震力而造成的配筋增大。對于高層結構，剪力墻的布置往往對工程造價有著較大的影響。應盡量保證剪力墻落地，避免框支。均勻合理地布置墻體，使墻體鋼筋計算結果盡可能地趨近構造配筋，是結構設計師們不斷努力的方向。剪力墻的布置并不是越多越好，如果一味地提高結構的側向剛度，反而會吸引更大的地震作用力，且增加不必要的造價。在建筑物平面的中心區域往往存在較多的豎向交通井，如樓梯間、電梯井、設備管道井等，由于其位于平面內部，此處布置的墻體對結構的整體剛度幫助并不大，故一般不宜在井道周圍布置較多的剪力墻。相較于內部的墻體，外圍墻體對提高結構整體剛度的效果更好，尤其是山墻部位的墻體。均勻、分散地把較多的剪力墻布置在結構平面的外圍，適當減少中間部位的剪力墻，可以更有效地發揮墻體的強度、提高結構抗扭性能，達到其利用率的最優化。剪力墻的分布鋼筋大多是依構造要求配置，其數量難以進一步降低，應從邊緣構件著手，減少其數量及配筋。如能盡可能多布置較為長肢的墻體，暗柱等邊緣構件的數量及其縱向配筋率均可進一步降低。

結束語：

綜上所述，對于房屋建筑結構進行合理設計，才能完善整個工程施工和使用的各項要求，設計人員依托于團隊的力量，對整個施工工程進行預演，為滿足現代建筑對于安全性、適用性和可持續耐久性的要求，設計人員可反復模擬建筑設計軟件，實現建筑設計的高質量。為確保建筑結構設計方案能適應現代建筑行業的發展，設計人員應不斷提升個人素養，確保結構構件的設計合理，結構設計工藝更為先進，設計人員應針對建筑項目特殊的地質情況，并配合勘察人員不斷復核，確保在所選位置能設計出符合業主要求的房屋建筑。

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