房屋建筑結構設計優化措施探討

吳圓圓

湖南城市學院設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000

為提高房屋建筑結構設計方案的可行性，必須開展科學有效的優化措施，以保證房屋建筑結構設計達到項目預期開發要求。在實際優化工作開展時，應從多個視域入手，使優化工作發揮應有效能，提高結構設計方案的可行性。

1 房屋建筑結構設計優化重要性

在建筑工程開發時，為保證項目開發的可行性，需在建設開工前，開展科學嚴謹的結構設計工作，并對結構設計方案進行完善與優化，以保證后續項目開工建設的有效性與合理性。通過結構設計優化工作的開展，可對項目開發成本進行有效控制，避免出現質量隱患問題，打造精品建筑項目，提高建筑項目開發的整體經濟效益。特別是隨著城鎮化建設的不斷加快，高層房屋建筑成為主流發展趨勢，雖然高層建筑可最大化地利用土地資源，但是高層建筑工程的技術要求高、建設難度大，在實際施工建設過程中，更應不斷對建筑結構設計方案進行審核優化，對設計細節進行改善提升。

2 房屋建筑結構設計優化注意事項

2.1 結構細節設計

建筑企業在開展建筑工程結構設計工作時，不僅需突出整體結構的設計優化，同時還需突出結構細節的設計優化，建筑工程開發具有不可逆性，在工程完成建設后，存在的安全隱患、設計隱患將直接影響到建筑物的整體使用安全性與穩定性。為此，在實際建筑工程結構設計工作中，需落實結構細節設計優化工作，主動消除設計隱患。例如在建筑工程的不同項目設計中，配筋率作為常見的設計環節，需對配筋率進行合理控制，以提高相關項目的建設質量與安全。又如在開展框架結構、剪力墻結構設計工作時，應選擇冷軋帶肋鋼筋進行施工，通過使用該類鋼筋材料，可有效控制鋼筋投入成本，提高建筑工程開發的整體安全性與經濟性[1]。

建筑企業在開展結構細節設計工作時，應合理引進信息技術，保證建筑項目結構設計的可行性與有效性。例如部分項目建設過程中，通過合理引進BIM技術，圍繞結構設計方案，建構虛擬的三維立體模型，進而對構件設計細節進行可視化分析，可及時發現設計方案中存在的問題，便于對其進行有效解決。在計算機信息技術應用過程中，相關技術人員必須熟練掌握信息技術，以保證技術應用的可靠性與合理性，有效提升我國建筑行業發展水平[2]。

2.2 整體方案選型

當今社會，房屋設計不僅需解決人們的衣食住行，而應注重外觀造型和藝術價值。這給房屋建筑結構設計帶來了一定的技術難度，因此結構方案選型十分關鍵，結構選型是房屋建筑結構設計中的重要一環，對控制造價有著決定性作用，影響著整個工程的經濟性。結構設計要合理應用計算機技術完善約束條件，使其充分滿足設計要求，不斷增強優化設計方案的準確性和可操作性。結構設計中要科學應用多種先進軟件技術，有效保證建筑結構的安全性，增強設計模型的科學性，可結合實際選擇結構設計變量，根據房屋建筑的重要性和關鍵參數，明確結構設計中的主要變量。

2.3 綜合分析

建筑工程建設過程中，為保證結構設計的科學性與合理性，應對結構設計方案進行綜合分析，如考量建筑物的周邊環境、建筑物的功能設定、經濟效益、使用壽命等，以保證結構設計方案，具有一定的可操作性。設計人員在開展結構設計工作時必須考慮多個因素，確?？茖W嚴謹地規劃布局，基于實際建設環境條件制訂合理的設計方案，最大程度上利用當地建筑材料，以達到建筑結構設計預期效果[3]。建筑企業在開展綜合分析工作前，應組建專業的設計評審小組，由技術專家組成，確保綜合分析過程中，能及時發現結構設計問題，消除設計質量隱患，提高房屋建筑的整體建設質量，充分發揮開展綜合分析工作的實際作用。

3 房屋建筑結構設計優化措施

3.1 結構協調優化

建筑企業在開展房屋建筑結構設計工作時，需進行管線、主體、暖通、電氣等多個項目的協調工作，以保證結構的整體性與安全性。為此，在結構設計優化時，需對結構協調性進行有效優化，例如管線與結構梁的協調結構優化、暖通風管與建筑主體結構優化、電氣設備與消防系統的結構優化等，確保各個項目的安全性，有效提升建筑結構設計的可行性與有效性。

3.2 建筑室內結構優化

設計人員在進行室內結構設計優化工作時，應遵循美觀性、安全性、合理性原則。例如建筑室內結構的剪力墻應與建筑平面相一致，在保證結構安全的基礎上，應對剪力墻的截面尺寸進行合理優化，以提高室內空間的利用率。在進行建筑室內的結構梁設計時，應保證結構梁與建筑墻體寬度相同，以保證結構優化的可行性。部分綜合建筑結構設計對一層的建筑室內設計要求較高，需保證一層寬敞且明亮。為此，在進行室內結構設計優化時，需避免設置梁，若無法保證安全需求，應對梁的高度與尺寸進行一定控制，以達到建筑室內結構設計要求。

3.3 地下室結構優化

地下室作為現代建筑開發的重要組成部分，對其進行有效的設計優化，可保證地下室項目整體建設的安全性與可靠性。設計人員在開展地下室結構優化工作時，應對層高進行合理控制，例如在建筑主體的一般要求下，降低地下室的層高，以控制后續項目建設成本。這是因為地下室的層高將直接影響后續項目的土方開挖量、鋼筋土的消耗量，使得建材成本不可控。若部分地區的地下水含量豐富，設計人員在開展建筑地下室結構設計優化工作時，應對水浮力因素進行合理控制，以減少地下室的樁基數量，并降低地下室的底板配筋率，有效提高建筑地下室整體建設的安全性與可靠性[4]。

由于地下室結構承載的負荷大、水浮力較大，為保證地下室結構的整體設計可靠性，應對側墻的配筋率進行合理控制，并對不同結構構件的受力狀態進行科學計算，對鋼筋的性能、大小、配置、鋪設等方案進行合理優化，保證地下室結構設計方案的可靠性與可行性。在地下室結構設計中，為增強設計結構的可視化，可合理應用BIM技術，對設計結構進行優化。地下室可視化設計結構如圖1所示。

圖1 地下室可視化設計結構

3.4 結構體系優化

設計人員在開展建筑結構設計工作時，需考量建筑結構的復雜性，保證結構設計方案達到建筑項目開發預期要求。結構體系設計對工程造價具有重要影響，設計人員需在滿足技術規范的相關要求下，對建筑結構體系進行合理優化，并對建筑工程施工質量進行有效控制，以取得最佳經濟效益。為保證建筑工程開發的可行性與經濟性，設計人員還應根據建筑項目進行全面考察評估，依據項目開發工作需求，選擇最佳結構設計體系，提高整體建筑結構設計的可靠性。

3.5 設計模型優化

建筑結構模型的建構直接影響后續建筑開發的實際效果，為此設計人員在開展建筑結構設計工作時，必須建構合理的結構模型，在計算機軟件的支持下，對結構構件進行有效分析，進而對其進行合理完善，以解決設計中存在的問題。例如，通過應用計算機系統，對設計結構模型中的各類數據進行整合分析，進而找出結構設計不合理的問題，并提出具體的解決措施，以輔助設計人員對設計方案進行合理優化。

3.6 計算參數選用

設計人員在開展建筑結構設計工作過程中，需選擇正確的計算參數，對設計結構方案進行科學嚴謹的計算，進而評估結構設計方案的可行性。通過合理選擇計算參數，并依據行業規范，對設計方案的抗震性能、防風能力、設計壽命等進行客觀評價，以保證結構設計方案的可行性，從而為后續建筑工程的順利開展奠定良好的基礎。

4 結束語

綜上所述，設計人員在開展房屋建筑結構設計工作時，建筑企業相關部門需編制科學嚴謹的審查機制，對結構設計方案中存在的問題進行有效解決，以提高結構設計方案的有效性與可靠性。文章主要從結構設計的不同方面入手，例如結構協調優化、建筑室內結構優化、地下室結構優化、結構體系優化等，分析并探討了房屋建筑結構設計優化的具體措施，以供相關工作人員參考。