房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術應用探究

趙永臣 顏潭

通訊作者：趙永臣，1993年1月，男，漢，山東濟南人，現(xiàn)任山東大衛(wèi)國際建筑設計有限公司結構設計工程師，本科。研究方向：建筑結構設計。

摘 要：提高房屋結構安全性能和空間利用率，能夠使房屋建筑更好地滿足居住者的需求，因此需要加強房屋建筑結構設計。在房屋建筑結構設計的過程中，需要對房屋建筑結構的安全性和穩(wěn)定性加以重視，采用更加有效的方式進行房屋建筑結構的優(yōu)化設計，使房屋建筑結構各方面技術都能夠協(xié)調發(fā)展，從而節(jié)約建筑成本，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益。

關鍵詞：房屋建筑;結構設計;優(yōu)化技術

一、引言

當前建筑行業(yè)普遍出現(xiàn)的問題是技術使用不到位，使得房屋建筑設計過程中偶爾出現(xiàn)工作效率低下的情況，導致建造出來的房屋質量不過關，得不到人們的認可。面對這個問題，設計人員需要在房屋建筑結構設計過程中優(yōu)化各項技術，遵循房屋建筑設計的原則，通過優(yōu)化技術解決設計過程中的內部問題，將各項優(yōu)化技術運用到房屋建筑工程實踐中，提高房屋建筑的質量。

二、探討優(yōu)化房屋建筑結構設計的重要性

（一）能夠有效地提升建筑材料的利用效率

從建筑結構設計的實際操作來看，結構性能良好的方案所使用的結構材料并不一定是價格最高的，性價比高的材料也能夠發(fā)揮出最佳的結構性能。這就要求設計人員在進行建筑結構設計時，要把提升材料利用率作為工作重點。設計人員要通過綜合應用各種新型材料[1]。例如，預應力混凝土結構、鋼管混凝土結構等新型的建筑材料，提升建筑結構設計的科學性和最終效果。同時，新型材料在許多方面有明顯的優(yōu)勢，如鋼管混凝土結構在穩(wěn)定性、抗壓強度、抗變形能力方面有明顯的優(yōu)勢。鋼管和混凝土材料的有機結合，能夠大大提升該材料結構的穩(wěn)定性。通過充分、高效的利用鋼管對混凝土的作用，使該結構呈三向受壓的狀態(tài)，進而顯著提升該材料結構的抗壓強度。

相較于普通的鋼管結構，鋼管混凝土能夠在其自重和承載力保持一致的前提下，有效的節(jié)省將近一半的鋼材，能夠很好的簡化原本需要實施的焊接工序，減少工作人員的工作任務量。鋼管混凝土結構與混凝土相比，能夠減少將近一半的構件截面面積，相應的就減少一半左右的材料用量。能夠在有效的節(jié)省材料的同時，提升材料結構的穩(wěn)定性和強度，大大提升材料的利用率，在保障建筑結構質量的同時，還能夠有效的控制工程項目成本，提升材料的利用率。

（二）能夠很好地推動建筑結構的經(jīng)濟性的提升

隨著高層建筑數(shù)量的增加，建筑墻體和柱的面積也在不斷的擴大，建筑結構的自重不斷增大，各種管線鋪設的長度也越來越長。也就是說，如果建筑的層高降低，所使用的建筑材料也會相應的減少，還能夠有效的提升建筑的抗震性。如果建筑的高度降低，兩棟建筑之間的日照距離也會相應的發(fā)生改變，最終有效地減少用地面積[2]。如果建筑面積相同，采用接近于方形的形狀，相對地能夠減少房屋建筑外墻的周長系數(shù)，就能夠減少建筑基礎裝修和建筑內表面和外表面的裝修，進而有效地推動房屋建筑經(jīng)濟性的提升。合理的建筑結構優(yōu)化設計，能夠從整體上節(jié)省房屋建筑工程造價，為建筑工程企業(yè)爭取更多的經(jīng)濟效益。

三、房屋建筑結構設計基本思路

（一）做好數(shù)據(jù)整理與建筑結構規(guī)劃

房屋建筑綠色建筑設計活動開展之前，為保證建筑結構整體的牢固程度、節(jié)能屬性，設計人員需要認真做好設計數(shù)據(jù)的整理與規(guī)劃工作，用這種方式，為設計人員開展相關活動，提供方向性引導。具體來看，設計人員要進行房屋建筑整體功能的分析，在分析過程中，將綠色建筑的理念融入分析活動之中，在此基礎上逐步完成房屋建筑的結構內部布局、配套設施等細化工作。完成上述工作后，設計人員應當充分遵循可行性原則，提前進入施工區(qū)域，通過細致的勘察工作，進行建筑設計模型的構建。設計人員通過設計模型，可以進一步強化房屋建筑內部功能設計與外部環(huán)境之間的聯(lián)動關系，發(fā)揮房屋建筑綠色建筑的節(jié)能、舒適屬性。

（二）明確房屋建筑的功能標準

設計人員在梳理設計思路的過程中，往往需要明確房屋建筑的功能標準，通過功能分區(qū)，進行區(qū)域性通風、采光等設計方案的制定與調整。房屋建筑主要服務于日常性的辦公活動，為商業(yè)活動提供相應的硬件支撐，這種明顯的服務型功能屬性，要求設計人員在綠色建筑設計過程中，注重提升房屋建筑的服務能力，針對使用者的實際情況，對采光、通風等環(huán)境進行必要的控制，以此形成舒適的辦公環(huán)境，為提升辦公效率提供支撐。同時出于使用成本的考量，設計人員需要強化節(jié)能性設計，減少房屋建筑運行過程中的能量損耗，控制使用成本。

四、房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術的應用

（一）房屋建筑結構設計的整體優(yōu)化技術

在房屋建筑結構設計優(yōu)化的過程中，要能夠充分把握整體與局部之間的關系，使房屋建筑的整體結構同局部結構相互融合、融為一體。房屋建筑局部結構的優(yōu)化設計需要根據(jù)具體情況進行，如屋頂?shù)姆缆⒄陉柟δ埽蓓斔到y(tǒng)等。設計人員需要總結每一項工程項目的設計經(jīng)驗，使建筑局部結構設計得到優(yōu)化，有效減少房屋建筑工程的成本[3]。另外，設計人員還需要采用科學嚴謹?shù)膽B(tài)度對建筑工程現(xiàn)場進行勘察，充分了解建筑現(xiàn)場施工條件，從而得出合理的房屋建筑結構設計優(yōu)化方案。例如，對建筑工程現(xiàn)場進行勘察，能夠選擇出滿足房屋建筑結構設計的材料，從而更好地完成對建筑材料的采購;在房屋建筑工程施工的過程中遇到較為復雜的施工情況，設計人員能夠充分利用施工現(xiàn)場整體環(huán)境，設計出更為可行的施工方案，從而更好地減少施工成本，為建筑企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。

（二）地基的優(yōu)化設計

地基設計是房屋建筑結構設計的基礎性內容。在進行房屋建筑結構設計時，需要把地基的優(yōu)化設計作為設計工作的關鍵。在開展設計工作之前，設計人員需要詳細、全面地考量地基的實際情況，做好科學的地質勘測，科學分析和計算地質承受力，還要堅持安全性原則，有序、安全、高效地落實好項目安全實施。項目負責人要肩負好自身的職責，全面、細致地分析地基結構設計的影響因素，并以此為依據(jù)做出科學預案，綜合考慮各方面影響地基設計的風險隱患，清晰、明確的梳理安全問題。在施工現(xiàn)場還要安裝防護設備。

（三）優(yōu)化剪刀墻結構設計

為了進一步提升建筑結構設計的強度和抗震性能，有關單位需要高度重視剪刀墻結構的設計，高效、廣泛地應用剪刀墻。良好的剪刀墻結構，能夠大大提升建筑結構的穩(wěn)定性，減少事故問題產(chǎn)生的可能，提升建筑結構應對自然災害的能力，為人們創(chuàng)造更加安全的居住環(huán)境和生活環(huán)境。科學設計剪刀墻結構，需要設計人員做好剪刀墻重量的均勻分布，要確保建筑平面的剛度和房屋建筑各層的結構重點能夠保持一致。設計人員需要關注剪刀墻的承重，關注剪刀墻水平方向的相關問題，綜合考慮剪刀墻的角度平衡的問題。在進行施工建設的過程中，設計人員還要結合項目建設的實際情況，綜合分析剪刀墻的承受能力，科學計算相關數(shù)據(jù)，明確工程項目的實際需要，盡可能的提升剪刀墻結構的強度、剛度和穩(wěn)定性。

（四）節(jié)能結構設計優(yōu)化

在房屋建筑結構設計的過程中要堅持綠色可持續(xù)發(fā)展理念，相關設計人員要具備良好的專業(yè)素養(yǎng)。優(yōu)化方法包括以下幾個方面。

1.房屋建筑所處的地理環(huán)境對房屋建筑整體質量效果具有重要影響，因此在設計過程中應該加強重視。在房屋建筑結構設計優(yōu)化之前，對房屋建筑所處地理位置、氣候條件以及所在城市進行調查，選擇有效的方式完成對房屋建筑朝向、采光、采暖等設計工作，以確保良好的房屋居住環(huán)境[4]。

2.要統(tǒng)籌兼顧，在房屋建筑結構設計的過程中兼顧美觀和功能，即在房屋建筑結構設計過程中要考慮房屋建筑的美觀效果和各方面功能，使房屋建筑能夠同周圍景物結合，從而能采取更加有效的方式使房屋建筑實現(xiàn)高效的建筑結構設計效果。

3.要采取優(yōu)化措施，完善房屋建筑的維護工作。在開展房屋建筑屋頂、門、窗等設計的過程中，應該充分考慮采光、熱量散失等因素，從而充分為居住者營造良好的居住環(huán)境。在房屋建筑維護工作過程中，需從細節(jié)出發(fā)，充分考慮房屋建筑在使用過程中可能會出現(xiàn)的問題，采用更有效的方法加強對房屋建筑的維護，延長房屋建筑的使用壽命。

五、結束語

在房屋建筑結構設計工作中，不管是優(yōu)化施工技術還是管理技術，都對建筑的結構有很大的影響，優(yōu)秀的技術代表著高質量、高水準，而建筑結構設計相當于打造房屋的骨架，任何的失誤都會造成相當嚴重的后果。所以相關部門需要在建筑結構設計工作中不斷創(chuàng)新和完善各方面技術，讓建造出來的房屋能夠滿足人們心中的需求，在滿足建筑結構安全、實用的基礎上，更好地體現(xiàn)出房屋建筑的價值，為我國房屋建筑行業(yè)增添一份力量。

參考文獻：

[1]楊悅.結構設計優(yōu)化在房屋建筑結構設計中的應用[J].綠色環(huán)保建材， 2020，（05）：92-93.

[2]張瑞.房屋建筑結構優(yōu)化設計研究[J].工程建設與設計， 2020，（06）：5-6.

[3]羅智武.探討房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術應用[J].建材與裝飾， 2020（03）：99-100.

[4]葉菁.探析房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術運用[J].居舍， 2019（09）：79.