建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用

張旭

【摘要】在我國進入21世紀迅猛發(fā)展的新時期，隨著人們生活水平、經濟條件的不斷提升，人們對建筑結構及住房條件的要求也從傳統(tǒng)注重實用性上升至對建筑物穩(wěn)定性、安全性、美觀度等方面的要求。而通過優(yōu)化房屋建筑結構的設計，能夠顯著提升房屋建筑設計的質量和水準，進而滿足人們對房屋建筑外觀和功能等方面的需求，減少建筑建造的成本，提升建筑企業(yè)、業(yè)主的經濟效益。

【關鍵詞】建筑結構設計;優(yōu)化方法;房屋結構設計【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

當前階段，我國在擴大城市化建設以及現代化規(guī)模的基礎上，在建筑行業(yè)方面的投資達到了非常高的水平，并以此得到了更好的發(fā)展。具體到建筑行業(yè)而言，房屋建設工程涉及到許多專業(yè)領域，其中，建筑結構的設計能夠對建筑物整體使用安全性和人口容納量起到非常明顯的作用，為節(jié)省國土資源的使用面積，應在設計階段將建筑結構、建設方法、使用功能方面進行全面分析。

1、建筑結構設計應堅持的原則

（1）層次性，建筑結構設計要堅持層次性原則，這表現在建筑結構的整體性上面，設計人員在設計和構思建筑結構的時候需要理清不同類型和程度的工作，并且合理地規(guī)劃好建筑的框架，設計人員還要對細節(jié)加一把握，從而更好地保障工程建設效果，也可以反映整個建筑的結構特點。除此之外，建筑業(yè)要突出層次性原則，設計人員要努力改善建筑結構的性能，從而實現建筑結構的實用價值，充分使用建筑結構的空間，要抓住客戶的多種審美需要，從而提高客戶的舒適感。所以層次性原則能夠立足于建筑設計功能，而設計人員要發(fā)揮好設計能力，從而做出相應的調配和控制工作，體現建筑結構的設計特色。（2）美觀性，建筑行業(yè)在設計和建設的時候不僅要關注建筑物的層次感和體驗，還要關注建筑物的美觀程度。一般來說，比較成功的建筑物都能夠帶給客戶視覺的美感，并且具備較強的個性和特點。因此，美觀性原則需要引起每一位建筑設計人員的注意，設計人員要從美學這一角度進行設計，從而更好地呈現建筑結構的美感。美觀性原則作為建筑結構設計中的重要原則，它不僅依托于建筑設計合理性原則，還充分表現出建筑物的藝術特色。美觀的建筑結構能夠更好地帶給用戶舒適的體驗，對于一個城市的文明也有重要意義。

2、建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用

2.1從整體上優(yōu)化方案設計

推動建筑結構設計工作的整體水平和質量，需要有關單位對建筑方案展開科學的優(yōu)化設計。具體來講，可以從以下幾方面著手。第一，要科學分析統(tǒng)籌各項因素，全方位定位，要建立在整體的視角上，科學統(tǒng)籌各項資源和各類技術，確保建筑結構設計優(yōu)化的方法能夠符合規(guī)范標準要求。第二，要做好原材料質量控制。要確保各個部件、各個材料質量合格，確保各個部件的功能符合標準要求，能夠正常、充分發(fā)揮。第三，要充分的分析和考量外部因素。有關單位要做好對建筑結構設計外部影響因素的有效控制，做好對人力、物力等方面消極因素的有效控制，嚴格排查出影響建筑結構設計的風險和隱患問題。第四，要進一步簡化內部結構。由于房屋建筑內部結構很繁雜，在開展設計工作時很容易出現計算誤差的問題，造成房屋建筑建設成本增加，不利于開展成本控制工作。為此，有關單位需要合理控制影響因素，簡化房屋建筑結構設計方案。簡化建筑結構內容，需要按照建筑設計規(guī)范標準實施。以房屋抗震設計工作為例，設計人員要首先明確結構框架設計標準，按照力學原理，進一步提升結構的平衡性和穩(wěn)定性，要有效簡化抗震設計的相關因素，減輕建筑物的抗震負載力，從整體上促進結構抗震性能的提升，并制定符合抗震設計要求的質量標準，在保證建筑結構承載力的同時，簡化建筑結構。

2.2地基的優(yōu)化設計

地基是房屋建筑最基礎也是必不可缺的組成部分，因此，在房屋結構設計過程中，必須考量地基設計的優(yōu)化，科學勘測施工現場地質及其承載能力，進而保證整個施工質量;此外，設計人員還應科學分析影響地基結構設計的因素，并根據分析結構，將可能遇到的風險點、安全隱患等全部納入到優(yōu)化方法中，比如在施工現場安裝防護性裝備、強化施工環(huán)境和地基之間的關聯性等。

2.3疏散通道的設計

通常來看，安全疏散通道由于其特殊性質，其通道為單向。其中，疏散通道要保證能夠正常穿過人流量密度大的活動區(qū)域。疏散通道的出口要明確指出，針對這方面的設計原則，相關人員要做到兩個關鍵點，第一是安全，第二是快速。對于疏散通道的特殊性質來看，該通道不涉及電梯裝置的設計，必須按照固有的通道進行疏散設計。基于此，在對該通道的設計過程中，應盡量避免路徑上出現折返情況，否則無法順利脫離火災危險區(qū)域，無法保障人們在火災中的逃生安全性。在安全出口的設置方面，主要位于建筑內部的各類防火區(qū)域，只要能夠順利通往室外，那么該出口則可判定為安全出口。在一般安全出口的設置數量方面，出口在防火分區(qū)中存在的實際數目應控制在最少兩個以上，這樣能對疏散群眾并使其快速通往室外提供一定的安全保障。

2.4優(yōu)化高層建筑結構抗風性能

高層建筑的結構設計工作要重點考慮風荷載要素，這對于整個高層建筑結構的安全有著特殊意義，因此設計人員要充分考慮高層建筑結構的抗風性能。具體而言，建筑工程企業(yè)要改善高層建筑結構的抗風能力，務必深入到施工建設現場，認真分析和研究高層建筑物的受力點大小和特點，然后有目的地開展抗風設計工作，保證高層建筑施工工作的有效開展。另外，設計人員還要認真地選擇施工地點，并且計算出建筑物的相關數值，然后結合實際情況來變換混凝土的配置，全面地把握各種因素，然后設計出最好的施工方案，還要結合抗震標準來完善鋼筋的整體結構，進一步強化高層建筑結構的抗風和抗震性能。

2.5優(yōu)化排水系統(tǒng)設計

設計人員在進行排水系統(tǒng)設計時，應當以強度、荷載力為依據，科學、有序的配置機械設備。特別要對地下室結構進行優(yōu)化設計，要科學計算管道預留尺寸和深度，做好對建筑樓板鉆孔位置的管理，做好加固。設計人員還要提升對水平方向管線的關注度，盡可能的避免貫穿梁體的情況。如果一定要穿過承重墻，有關人員需要按照規(guī)范要求，細致、科學的進行加固處理，切實提升排水管網設計的科學性。

2.6建筑結構構成的優(yōu)化

建筑結構構成的優(yōu)化是對房屋結構具體細節(jié)的優(yōu)化，在局部數據基本合理的背景下，建筑剛重比、周期和陣形等均是重點考量的問題。通過優(yōu)化結構構成，能夠確保結構剛度更為合理，進而最大限度避免因剛度過大而影響到房屋建筑的安全性，而且還能夠有效節(jié)約材料用量，確保房屋建筑的經濟和社會效益。

2.7消防通道的設計

在對建筑內部的消防通道進行設計過程中，相關人員首先應對建筑整體結構進行全面分析，并充分結合建筑中各部分的使用功能以及人們在該建筑中的主要聚集區(qū)域，此過程可充分借助BIM技術，科學設置消防裝置，以便在發(fā)生火災時能夠第一時間控制火情，并爭取更多的救援時間。在消防系統(tǒng)的具體設計中，應著重對火情報警裝置進行安裝，在建筑內的各個區(qū)域合理設置消火栓、滅火器等裝置。其中，消火栓的位置應離防火區(qū)域較近，促使火情能夠更快的被扼制。若按照防火的安全作為分界線，應沿著該區(qū)域預留最少六個消火栓的位置。

2.8提升設計人員的素質

高層建筑結構的設計工作中設計人員的素質很重要，它與建筑結構的整體排布有關，因此設計人員要具備較強的專業(yè)能力與綜合素質，逐漸提升自己的能力水平。其中，設計人員還要在設計的時候做好實地勘察工作，確保項目工程設計的合理有效性，要達到相關要求。建筑企業(yè)要做好工作人員的在職培訓工作，并且為工作人員的成長提供相應的平臺和機會。另外，建筑企業(yè)可以同一些高校達成合作，在一定時間內培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才，從而更好地組建高效的設計團隊。還要改善企業(yè)的人才管理方式，提高設計人員的綜合素養(yǎng)與業(yè)務能力。

2.9做好建筑結構電氣系統(tǒng)的設計

設計人員需要高度重視電氣系統(tǒng)設計和電氣安裝的相關問題。設計人員要以導向的方式為基本方式，做好電氣系統(tǒng)在樓板、墻體等位置的安裝。要按照規(guī)范標準進行設備安裝，確保電氣安裝的科學性。在施工建設的過程中，可能會出現電氣穿過梁體的情況，為此，有關人員應當預留好孔洞，將梁體和墻體的寬度設置為一致，避免出現管線暴露在墻體之外的問題。由于房屋建筑中電梯部位有很多的建筑構件，設計人員需要根據實際情況，科學計算電梯部分的相關內容，保證電氣系統(tǒng)設計的科學性，一切為房屋建筑施工服務。

結語：

在房屋結構設計中融入新的設計理念、思路來優(yōu)化建筑結構設計方案，不僅能夠實現建筑結構空間布局、建筑工程質量的最優(yōu)化，而且還能夠確保建筑結構滿足房屋施工的受力特性、實際客觀條件等，最終使房屋建筑結構更加美觀、合理。此外，優(yōu)化后建筑結構設計方法，兼顧了業(yè)主對房屋的審美價值和實用價值，能夠最終推動我國建筑行業(yè)的升級，提升其市場競爭力。

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