结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用

结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用

陈卫

汕头市第二建筑设计院

摘要：随着建筑事业的快速发展，结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用也越来越关键。其不仅能够使得房屋的施工工艺更加精准，而且还能让施工质量得到有效地提高。本文主要针对结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用进行分析，并提出了相应的优化措施。

关键词：结构设计;优化技术;房屋;应用

随着房地产事业的进步，大城市有高楼大厦，小城市有各式的低层小区。有些楼盘卖的非常好，入住率非常高，开发商赚了许多钱；相反，有些楼盘的销售就让人大失所望，开发商非但没有赚到钱，连成本都没保住，这里面有很重要的影响因素就是，房屋的结构设计优化技术。因为房屋结构设计的好坏将直接决定房屋的质量，而且对于入住的舒适度也有不同的感受。所以，结构设计在房屋建筑中十分关键。

一、结构设计优化技术在房屋结构设计中的概况

1.1房屋结构设计的现状

结构设计在目前的房屋建筑中十分重要，首先从目前的设计现状来看，大部分的房屋在进行结构设计的过程中，都逐渐变得规范化和一体化。尤其是在主体结构的设计方面，其遵循相关的设计准则，力争让设计变得精巧，符合人们居住的风格。但是在很多时候，很多设计人员的设计与实际设计还存在一定的出入，其在设计尺寸与现场施工中也有不同步的情况。所以，为了能够让房屋结构设计的更加科学合理。现今，很多房屋结构设计人员在结构上都会结合现场的施工环境进行全面的设计，这样就极大程度的提高了房屋结构设计的整体协调性。

1.2房屋结构设计的内容

建筑工程设计有三大目标：适用，经济和安全，传统房屋结构设计方法很难降低工程的造价，而建筑结构设计优化技术如果在房屋结构设计中得到应用，便可以使建筑工程造价降低6%~35%，就可以让造出来的房屋达到“物美价廉”的效果。设计优化方法优化方法的技术实现运用，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并且达到建筑规范所规定的安全度。最重要的是，它还可以为建筑整体性方案设计进行合理的决策。所以，在进行房屋结构设计的过程中，首先要对其整体结构进行全面的把握，这样不仅能够让建筑过程中的原材料得到大幅度的减少，还能让房屋的设计更为合理。其二：在设计时，一定要结合居民的具体情况，可以根据户主的要求，在设计上进行初步的调整和改变，但是对于主体结构，不宜随意变更，因为现在的房屋设计都是以小区为单位进行商品房的设计，如果将主体结构进行变化，那么很容易引起设计的不协调以及不对称，从而引起后期预应力不规则的变化等质量问题。所以，对房屋结构设计时，一定要注意其整体性，要设计的匀称、美观。

二、结构设计优化技术在房屋结构设计中的问题

2.1多重因素的影响

在进行房屋结构设计过程中，设计人员往往会受到多重因素的影响。简而言之，房屋在结构时，通常会考虑到多方面的因素，无论是设计的美感问题，还是设计尺寸问题都要进行全面的考虑，但是很多设计人员往往将这些影响因素进行完美的融合。就好像鱼与熊掌不可兼得，有些设计人员在过分的追求美观，甚至进行标新立异的设计，但是这种房屋设计往往会引发很多施工质量问题，例如房屋设计不对称引起的预应力不规则变化，或者是在施工的过程中，混凝土的浇注问题都会对结构设计造成一定的影响。因此，影响房屋结构设计的因素众多，设计人员在进行设计的过程中，应当协调好各方面的因素，将各种因素的影响尽量降低，无论是在房屋的外观上还是房屋建设的质量上都要进行全面的把握，从而提升结构设计的整体水平。

2.2细部结构优化还不够全面

在房屋设计时，很多设计人员的设计都是依据相关的设计标准进行设计，其通常能够在整体上做出较为全面的设计，但是在局部细节的设计上依然还存在一些问题，尤其是在前期方案阶段的设计过程中，设计人员的设计与施工人员很难形成协调，主要还在于施工的环境较为复杂，虽然设计技术达到了统一和谐的水平，但是在实际施工中，其依然会出现各种问题，例如：现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。但是在实际的设计过程中，其外立面的设计并未根据现场的施工环境进行设计，依旧采用设计规范进行设计，这样就会使得实际施工与图纸有所不符，造成后期的施工质量问题。

三、结构设计优化技术在房屋结构设计中的对策

3.1施工结构的优化设计

施工结构是进行房屋结构设计的主体，设计人员在进行设计的过程中，应当统筹兼顾，综合考虑施工的材料以及施工的环境进行全面的设计，与此同时，设计员还要对设计参数进行相应的勘测，不能以常规的数据进行设计。要结合工程施工的具体情况，对每一个施工尺寸，施工要点都要进行重点标注。例如：在进行混凝土浇筑的过程中，其常常容易出现水热化问题，从而出现施工裂缝，虽然这类问题的出现与施工不规范有极大的关系，但是与设计的不合理也相关。从细节上来看，如果在设计时，未能考虑到水热化问题，其必然会在浇筑工艺上设计的繁杂，这样设计内容得到了极大的丰富，但是施工质量却大幅度提高，原材料的利用也会剧增，这样不仅会增加成本率的输出，甚至会延缓施工的进度。所以，从这个角度来看，对施工结构进行设计至关重要，其不仅关系着施工质量，还对施工的进度也息息相关。因此，设计人员一定要做好现场信息采集工作，将各种环境进行全面的了解，然后做好技术交底工作，这样才能让施工结构更加科学合理，让施工结构得到全面的优化。

3.2对剪应力的综合设计

在房屋设计的过程中，其内部预应力的变化是必须要考虑到的情况，因为如果预应力发生不规则的变化，很容易产生施工裂缝，而且很难补救。所以，从这方面来看，设计人员在设计时，可以根据相关的计算公式，对每一处承载的剪应力进行详细的计算，同时还要将材料的强度也考虑其中，尤其是在钢材的配用方面，必须要根据实际情况，对钢筋的强度进行选择。其二：根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》8.5.1条的注2的规定，当采用HRB400其最小配筋百分率允许采用0.15和45ft/fy中的较大值。通常楼板的混凝土强度等级不大于C35，笔者现在以混凝土强度等级为C30，钢筋强度为HRB400，板厚100mm举例说明，45*1.43/360=0.178%，要小于普通的受弯配筋率0.2%。所以，对受力钢材进行合理的选择是防止剪应力不规则变化的基础；其三：设计人员应当对房屋的抗震性能进行相应的设计，因为如果抗震性能过低，也会为房屋的建设留下隐患。在具体的设计过程中，其通常会采用经济型的材质进行设计，因为这类材料较为轻巧，能够有效地防止房屋的震动。也有一些房屋在设计上，采用夯实地基法，将地基的夯实度极大的提高，如此，当发生震动时，其地基不会轻易的沉降，从而有效地提高了房屋在抗震中的效力。

四、结语：

结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用十分重要，其不仅能够有效地提高房屋的建筑质量，还能节省原材料，从而加速工程进度。在进行房屋设计时，设计人员应当结合实际情况，对房屋的结构进行优化设计，同时对房屋的剪应力进行全方位的监控，做好精确的数据计算，收集准确合理的信息，全面提升房屋设计的科学合理性。

参考文献：

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[2]王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊）.2013（03）125-136

[3]佟月强，郝明.试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业.2012（08）89-96