房屋结构设计中的建筑结构设计优化研究

房屋结构设计中的建筑结构设计优化研究

罗霄

陕西建工集团有限公司 陕西省西安市 710003

摘要：近些年，人们对生活质量和居住条件的要求不断提升，相应地，对建筑工程的综合品质也提出了更高的要求。与此同时，国家也出台了相关政策呼吁建筑的节能化、高效化发展，这就要求建筑企业积极运用结构设计优化方法，使有限的空间与资源的价值得到最大化发挥，进而促进建筑工程实用性、经济性发展目标的实现，这对我国整个建筑行业的可持续发展来说也是大有好处的。

关键词：房屋结构设计；建筑结构；设计优化

1房屋建筑结构优化设计应用意义

1.1提升房屋建筑工程整体效益

房屋建筑工程整体效益受到多方面因素影响，其中质量与造价属于两个重要因素，通过房屋建筑结构优化设计可以有效提升房屋建筑结构质量与降低房屋建筑造价，实现房屋建筑工程整体效益提升。首先，房屋建筑优化设计便于施工人员提升房屋建筑工程整体建设质量。相关施工人员可以按照建筑优化设计方案进行施工，确保施工全程尽可能地与设计图纸一致，保证建筑工程质量。其次，通过优化设计，施工人员可以精细化计算具体建筑工程建设所需要的施工量等，通过调整施工量实现对房屋建筑成本管控。相关施工企业可以根据施工要求与工程合同要求，尽可能地减少非必要建筑结构搭建，并针对每一处建筑结构细节位置进行优化，尽可能地减少各建筑结构具体所需施工量，帮助施工企业减少施工时间、施工劳动量、施工材料量等，在一定程度上降低工程造价。

1.2结构设计优化有利于提高建筑结构的经济性

建筑的层高越高，其墙体面积和柱体积也会相应地增加，进而致使结构的自重增大，各类水电管线也会加长。反之，若层高较低，便可大大节省材料，同时也能增强建筑的抗震性能，与此同时，建筑的总高度也会随之下降，两栋建筑之间的日照距离也会因此而缩短，这就间接节省了用地面积。在建筑面积相同的条件下，若选择圆形或接近于方形的平面形状，建筑外墙的周长系数相对来说较小，与此同时，建筑基础以及内外表面装修也会随之减少，这样就能有效提高建筑的经济性能。从以往的工程实践中可以看出，采用结构优化设计方法可使建筑工程的总造价降低6%～30%，从而使整个建筑工程的经济效益更为可观。

2结构设计优化在房屋建筑结构设计中应用

2.1充分运用现代化技术

在房屋结构设计优化方面，相关人员要充分运用多种现代化先进技术，利用各项技术辅助建筑结构优化设计，促进高质量房屋打造。相关设计人员可以充分运用计算机、大数据、BIM等技术，提升建筑设计优化质量，例如，相关设计人员可以利用BIM技术，模拟建筑设计结构，更为直观地观察每一处建筑结构具体情况，并结合实际房屋建筑工程需求，对每一项建筑结构参数进行优化，提升建筑结构的整体质量。

2.2房屋建筑设计质量安全

建筑设计的质量和安全是管理的核心和重点，相关的结构设计应满足相关的质量控制要求，以促进建筑工程的良好应用性能。例如，在建筑工程的上部结构设计中，应建立优化模型，分析研究影响建筑设计稳定性的因素，并对关键工程进行控制。例如，在剪力墙结构优化设计过程中，为了提高工程的整体安全性和质量标准，需要对剪力墙各部位的质量进行严格要求。为保证房屋结构的整体稳定性，应减少短肢剪力墙结构的设计，尽量布置和设计较长的剪力墙，使房屋设计更符合行业要求的安全质量标准。此外，较长的剪力墙设计还可以减少房屋结构中边缘构件的数量，实现钢筋数量的有效节约，为工程造价控制和管理的有序开展提供支撑和保障。此外，为保证建筑结构设计的科学性和合理性，相关设计人员应结合工程实际情况，对房屋结构设计方案进行优化调整，提高整体设计水平。如某房屋建筑工程设计中，总体设计规模为7500m²，主体结构采用预制混凝土施工方案。为达到结构稳定控制，设计人员严格控制短肢剪力墙数量，控制建筑材料和框架结构设计标准，并根据设计图纸完善局部结构设计，使工程设计达到业主要求。

2.3规范防震设计

建筑结构的优化设计，最重要的目标是提升整体结构的稳定性，减少地震等自然灾害对人力、财力的负面影响。因此，在对建筑结构优化设计方案进行提升时，应当充分规划结构中的防震设计，着重注意对截面高度的确定和调整。同时，需要对不同主轴方向和水平方向上的承重柱进行抗震防范分析与计算，充分考虑到整个建筑结构横纵方向框架的稳定作用，不能有失偏颇，避免在实际设计与施工过程中出现配筋不足的现象。

2.4基础优化设计

房屋建筑的基础结构与建筑整体功能的正常发挥及其稳定性有着十分密切的联系，所以，在进行建筑基础结构设计的时候，设计人员必须注重对结构优化设计方法的运用，尽量实现对地基地质、基础结构等重点环节设计工作的全方位把控，在基础结构设计方案中，应处理好建筑基础结构与施工成本、施工技术等的关系，找准三者之间的平衡点。对于框架结构来说，应根据地质勘察报告对基础形式进行合理选择，若施工现场的地基承载力较好，则最好选择浅基础形式；若施工现场的地基承载力较差或者土质状况不佳，首先应考虑地基处理方案是否具备可行性，若可行则选用地基处理方案，若不可行则需采用桩基础。灌注桩和预制桩是两类比较常见的桩基础形式，其中，灌注桩的施工过程比较复杂，整个施工工期也比较长，且很难对施工质量进行有效控制。因此，在沉降满足相关标准的前提下，可采用预制桩施工法，利用深层桩基增大土壤对桩身的摩擦力，并尽可能选用长度较长的预制桩。

2.5优化建筑结构内部结构

房屋建筑结构根据建筑本身结构位置关系，可以分为建筑外结构与建筑内结构，建筑内结构即所有处于建筑内部的建筑结构。由于建筑内结构主要分布在建筑内部，大多数建筑设计人员往往会忽视内部结构设计优化，使得建筑结构优化质量提升空间受限。相关设计人员可以充分关注建筑结构内部设计的优化，从施工的每一个细节之处优化建筑，提升建筑结构优化质量。同时在内部结构设计优化方面，相关设计人员要充分考量不同设计方案所需要的施工量，尽可能地从多角度分析每一个参数优化设计，提高建筑结构优化设计质量。

2.6提高建筑结构与外观的协调性

建筑结构设计与建筑外观设计一直是密不可分的话题。在一般的建筑结构中，建筑结构与外观之间不可避免地会发生冲突。如果不能同时考虑，设计单位或施工单位将选择其中一个作为主要设计对象。随着人们对建筑结构完整性要求的逐步提高，建筑的功能不再局限于满足居民的日常需求，更是在外观上给居民一种享受。因此，设计师在住宅结构设计中应引入先进的设计理念，并加入一些流行元素，做到两者兼顾。同时，要做好房屋外观和结构的后处理工作，加强二者之间的协调。

结论

综上所述，房屋建筑结构设计中优化技术种类较多，在具体优化方面相关设计人员需要结合工程具体情况，进行房屋建筑实地勘查，制定初步建筑结构设计方案，并在优化上充分利用多种技术，尽可能地保障工程质量的同时，达到结构优化目的。房屋建筑设计人员可以根据房屋建筑结构不同，适当制定相应建筑结构优化设计方案，全面提升优化质量，促进建筑工程综合效益提升。

参考文献：

[1]赵洛亭．房屋建筑结构设计中优化技术的应用探讨[J]．绿色环保建材，2018,137(07):96-99.

[2]王硕．浅析房屋建筑结构设计中优化技术[J]．智能城市，2018,4(05):38.

[3]孙亚林．房屋建筑装配式混凝土结构设计及建造工艺分析[J]．混凝土，2018(04):121-124.

[4]张晋元，刘朝阳，王永伟．钢筋混凝土框架剪力墙+支撑结构在公共建筑中的优化设计[J]．结构工程师，2018,34(04):14-20.