房屋建筑结构设计优化重要性及措施

房屋建筑结构设计优化重要性及措施

雷耀旭 

四川自贡汇东发展股份有限公司

摘要：建筑结构是否合理，直接关系到建筑物的安全与使用功能。当前，在建筑结构设计中由于材料消耗大，造价高，造成建筑结构重量过大，影响到建筑物的安全稳定。在进行房屋结构设计时，要遵循经济性原则，从多个角度对其进行优化。在确保施工质量的前提下，尽量减少施工成本，使施工企业的经济效益最大化。文章就房屋建筑结构设计优化重要性及措施进行了分析，供相关人员参考。

关键词：房屋建筑；建筑结构；设计优化；重要性及措施

引言

在现代社会中，建筑结构设计的优化，已成为关乎人们生命安全、经济效益与环境可持续发展的重要问题。在技术与可持续发展意识的推动下，房屋结构设计面临新的机遇与挑战。在当前房地产市场不景气的大环境下，技术精细化管理必然会给企业带来巨大的收益，因此，如何对建筑结构设计进行优化以达到降低成本的目的就显得尤为重要。

1.房屋建筑结构设计优化的重要性

1.1.有助于资源配置合理化

传统的房屋规划结构设计方法有很多不合理之处，造成了大量的资源浪费，既影响了工程的质量，又影响了工程施工的进度。通过对建筑结构进行优化，可以改善设计方案的合理性，防止由于建造后的不合理而引起的设计变更，降低资源的浪费，实现资源的合理分配。

1.2.降低工程施工成本

建筑工程的成本受楼层高度、楼层布局、柱网等诸多因素的影响。建筑结构设计优化是从建筑技术的发展需要出发，对建筑的张力、布局等进行全面的分析，并与经济学原理相结合。通过对施工服务项目进行合理的成本管理，防止资源的浪费，降低成本的开支，提高工程的经济效益。总之，通过对建筑结构的优化，实现功能、审美、经济三个价值方面的均衡与统一。

2.房屋建筑结构设计优化的措施

2.1.结构概念设计

在建筑结构概念设计中，既要进行概念构思，又要进行结构概念设计。结构设计涉及各子系统、材料性能、制造工艺、失效机理等多方面的力学联系，目前尚无完善的数值模拟方法，尤其是对某些问题，如无法准确、合理地进行分析或不能被纳入规范。从试验现象中总结出的一些基本设计原理与思路，是对机械施工体系进行宏观调控与总体调控的具体措施。结构概念设计需要以整体为核心，在最基础的力学理念下，对全体系进行俯瞰视图组织，解决各组成部分间的联系与冲突，评估各组成部分的断面尺寸，评价施工可行性。建筑结构的设计要求有明确的传力路径，垂直向荷载传递采用直传递方式，避免了过渡。要明确垂直向荷载在地基上的传递方式，既要保证输电线路的最短、最高效、最直接、最高效的输电方式，尽量避免采用转换结构或构件，避免采用大跨悬臂结构；水平传力路径需要明确，以避免错层及楼板大开孔。因此，明确水平作用力（风、地震等）是怎样通过作用于主承力结构或构件上的。输电线路应尽量缩短线路，尽量避免采用连续立柱、凹凸路面、细腰路面等间距结构或部分偏置楼板。合理的结构设计与布局是结构设计中的重要环节，需要结构工程师、建筑设计师等多专业的通力合作。技术结构的设计要以技术上的合理性、实施的方便性和整体的经济效益为依据。

2.2.地基基础设计及优化

地基基础的功能是使上层建筑物具有适当的承载力。在此基础上，提出了一种既有自重又有活荷载的计算方法。在进行荷载计算时，需要考虑到工程地质、水文地质条件、建筑物的外形与功能要求、荷载大小与分布、邻近建筑的基础条件等。在综合考虑施工条件、材料供应及地区抗震能力等因素的情况下，选取具有较高经济性的地基型式。在对基础设计进行优化时，要考虑到各种校核结果的合理性：当确定地基底面的面积时，应采用相应于该作用的规范组合的地基底板上的压强；当基础为基底型时，在地基基础受冲剪、抗弯及局部受压时，均需假定地基底面有合适的承压能力；在进行基础变形检测时，应将基础底面的附加压力设计值应用于拟永久组合计算中。其中，调研报告的内容是设计者应该关注的。总体而言，地质勘察费用只占一小部分，而勘察成果对施工方案有较大的影响。当前，一些勘测单位以较低的价格中标，或由于工程进度延误，没有钻机，实际钻探的深度和间距不够，导致土样和测试不够充分。因此，有必要给出以安全为导向的测试结果，甚至是过于保守，因为这些测试是在浪费时间。所以，要想写好勘察报告，首先要有高质量的勘察机构和合理的勘察成本；规划单位应认真审查地质勘察报告，认真评价勘察报告的内容和深度是否符合设计要求，并对勘察报告中提出的基础方案是否符合工程实际，若有出入，应及时与勘测单位沟通，并提出补充意见。勘察单位在设计测孔时，要综合考虑建筑物的周长、高度、地面高度等因素，确定孔的间距和孔深，以及控制孔与普通孔的比值。对同一工程进行分期开采时，要兼顾长、短的技术发展需求。在作为设计基础之前，研究报告应该由有资格的审计员审核并通过。对地质勘察提出更高的要求，并对调查结果进行核实，这是做好地质报告的必要保障。

2.3.楼板设计及优化

楼板对房屋建筑结构也起着很大的作用。作为建筑物的地面，承载着人们行走，摆放家具等各种功能。楼板荷载大小、传力路径等是楼板设计中应重点考虑的问题。就承载力而言，应根据设计荷载，对楼板厚度及配筋密度进行合理计算；从刚性角度看，楼板的外形及设计荷载也应加以考虑，以避免楼板产生过大的挠曲及变形。板厚的控制与优化要点：通常情况下，3—4m跨距楼面可选用100mm；高层芯筒的楼面可设150mm；起居室的大尺寸板材，尺寸可达120—150mm；一般屋面宜采用120mm；管道密度较大的地方宜采用120mm；地下室顶板宜设为180mm。在边撑双向板的设计中，根据弹性理论对楼板的配筋进行了计算。当嵌板的短跨距超过3m时，嵌板可沿任意方向分割成三条。侧板的宽度是短跨距的1/4，而中部的带宽是短跨距的1/2。在对中部条进行加固时，边条应按照其对应的中部条的1/2进行布置，并在每个边设置至少三条加强筋。将钢筋划分为条板后，可减少钢筋用量。楼板的建造应该尽量采用低标号的混凝土。

2.4.剪力墙的设计及优化

在剪力墙设计中，应在保证刚度、变形的同时，兼顾经济性，并对其进行合理配置。在此基础上，提出了一种新的抗震设计方法，即在一定程度上提高了剪力墙的抗侧刚度，从而减小了结构的变形。所以，应该根据分散、均匀的原则，围绕周边进行合理的布置，并对其水平位移限值进行规范化，尽量减少剪力墙数目。在结构设计中，剪力墙的布局要尽量向两侧及周边地区集中，尽量减小结构内侧及中部的位置，以防止个别剪力墙设置过长。由于短肢剪力墙的抗震性能较差，且需加倍加固，成本也会增加，对短肢剪力墙的应用要加以限制。为了改善结构的抗震性能，降低工程造价，在进行结构设计时，应该优先采用带有效翼缘的普通剪力墙。剪力墙的最优长度是它的8倍+100mm。对于翼缘小于600mm的剪力墙，在进行抗震分析时，要特别重视。结果表明，连接梁按剪力墙抗震设计要求进行抗震设计，连接梁按剪力墙混凝土强度设计。在计算中，要采用墙体单元法进行连接梁的计算。对于较低的深连梁，可将其横向连接进行调节，从而构成一种双联梁。若要进行计算或附加计算，则需采用带双联杆的计算程序。再进一步的计算中，双连梁可按弯曲刚度相等的原理等效计算。

3.结束语

综上所述，结构优化是房屋建筑工程施工中的关键环节。与此同时，现代社会对建筑功能的日益多元化，也给建筑结构的设计提出了更高的要求。设计者应从多个角度出发，以最大限度地提高房屋的使用品质，以满足人们对房屋的需求。

参考文献

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