房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略

2018-02-10祁博文北京首都工程技术有限公司北京100075

中国房地产业 2018年14期

文/祁博文北京首都工程技术有限公司北京 100075

从建筑结构设计的角度来说，通过合理的结构设计优化不仅可以促进建筑物造型、外观以及功能的提升，同时还能有效提高结构的受力性能，节省施工材料的同时，降低施工的成本。在进行建筑物结构设计的同时需要采取适当的策略对结构进行优化设计，在保证建筑物功能的基础上，保证建筑物的各项性能和指标都达到设计要求，同时提高建筑物的稳定性和安全性。

1、房屋建筑结构设计优化意义

房屋结构设计的最终目标应该是设计出造型美观、功能齐全, 同时经济成本又较低的房屋建筑,并要考虑到对于周围环境的保护。因此,结构设计师在进行设计的过程中, 要不断进行结构优化,最终实现房屋建筑的整体效益。对于建筑商来说, 在房屋安全使用性能得到保障的同时, 还要尽可能地减少成本支出。而对用户来说, 房屋结构稳定, 能够长期使用，同时外形也要美观是最终目标。所以,房屋结构设计者要充分考虑这些因素,合理分配现场资源, 选择科学合理的设计方法, 制定出完善的设计方案，充分利用土地资源。

2、房屋建筑结构设计优化要点分析

①房屋建筑结构设计进行协调。针对房屋建筑结构设计，需要对房屋建筑的美观度进行提高。而结构设计就是针对房屋建筑结构而开展合理设计的一种方法。两者之间相互配合，相互合作，从而对建筑工程造价进行降低，使得房屋的实用性及经济效益进行提高，最终实现结构的合理化设计。高层建筑设计中经常出现混凝土标号通高采用高标号混凝土或分层设计不合理的情况，不仅提高了工程造价，而且还难以发挥高标号混凝土的强度作用。②遵循结构设计各项规范。在结构设计过程中在保证满足规范设计要求的前提下，可适当对建筑构件的截面尺寸、布置形式进行优化。因此，在对房屋建筑结构开展结构设计工作时，在对结构设计规范严格遵守的条件下，还应结合房屋建筑的实际情况，做到具体问题具体分析，正确判断房屋建筑结构设计形式，对房屋结构设计进行优化，进而使得结构设计质量及经济效益都得以提高。

3、建筑结构设计中的优化策略

3.1 平面设计方案的优化

从建筑结构设计来说，结构的平面布置对于整个设计方案、建筑物的功能以及成本等都会产生较大的影响。针对建筑的平面布置进行优化和选择也是非常重要的，在建筑平面设计中通过确定合适的平面方案就能确定平面的布局、轴网布置、楼层高度、房屋基本形式等的确定。在进行平面设计方法的优化的过程中需要结合建筑的使用功能进行充分考虑，结合现场和运用的实际情况进行分析，在进行结构优化设计的时候不可能面面俱到，需要有一定的侧重点。

3.2 结构形式的合理选择

结构优化设计中, 进行结构的选型是非常重要的。结构的选型需要和建筑物的用途、功能、环境、安全性、稳定性等各个方面的因素都结合在一起进行充分考虑, 在进行结构形式的选择时还需要因地制宜进行充分考虑。对于高层建筑来说, 一般采取的主要结构形式包括框架结构、框剪结构、剪力墙结构等。不同的结构形式有不同的结构优化方案, 比如对于剪力墙结构, 在进行优化设计的时候就可以针对连梁进行优化设计,增大连梁的截面刚度可以有效提高整个结构的抗震性能的, 但由于刚度的增加, 连梁分配到的弯矩就会增大, 进而导致构件的配筋量增加, 采用这样的设计方案显然会造成材料的浪费。

3.3 结构的细部优化

除了主体形式之外，对于结构的一些基本构件的精细设计也尤其有必要。设计人员在设计过程中可以引入BIM模型进行分析比较，并在使用过程中注意以下问题:(1)把控好模型空间结构的重视度, 这样可以有效的保证设计人员能够将BIM技术在此过程中彰显动态施工图和结构模型的优势。(2)重视对建筑结构构件的合理选择。这是为了设计人员在进行建筑结构设计时,保证建筑结构的安全性能够达到相关要求。而建筑施工材料的质量往往会对建筑结构性能造成极大的影响,因此, 工作人员应通过BIM模型来对建筑结构的各项复杂参数进行具体分析，并尽量选择较为标准的或是较为简单的建筑结构构件, 以实现对建筑结构分析模型、物理模型与施工图文档完全数据模型的无缝连接, 避免造成数据丢失的情况。

3.4 协调建筑优化与结构优化

在结构优化设计过程中，需要对建筑物整体平面与结构之间的配合进行保证。建筑物施工需要实现简洁性的建筑系统，支柱与墙体要良好对接，截面面积与高度都要保持相同。在对楼体进行设计时，由于转角区域自身承受力的作用较多，因此需要将承重材料转变为高强材料，如在配筋较大的构件处采用CRB600H钢筋代替广泛应用的HRB400钢筋，这样不仅可以满足计算设计需求，方便施工，更可节约10～30%的人工成本。在一些情况下，还可以通过降低建筑自重，保证建筑物整体的重心、刚心与质心的良好交叠，防止出现扭转。