房屋结构设计中的房屋结构设计优化策略

2019-02-01陈则康廊坊市京御幸福房地产开发有限公司河北廊坊065000

中国房地产业 2019年9期

文/陈则康廊坊市京御幸福房地产开发有限公司河北廊坊 065000

房屋结构设计的优化是通过优化方法对建筑物结构进行综合升级。既能满足人们对建筑产品不断改进的新要求，又能促进建筑企业不断创新，提高企业竞争力。为了保证设计的科学合理的优化，有必要了解建筑的质量和周围的环境。

1、设计优化的作用

对于房屋建筑企业来讲，其追求目标在于保证房屋结构质量的同时最大程度地节省建筑设计有关费用和控制施工成本，房屋结构的稳定性是对房屋结构设计的基本要求，在此基础上增加美感，才能满足不同层次的用户需求，也能给建筑企业带来更大的经济利益。与老旧建筑结构的设计相比，房屋结构设计优化方案可以大幅降低建筑成本，并且利用巧妙的优化设计，能够提高建筑材料的利用率，做好屋内各独立单元更好的配置，提高居住舒适度。

2、房屋结构设计优化步骤

2.1 建立结构优化模型

房屋结构设计优化的本质在于从变量中提取重要参数，建筑工程往往涉及多个数值，这些数值通常是设计人员定稿的参考值，因此对于建筑结构模型设计首先是选择变量，一个变化因素较小的数值参考指标对于设计具有重要意义，能够有效降低建筑设计优化和相关计算工作的难度，有利于设计师更快地找到设计目标的数据组，从而选择最佳设计方案。出于对房屋结构耐久性的考虑，设计师应当结合房屋的尺寸、结构、刚性和变形与裂隙限度等多个方面分析，确保各个条件都能满足相关要求。其次，在设计时，将房屋横截面以及钢筋的尺寸提前设定，设计人员需要找出符合事先设定值的函数组，做好目标函数的确定及约束条件，才能最大程度地满足设计要求，降低有关费用。

2.2 优化计算方法

房屋结构设计优化涉及多项复杂的变量，计算方法也很多，在演算过程中需要根据需求尽量选择简便的运算方法，才能提高设计师的工作效率，避免不必要的精力耗费。此外，功能与用途齐全且运转高效的设计程序结构设计优化上能够发挥重要作用，因此设计师应当加强对程序选择的重视度。在各种数据计算之后，设计师需要认真分析统计结论，找到设计方案间的共通点与差异，综合衡量后确定最佳方案。房屋建筑投资成本较高，涉及的利益成员也较多，因此设计师在进行优化设计时还需要结合工程效益以及技术含量等条件多角度思考，避免出现顾此失彼的情况。

3、房屋结构设计中的房屋结构设计优化策略

3.1 优化结构寿命

任何建筑工程项目在限定的使用期内都可以找到不同的设计优化方案，因此设计人员需要结合不同阶段以及不同性质特点的房屋建筑确定优化方法。房屋建筑的品质决定了居住质量，因此在结构设计优化工作中应当重点关注房屋落成后的实际使用效果，确保其结构具有相当的承载能力和寿命，从而能够强化工程质量，在长期的使用过程当中体现其作用价值，避免在应用中出现结构损坏。

3.2 整体与局部设计优化

从房屋结构设计优化的整体来看，房屋结构设计通常包括设计、结构以及安装设计三大体系，而各体系之下又细分为多个下属体系，因此在房屋结构设计优化过程中，设计人员应当分别对每个体系进行设计，确保能够有效突破各个布局间的横向关联，使不同环节能够实现协调搭配。由于建筑结构的复杂特性，结构设计也涉及材料选择、结构类型选择等内容，要想得到更好的优化设计，必须兼顾整体与局部双方面的优化。

3.3 框架结构设计优化

房屋结构的框架荷载条件是固定的，因此优化设计的变量只能是梁柱杆件的截面尺寸，设计人员可以通过调整截面面积进行结构优化设计。房屋框架中的任何一个梁柱截面尺寸发生变化，都会影响到整体建筑结构的受力分布情况，因此当单个构件截面尺寸发生变化之后都需要重新计算结构内力，这无疑增加了大量的计算工作。因此在实际工作中如果仅有一次优化可以假定杆件截面尺寸不会影响框架内力分布，但如果全部杆件都进行优化则必须对内力情况重新进行分析。

3.4 上部结构优化

房屋结构设计中的上部结构优化对建筑具有重要影响，优化上部结构必须布设好具有抵抗水平剪刀力的剪力墙，剪力墙质量均匀是保证对称楼层平面的刚度中心与楼层结构的中心重合，从而保证在巨大外力作用下整体结构的稳固性。在地质条件较好且抗震条件允许的情况下，设计人员应尽量选用大开间剪力墙，能够有效减少墙肢数量以及混凝土使用量。

3.5 协调与排水系统的联合应用

目前，房屋建筑排水系统房间存在许多机械设备，由于其荷载强度与荷载能力较大，这就会给系统与结构的运行带来安全隐患。针对这一问题，设计人员可通过确保管道的预留深度和预留尺寸，来优化结构的设计应用效果。具体来说，可通过加固楼板的钻孔位置，来提高排水系统的运行效果。此外，还要注重水平方向系统管道的设置，即水平管线是否贯穿梁柱。