房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

周圆

摘要：房屋结构是决定房屋建设质量、房屋工程性能的基础性参数，对房屋结构设计工作展开全面优化是设计工作的基本要求，同时也是工程领域的重要工作。采用建筑结构设计优化的方法针对房屋结构进行演算、重构和优化，是建筑结构设计优化方法应用的主要方面，应该重视建筑结构设计优化方法的使用，建立建筑结构设计优化工作的体系，构建建筑结构设计优化方法应用的结构，全面提升房屋结构的强度与性能，做到对房屋结构设计工作的有效加强。

关键词：建筑结构；结构设计；设计优化；优化方法

1 房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的重要性和必要性

随着国民经济的飞速发展，人民生活水平和审美有了很大程度的提高，对美的追求也体现在了住房上。而传统的房屋建筑在注重质量安全的同时，没能有效控制工程造价，在建筑外观和布局上也不尽完美，不能满足消费者对住房多方面的需求，因此在房屋结构设计过程中，建筑结构的优化设计尤为重要、也十分必要。应用优化设计方法，能够在保障工程质量和使用寿命的基础上，节约成本、降低商品价格，优化房屋结构，使房屋具有较高的艺术性，提高房屋建筑的综合效益。

2 结构设计中优化技术应用所面临的几个问题

2.1 前期参与

前期方案的确定将直接影响到整体建筑的总投资。前期方案阶段结构设计不参与是现在所面临的一个普遍问题，建筑设计师在建筑设计时对于建筑结构的合理性和可行性没有太多的考虑，但建筑设计结果会直接影响结构设计，有些方案有可能造成建筑总投资增加和结构设计的难度提升。假如我们在方案的初期，就选择合理的结构优化设计，那么我们就可以根据不同的建筑类型，选择合适的结构形式和合理的设计方案，打下一个良好的基础。

2.2 细部结构设计优化

概念设计运用于没有具体化数值的情况下，需要设计人员在设计过程中灵活运用结构设计优化方法，从而达到最好的效果。在细部结构设计优化中，注意各细节部分的设计。

3 房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

3.1 结构平面图

在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模呢？当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，但必须符合有关的抗震措施要求因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可，但设计中需要注意受压和局部受压的问题当然，如果时间允许的情况下还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算何乐而不为呢？需要注意的是，当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时是必须要输入软件建模计算的。

3.2 选择节能指标较高的结构设计类型

将建筑结构设计方案应用于房屋结构设计中主要是为了在降低工程造价的基础上，提升房屋建成后的整体效益。因此，需要选择节能指标较高的结构设计类型。常规设计中主要有三种房屋结构形式，分别为短肢剪力墙结构、框架结构及框架与剪力墙融合的结构模型。第一种结构设计的抗震性能较高，且并不需要较多材料的选用，第二中结构设计由于其柱截面较大会影响房屋内部家具的布置，而第三种结构综合适应能力较强，抗震效果好，且抗测力效果较为明显。三种结构类型均有其自身存在的优缺点，在选择最优设计方案时同时需要从房屋实际需求出发，将造价与后期效益均纳入考虑的范畴，据实际情况选择最佳设计方案。

3.3 房屋结构设计中桩基础的优化设计分析

从桩型的角度而言灌注桩以及预制桩是桩基础主要包括的两类。因为成桩的整个过程中较难把握灌注桩的质量，同时其施工的周期同预制桩相较而言更长，所以满足基础总重、上部承载以及沉降控制基础上应将预制桩尽量使用。且因为通常的情况下基础深度不断增加的同时，相关地基土对于桩端阻力与桩身侧摩阻力亦出现不断增大的现象，所以选桩时应尽可能的选取长度较大的那些；从桩位的角度而言，要想减少钢筋用量与基础底板的厚度应将轴线桩尽量采用，亦在剪力墙下尽量的对其进行布置。

3.4 优化排水结构系统

房屋建筑排水系统包含的机械设备非常多，且要求机械拥有较强的荷载能力，一般于地下室内设置，且预留深度、预留尺寸要符合设计要求，还需加固钻孔部位。施工人员要采取措施降低管线贯穿梁、柱的发生风险，若在建设过程中，出现了上述贯穿的情况，则要加固墙体。就结构整体而言，需确保管道网与结构设置的协调性。

3.5 优化电气系统设计

电气管线主要安装于楼板、墙体或者金属管体外部，安装难度较大，若管线需从梁体穿过，则需选取梁体部位，留取孔洞，确保墙体宽度、梁体宽度保持一致。在房屋建筑中，电梯包含的建筑构件非常多，建筑方案的设计人员要对电梯部分单独给予设计，提高设计的安全性、科学性，提高施工质量。

3.6 建筑承重墙结构设计

房屋建筑的承重墙也是需要重点设计的一个环节。在理论上来讲，承重墙数量越多、规模越大，则建筑的稳定性和质量就越好。但是在实践当中过多的承重墙并不符合现代化建筑大方且美观的设计理念。所以，针对承重墙的设计，需要在保障了建筑的安全性基础之上，尽可能的减少其规模，而对于不可取代的承重墙，需要尽量的提升墙体的抗剪强度，针对承重墙设计材料的选择也应当选择强度等级高、稳定性好的材料，来进一步的提升承重墙的抗震性以及抗压性，维持建筑的稳定和耐久。

3.7 房屋建筑结构细部设计优化

进行建筑结构的设计优化，不但要关注整体设计，也应该对各个细部结构部件的设计给予重视，比如进行现浇板的设计时，为了达到去除拐角裂缝与结构受力均匀的目的就需要将异形板划分为矩形板。对于建筑结构底部的框架抗震墙的钢筋配置通常较大，如果在材料选用上使用冷轧带肋钢筋则能够适当减少钢筋配置，从而更加便于施工和达到控制工程造价的目的。在有关设计技术优化方面，也可以增加对现代化高科技的利用。如今计算机仿真优化设计形式已经在建筑工程设计行业得到了广泛的运用，基于计算机软件对设计思路进行模型化的分析，更加直观而准确。因此人工设计配合计算机的运用进行房屋建筑工程的设计优化应该得到更加有力的推广。

4 结语

在建筑结构设计的过程中，要对建筑物基本功能的健全性、建筑物的可靠性、安全性和美观性进行综合的考虑，这就需要使用建筑结构设计优化方法，优化房屋建筑的结构设计，达到设计的根本目的。建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中发挥着重要的作用，具有实际意义。

参考文献：

[1]齊建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯.2015（11）.

[2]曾建宁.高层建筑结构抗震设计优化措施探讨[J].科技创新导报.2015（16）.

（作者单位：沈阳市飞翔装饰有限公司）