房屋结构设计中的设计优化探讨

罗晶　朱强

摘要：建筑物的结构设计在很大程度上取决于建筑结构的构造，不断优化建筑结构的外观不仅可以提高机构建设的安全性，还可以有效降低企业的投资成本。在市场竞争逐渐激烈的背景下，提高企业建设工作的盈利能力，增强企业的竞争力是关键。本文根据建筑施工技术的设计原则，探讨了建筑结构的优化设计方法，提出了改进了建筑结构的设计措施，希望对促进我国房屋结构设计的持续优化做出积极贡献。

关键词：建筑结构;结构设计;优化

建筑结构的优化设计可以有效地改善建筑的功能结构，提高人们的生活舒适度。根据目前我国城市建设的发展趋势，高层建筑的数量逐年增加。在建设大量建筑物时，必须考虑如何在建设项目中实现节能减排，同时也要满足建设工程的不同要求，提高结构的稳定性。作为建筑结构优化结构设计概念的一部分，工程师必须根据建筑物的安全性改进建筑计划。并使用最科学合理的设计方法和技术，来降低建筑物的建造成本。经验表明，优化设计的建筑物的工程成本可降低多达20%，从而显著降低项目成本，提高房屋工程的经济效益。

一、房屋结构优化设计原则

（一）合理选择计算草图

结构优化计算确保了施工服务结构设计的合理性，计算草图是结构计算的基础。目前在建设过程中没有达到充分选择的计算方案，这直接导致了建筑工程结构的安全问题，因此合理选择建筑设计优化计算图纸，具有极其重要的作用。不可避免的是，由于钢结构的结构设计优化计算误差在施工过程中造成了很大影响，但只要在故障控制设计优化中处于允许范围内，就能确保结构设计优化的安全性和稳定性。

（二）正确分析和计算

计算机是建筑结构设计中最重要的分析工具。但是，不同的计算机软件程序会计算不同的结构数据，这要求建筑师严格要求计算机分析结果，适当地评估最接近实际情况的计算结果，一方面确保计算结果的正确性，另一方面确保设计优化技术的静态设计的准确性。从而有效提升房屋结构的设计水平，实现建筑工程设计质量和效率的提高。

二、房屋结构设计优化

（一）设计优化方案

工程地质报告、施工现场分类、建筑高度和楼层数、建筑物的重要性、建筑物的位置等以建筑物的地震烈度结构的形式确定，并且建筑物的形状根据设计优化的不同特征和要求来提供，设定建筑结构的动力载体和支撑系统。

（二）结构设计优化

负荷施工工作计算：外部负荷和内部负荷，负荷是根据规格和要求计算的系数值，系数值的不同组合和永久使用的组合计算相同的不同条件，对应于电子表格元素，确定构建的横截面。首先确定计算的负载值，按照施工措施的要求，使用要求和各种计算手册中的实验计算方法。

（三）设计图纸优化

用于计算建筑工程的内力与轮廓体和载荷值进行确定，包括根据拉动、弯矩和轴向压力、扭矩、侧向力计算。根据最终计算的结构内力以及部件的要求和限制，静态计算的部件满足要检查的规范的要求。如果不符合要求，就要调整构件的截面或布置，直到满足要求。

三、建筑设计优化中的常见问题

（一）现浇混凝土板的干缩和钢筋的储存

在浇筑混凝土地面时，浇筑混凝土后，混凝土会在短时间内产生较大的温差，容易产生干缩裂缝的问题。尤其是季节或特殊地区之间这种现象非常明显。这种现象主要发生在住宅房屋结构中，公共建筑和商业建筑很少见。造成这种情况的原因是工程主要使用预拌混凝土，预拌混凝土厂负责直接提供，而混凝土泵要求更好的混凝土流动性、加工性、高价值对于大量商品混凝土要达到这种效果，要合理增加含水量，使混凝土中的水灰含量过高，这将显著影响混凝土的质量。

（二）气缸和墙壁连接的混合

在复杂的结构平面的布置中，通常存在连接多向列网络的站点。它们中的一些围绕每个柱和每个柱通过框架梁连接在一起以形成多梁交叉点，这加强了钢筋混凝土的构造并且给锚点区域带来了严重影响，给施工进度带来了不便。

（三）结构计算或设计优化方法存在问题

1、计算机的实际设计优化图纸和计算草图不符

主要问题是开口的剪切尺寸、剪切力与长度、厚度、门窗开口等的位置不匹配，计算框架结构图的高度不相符。这主要是由于过早的专业结构计算后的水平构建经过多次调整，但没有时间反馈的专业结构，所以相互之间缺乏必要的联系，直到试用期，最受关注在单个表面上，没有构建控制计划。因此容易引起错误，此时是某些成分的失真放大，导致图纸放大不清晰的风险。

2、抗震概念设计优化不足

目前抗震设计优化包含三个目标，第一目标承载力;第二个目标可以使用但不合标准，结构可靠性该系数用于实现损伤修复的目标;第三个目标是通过设计优化和各种抗震施工措施来实现设计优化的目的。目前这三个抗震设计优化目标没有完全达到，概念设计优化不足，对房屋结构质量带来一定的安全隐患。

（四）钢筋混凝土结构概念设计优化不足

钢筋混凝土结构概念设计优化一般没有计算值，基于机械系统与子系统损坏、测试现象、工程经验之间关系的整体结构，得到基本的设计优化原则和思路。在当前的抗震设计优化中，一般结构设计优化的弹性计算基于多余的地震方面，超过概率约63.2%，小于地震附着措施的总强度，以达到最高安全标准。但有些项目的设计重点忽略了地震的结果、概念和设计优化要求，达不到应有的效果。

四、解决建筑结构设计优化中常见问题的有效方法

（一）确定结构设计优化的科学性和合理性

1、结构刚度与重力载荷之比称为重力与重量之比。它影响整个结构的稳定性，是影响二阶引力效应的重要参数。一般来说，只使用增加二阶重量比的方法，考虑到重力的影响，结构只是一个重量比增加，以减少二阶效应，二阶效应要控制在20%以内。

2、剪切重量比是抗震设计优化中非常重要的参数。由于受长期影响，地震影响系数迅速下降，根据这种情况计算的水平地震下的结构效应可能太小。对于长期结构，地面加速度和动力学下的位移结构将产生大的破坏性地震。如果剪切重量比小于0.02，虽然结构的刚度，满足水平位移的要求限制，但对于稳定的条件，设计者应考虑设计优化过程中的重量。从而有效确定重量比和剪切重量比的合理值。

（二）设计优化方法和结构优化措施

1、优化剪力墙桩结构设计

如果建筑物的结构为剪力墙或框架结构，主要是地震剪力墙的水平力，则承载垂直荷载构件也很重要，使整个结构要沿着织桩剪力墙分布，在中心线上与其中心线重合。虽然双桩布置帽堆具有足够的刚度、弯曲和冲压，但应进行有效的控制，以提高结构设计的科学性和合理性。

2、桩基设计优化

如果垂直荷载后的桩排列只检查反作用力，极盖的底部弯矩，剪力和某些芯管的剪力墙结构和墙体结构的底部力矩，对基础承载力的影响较大，因此检查过程不能忽视地基基础和剪力墙，以及在桩底部具有大扭矩的大跨度结构的向上拉出力。进行有效的检测，提高整体的设计优化效果和设计优化水平。

五、结语：

综上所述，在房屋结构规划时，我们必须考虑用户对房屋使用的要求，还要考虑建筑的质量、安全性、穩定性等方面。通过优化建筑项目的设计，可以更好地实现建筑结构设计的整体优化，从而实现经济、科学的设计要求，满足人们多样化的使用需求。

参考文献：

[1] 左丹，马旭东.关于建筑结构设计的几点建议[J].林业科技情报，2015，34（2）：36.

[2] 王燕，王维.浅谈建筑结构分析与设计[J].山西建筑，2015，（1）：59.

作者简介：罗晶，女（1989.09），研究生（硕士），工程师，主要从事结构设计工作。

朱强，男（1985.08），本科（学士），工程师，主要从事结构设计工作。