房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析

2020-03-06赵志强

工程建设与设计 2020年14期

赵志强

（贵阳市建筑设计院有限公司，贵阳550000）

1 引言

在房地产市场快速发展，绿建、低能耗成为行业发展主流的大背景下，我国建筑市场进入新的发展时期，建筑企业需要走绿色建筑发展模式。在现代化房屋建筑结构设计过程中，设计单位需要在传统设计模式下提升建筑结构优化设计水平，以降低建筑能耗，明确房屋建筑工程的建设目标，合理地应用房屋建筑结构设计优化方法，以实现绿色建筑这一目标。

2 房屋建筑结构设计优化的要求

2.1 环保性

在房屋建筑结构设计过程中，设计单位需要注重节能型原材料的应用，从建筑整体角度进行分析，不断优化建筑、结构、设备方案，并能满足新型施工工艺要求，减少建筑能源的消耗量，实现绿色建筑，达到环保要求。

2.2 经济性

在建筑工程的竞争中，经济要素成为重点关注点。在这一大的行业趋势下，建筑结构设计优化能从前端对工程经济性起到决定性作用。设计单位如何在保证建筑整体质量的前提下，引进现代化设计技术和管理技术，将建筑工程的经济价值最大化，是设计单位需重点研究的内容。

2.3 安全性

在房屋建筑结构优化设计中，安全问题是其中的关键。设计人员必须予以重视，将安全性作为设计优化的前提要求，提升房屋建筑结构设计的整体质量，以满足建筑设计的基本要求。

3 房屋建筑结构基础设计中存在的问题

房屋建筑结构的基础是建筑安全的重中之重，但是同时也是设计中问题最多的部位。因此，如何在保证结构安全的前提下，将基础部分进行优化是设计优化工作成败的第一步。本文就常规的2种基础优化方案及关键点进行讨论。

3.1 筏板基础

首先，筏板基础设计中普遍存在上下柱墩抗冲切问题，在柱墩尺寸相同时，会出现上柱墩满足冲切要求、下柱墩不满足冲切要求，造成这一问题的主要原因是上柱墩与冲切线相交，而相同尺寸的下柱墩不会与冲切线相交，这样下柱墩无法发挥出抗冲切作用，导致下柱墩无法满足冲切要求。其次，上下柱墩选择问题。在筏板基础设计中，上下柱墩选择不合理时，会导致土方开挖量有所增加，这就需要设置下柱墩，减小抗拔桩，而在地沟多的设备房中，设计人员需要二次回填土，确保地沟的有效实施[2]。在无地下室筏板基础的情况下，设计人员需要设计成上柱墩，减少钢筋、混凝土材料的使用量。最后，在带地下室的筏板基础设计中会出现刚柔柱墩的选择问题，这时设计人员需要合理地设计柱墩，减少筏板配筋使用量。原则上不能做成刚性柱墩，除有特殊回填土需要的上柱墩外。

3.2 桩基础

首先，桩基础设计中极易出现桩基础选型不当、设计参数不合理的问题。例如，有些建筑项目地质条件非常好，选用人工挖孔桩即可，有些设计单位却选用机械成孔，导致经济成本过高。其次，设计人员无法明确工程勘察资料的各项内容，未深入了解施工工艺，根据自身经验选择桩基础类型，导致桩基础施工无法顺利实施。还有一些桩基础设计参数指标缺乏一定的合理性，无法满足桩基础设计要求。需要采用加固等措施来处理，制约工程进度，造成经济损失。

4 房屋建筑结构主体设计中存在的问题

建筑结构主体设计是建筑工程能够顺利开展的重要基础。我国房屋建筑结构主体设计中依然存在多种问题，具体如下。

4.1 框架结构

房屋建筑框架结构设计中存在节点、梁端部钢筋过密问题，容易引发一系列病害：（1）无法保证钢筋混凝土黏结强度和抗拉强度满足要求；（2）节点核心位置钢筋交错，为混凝土振捣带来很大难题，容易出现蜂窝、孔洞；（3）梁端工部钢筋连接比较密切，导致保护层混凝土自由下沉，这样端部钢筋位置会出现通长裂缝。除此之外，设计人员在设计现浇框架结构的过程中，会将梁、柱、板的混凝土设计成不同等级，在施工管理不到位的情况下，容易出现混凝土等级浇筑错误的现象。

4.2 框剪结构

剪力墙是框剪结构中的抗侧力构件，在实际设计中需要合理布置剪力墙的数量和位置，并根据工程实际调控好剪力墙与框架之间承担水平力的比例。当框架结构中设置的电梯井、楼梯间等小功能间为钢筋混凝土结构时，也应该按框剪结构计算。要注意根据地下室结构的刚度设置嵌固层，要明确地下1层和首层刚度的区别。并且，在建筑自重等竖向荷载比较大的情况下，墙、柱会产生轴向变形，对连续梁弯矩、预制构件的下料长度、侧移等都会造成一定的影响，会出现结构设计不合理的现象。