房屋建筑结构设计优化方法及应用

2021-01-07潘红艳

河南建材 2021年12期

潘红艳

山西路晨建筑设计有限公司（043000）

在现阶段房屋建筑工程项目规划设计中，建筑结构设计是比较核心的关键任务。如果房屋建筑结构设计不合理，不仅仅会影响到后续房屋建筑工程项目的使用安全，还会对其功能价值产生危害，甚至直接造成施工建设不当，出现工程变更以及质量病害。因此，针对房屋建筑结构设计的优化非常必要。设计人员应该采取适宜合理的优化方法，及时处理以往房屋建筑结构设计中常见的各类问题，保障相应设计方案具备更强的可行性和优化效果，规避房屋建筑结构方面出现的隐患。

1 房屋建筑结构设计优化目标

1.1 安全性

房屋建筑结构设计优化工作应该首先高度关注整体结构的安全性效果，规避在后续房屋建筑结构施工或者是长期应用过程中出现明显安全隐患。基于此，房屋建筑结构设计优化应该全方位分析整个结构体系中可能存在的各类安全风险和影响因素，进而明确其作用机制，有效采取相匹配的策略进行优化处理，最终确保相应设计方案的安全[1]。比如，当前房屋建筑结构设计方案中最为常见的一类安全隐患就是受力体系不当，存在着较为明显的失稳风险，在自身长期应用或者是受到轻微外部作用力时，就容易出现结构变形或者是坍塌问题，最终难以形成理想的安全保障效果。这就需要设计人员以此作为重要着眼点，促使优化方法的应用，关注整体结构受力体系，确保其相对均衡可靠。对于荷载不均匀或者是相对混乱的部位，也需要及时调整，最终体现更强房屋建筑结构安全保障效果。

1.2 经济性

房屋建筑结构设计优化还需要考虑到经济性要求，设计人员应该重点考虑工程造价控制任务，进而将其落实到设计环节，满足全过程工程造价控制理念应用需求，同时进一步提升房屋建筑结构设计方案的应用价值。设计人员如果能够在合理条件下，对原有房屋建筑结构设计方案进行优化，则必然会明显降低工程造价，有些项目甚至可以降低15%，形成较为理想的经济效益。设计人员还可以表现出较强的经济意识，能够准确分析评估相应房屋建筑结构设计方案中是否存在一些不必要的因素，以便及时调整，更好地实现对相应设计方案的优化处理[2]。当然，设计人员同样也需要准确把握好度，避免过度在该环节进行造价控制，影响到房屋建筑结构的安全性或者功能性价值。

1.3 可行性

房屋建筑结构设计优化同样也需要积极关注其可行性效果，以此有效规避后续房屋建筑结构施工中出现的工程变更问题，减少后续施工麻烦，促使相应房屋建筑结构设计方案具备更强的施工指导作用。围绕着房屋建筑结构设计方案的可行性，设计人员往往需要从多个角度入手，综合掌握房屋建筑工程项目所处区域的基本状况及后续应用要求，进而为相应房屋建筑结构设计优化工作指明方向，尽量避免可能出现的不可行因素。设计人员要规避过度关注理论和标准规范的问题，能够立足于实际，探讨如何在工程项目所处区域内，合理构建房屋建筑结构体系，体现出较强的适应性及协调性。这种可行性优化工作还需要重点关注于其他方面的限制因素，如成本、工期以及技术等因素，也需要予以综合考虑，避免相应房屋建筑结构设计方案出现任何层面的不可行问题[3]。

2 房屋建筑结构设计优化方法

2.1 注重前期准备优化

房屋建筑结构设计优化应该首先从前期准备阶段着手，以便更好为后续结构设计优化工作提供可靠参考依据，避免相应工作开展中出现明显混乱问题。基于房屋建筑结构设计优化的最终目标来看，前期准备工作应该首先考虑到结构布置要求。除了要关注相关标准和规范，还应该重点考虑到该房屋建筑工程项目的后续应用状况，对于各项功能予以准确掌握，以此明确结构设计优化目标，避免在后续施工建设及应用中出现各类问题。

设计人员还需要重点考虑到结构体系相关的其他系统，明确这些系统对房屋建筑结构体系的要求，作为结构设计优化的目标和着眼点[4]。针对当前越来越复杂的给排水系统、暖通系统以及电气系统等，都会和房屋建筑结构密切关联，进而也就需要在前期予以充分考虑，以便更好明确相应房屋建筑结构设计优化要求，避免在后续出现较为严重的相互冲突和干扰问题。如当前房屋建筑中的暖通系统及电气系统等都存在着较多的穿墙管道，这些穿墙管道也就需要在房屋建筑结构设计中予以充分考虑，以便更好实现最终设计方案的优化，促使相应房屋建筑结构为这些系统管道的布设提供理想条件。为了更好促使前期准备工作中的所有参考资料得到优化运用，往往还需要各专业设计人员进行充分沟通交流，促使相应房屋建筑结构设计方案得到更为理想的优化。各个信息化设计平台的应用，更应该引起高度关注，保障房屋建筑结构设计方案也可以在其他专业设计人员的辅助下，完成理想优化处理[5]。

2.2 基础结构优化

房屋建筑结构设计优化还需要重点考虑基础结构，基础结构设计方案如果出现了较为明显的偏差问题，势必会影响到整个房屋建筑结构的稳定性，导致后续难以形成理想安全条件。在房屋建筑基础结构设计优化中，设计人员应该充分综合分析房屋建筑工程项目所处区域的基本状况，对地形条件及水文地质状况予以全面分析，进而明确基础结构设计所面临的外部环境条件，促使相应设计方案表现出更强的可行性和适应性，及时处理基础结构设计方案中存在的一些问题。设计人员应综合计算分析该基础结构的承载能力，评估其是否可以有效承担房屋建筑工程项目的上部结构，及时优化处理可能出现的基础结构沉降或者是变形风险。当然，房屋建筑基础结构设计方案的选型及技术要求同样也需要综合评估分析，进而更大程度上提高基础结构设计方案的可行性效果[6]。

2.3 抗震性能优化

从整个房屋建筑结构体系入手，为了形成良好的设计优化效果，设计人员除了考虑到基础结构的稳定性外，还应该围绕整体结构抗震性能进行把关，力求明确影响结构抗震性能的各个因素，进而从具体指标入手予以优化处理，以便形成更为理想的抗震性能保障效果。设计人员同样也需要切实做好力学分析工作，力求围绕房屋建筑结构进行系统的全面分析，了解各个节点是否存在受力不均衡问题，评估判断其所能承受的外部作用力大小，进而更好实现各个隐患问题的纠正处理，最终不断提高房屋建筑结构抗震性能。为了达到更为理想的抗震性能分析优化效果，设计人员可以借助一些先进软件予以综合分析，比如BIM技术不仅仅可以辅助设计人员评估各个结构位置的抗震效果，还能够实现准确计算分析，进而有效处理各个故障点，降低优化难度。

2.4 细部优化

房屋建筑结构设计优化工作除了要从宏观入手全面把关外，往往还需要关注各个细节，切实做好细部优化工作，以便有效解决可能出现的细微隐患和偏差问题。如对于房屋建筑结构中的各个异形板拐角，就需要设计人员高度关注，评估其应用效果，及时排除不合理因素。针对房屋建筑结构中的各个构件，也应该予以精细化把关，确保自身强度，进而更好维系整个结构体系的安全性。