浅论建筑结构设计优化方法在居住性结构设计中应用

陶恺

摘要：随着经济的发展和全面建成小康社会的实现，人们对住房的要求越来越高，不仅要求安全实用，还要求舒适美观。在这种形势下，建筑结构优化设计应运而生，并在房屋施工中发挥着越来越大的作用。本文首先论述了对建筑结构进行优化设计的重要性，既保障经济效益，符合行业要求;然后从安全、美观、经济三方面分别分析了优化方法的特征;接下来结合实际阐明了优化设计的五个主要工作内容，最后结合实际提出了可行的发展建议。本文为建筑结构设计优化方法的发展提供了理论参考。

关键词：居住性结构;建筑结构设计;优化方法

引言：自我国实行改革开放以来，人民生活水平显著提高，基本温饱得到满足后，人们开始追求更高质量的物质和精神生活，我国也在致力于全面小康社会的建设。人们对住房的要求也有了很大变化，原本房屋只是一个可以居住的建筑，安全即可，而现在不但要求安全，还要求样式美观，环境优雅。在这种形势下，为了既满足人们的期望，又不会给整体施工带来较大的麻烦，就需要对建筑结构进行适当的优化设计。当前，建筑结构优化设计已经发展成为一门完善的学科，受重视程度逐年提高。

一、优化建筑结构设计的重要性

（一）保障建筑企业的经济效益

经过历年来对传统房屋设计与结构优化设计的比较研究，以及对建筑设计经济指标的分析，发现科学性、规范性的建筑结构优化设计方案可以使结构内部中每个部分都得到合理协调，并且充分利用建筑资源，最大限度地减少建筑材料的消耗及其浪费问题，可以减少成本，提高企业的经济效益。

（二）符合当今建筑行业的要求

随着时代的发展和人民生活水平的提高，人们对物质文化的需求越来越高，其中对建筑结构的要求更是逐年提升，不再只要求能遮风挡雨，还要求结构设计方面在美观的同时还要能充分利用房屋的每一处角落。结构优化设计可以在保证经济性的同时，合理分配每一寸空间，实现空间利用最大化，同时还能够使建筑呈现多元化特点。进行结构优化设计，可同时满足人们对美观性和实用性提出的要求。

二、建筑结构设计优化方法特征分析

（一）安全性

对建筑来说最基本的一项要求就是安全。安全性得不到保障，会给建筑物的使用带来隐患，严重威胁人们的财产安全和生命安全。因此，设计者在对房屋进行结构设计时，必须把安全放在第一位，在保证安全的基础上，再考虑下一步的优化调整，万不可一味追求美观，而弱化安全性能的设计。例如在进行设计时，不应设计太多复杂的结构，结构越复杂，施工难度越大，并且由于受力复杂，可能对结构的稳定性产生不良影响，威胁到施工者和居民的人身安全。

（二）美观度

在保证安全性之后，下一步要考虑建筑物结构的美观程度。当前人们对住房的要求已不仅仅是能够遮风挡雨，还要具有一定的观赏性，结构要美观，环境要宜人。在进行设计时，设计者不但要遵从大众审美，还要兼顾少数人对美的要求，并适度融入一些时尚元素和地域文化，基于原有结构进行适度创新，使新的元素与房屋本身的结构美感融为一体，建造既有美感，又能体现创新性的现代化房屋。

（三）经济实用性

建筑施工过程中，开发商必须考虑施工成本，尽可能节省施工开支，进而降低售价，更容易卖出。因此在进行结构设计和优化时，必须将建筑成本考虑在内，并不是说建筑材料越贵越好，施工设备越先进越好，而是要综合考虑前期投入与后期收入的比例关系。例如，设计者应结合不同人群的经济条件来确定，最终设计方案，而大多数人往往经济条件一般，所以在设计过程中，不能一味追求高调奢华，应以简约大气为主，在确保安全性的前提下，尽量选用价格便宜的材料，以此来节约建造成本，并可适当降低售价，方可吸引多数人民购买。

三、建筑结构设计优化的主要内容

（一）建筑整体和局部的优化

为了让房屋整体空间得到合理且充分的利用，必须从整体结构和局部结构两方面进行优化。比如，在对房屋结构进行整体结构设计和优化时，主要应考虑其受力情况和承载能力，确保房屋安全性;而在进行局部结构设计和优化时，则需要从布局是否合理、结构复杂程度以及选材经济性等多方面进行考虑，这样才能够满足人们对房屋多重性能的要求。

（二）建筑上部结构的优化

上部结构的优化，最主要的就是要确保剪力墙均匀受力，为了保证安全性，同时又节省建筑材料，扩大使用面积，可以减少墙肢的数量，增加剪力墙的长度，这样既满足安全性要求，又满足美观性和经济性要求。同时，剪力墙底部的优化设计同样十分重要，必须确保墙底的加强段具有足够的高度，以提高其抗震能力。此外，为了保证建筑整体的刚度和强度，必须要使建筑的刚度中心和几何中心位于同一位置，最终保证建筑的建设质量和使用安全。

（三）地下结构的优化

地下部分的结构设计是房屋建筑结构设计的重要组成部分，在房屋的使用过程中发挥着重要作用。为了带给人们更为舒适的居住感受，做好地下结构的优化设计非常重要。进行地下结构设计时，应尽量合理布置地下室柱网跨度和主次梁的布置方式，可以将上部结构的嵌固部位埋入地下室顶板中，这样可以使地下室空间得以扩大，有利于人们对地下室的空间利用，还可以通过降低地下室层高的方式进行多层地下室的结构设计，使地下室层级和面积增加，增强其使用性能。

（四）抗震结构的优化

为了使房屋建筑使用质量得到提升，并有效避免地震等灾害对建筑产生严重影响，做好抗震设计是结构优化不可忽视的重点。抗震结构优化设计过程中，应尽量采用对称设计，如果房屋建筑结构为不对称设计，则需要保持建筑结构平面布置的刚心和质心重合。另外，需要设置多道抗震防线，例如，采用“强柱弱梁”延性框架结构，在水平地震波的作用下，梁结构先于柱结构屈服，因此，可以利用梁的变形消耗地震对建筑结构产生的作用力，使框架柱作为保证结构稳定性的第二道防线继续发挥对结构的支撑作用，从而提高整体建筑结构的抗震性能。

（五）排水管道的结构优化

房屋建筑结构设计过程中还需要对排水管道系统予以优化设计，考虑排水管道为房屋结构的重要组成部分，加之其复杂程度较高，需要从实际应用入手做好排水管道系统的优化。尤其很多管道为穿墙管道，需要在结构设计中做好预埋空间的预留，在空间设计过程中要注意避免管道碰撞，并做好预埋空洞标记，这样可以在结构施工过程中避免操作失误。如果排水管道穿越承重墙，还需要做好承重墙的加固，避免管道施工对建筑工程质量的影响。

四、结束语

结构优化设计行业应不断创新理念，与时代形势相结合，在满足人们需求的同时，顺应社会发展趋势。建筑结构优化设计应符合绿色发展理念，确保在建筑施工过程中，保持低碳，清洁，高效，节约资源，保护环境。房屋建筑不应破坏原有地势结构，而应顺应自然，在不同地段实施不同的優化方案，借助自然的力量，满足人们日益增长的需求。

参考文献

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大庆市规划建筑设计研究院