房屋建筑结构优化设计分析

2022-08-08王国龙

中国建筑金属结构 2022年7期

王国龙

0 引言

社会发展进步的同时，人们的生活水平也得到了很大的提高，因此在住房的选择上也就要求更高，在追求住房经济实惠的基础上，更加关注房屋建筑结构的合理性和安全性。因此，设计师面临更高的要求，要不断对房屋建筑结构进行完善和优化，在最大程度上提高房屋建筑架构设计的整体质量，从而在符合住房建筑结构安全和实用性的同时，全面发挥出房屋建筑的质量，为今后房屋建筑行业的发展提供一定的参考价值。

在进行房屋建筑结构设计的整个过程中，一定要尝试将发展先进的设计理念融入其中，随着建筑行业发展的同时，重视绿色环保建筑，不断优化建筑结构的设计思路和流程，从而在最大程度上保证整个建筑项目的安全性和稳定性。本文主要就目前房屋建筑结构设计的情况进行了全面分析，同时对其重要性和设计原则进行了探讨，从而针对目前存在的一些问题提出了有效的解决办法。

1 房屋建筑结构优化设计概述

房屋建筑结构优化设计就是在目前建筑工程施工的基础上，将美学和艺术进行一定程度的结合，将房屋建筑建设得更好，在符合相关要求的同时，还能更好地满足当前人们对于住房的更高需求，在此基础上，还要减少成本的浪费，从而实现房屋建筑的安全性、实用性和美观性。在进行房屋建筑结构设计优化的过程中，要突破以往传统的建筑设计方式，根据社会发展的具体要求，结合先进的科学技术，制定完美合理的优化设计方案。要想使设计效果达到最佳状态，在完全符合现代设计理念的同时，还要全面把握整个房屋建筑结构整体设计的主要内容。最主要的就是从以下两个方面进行：第一，以房屋建筑结构作为需要维护的基本内容，对整个房屋建筑结构进行不断优化，就是做好整体结构的过程中再进行细节的改进和优化；第二，全面分析和了解房屋建筑过程中的细节，最主要的就是建筑的构造、主体结构、房屋结构、维护结构和整体的地基建筑，从而在最大程度上达到对整个房屋建筑结构的完美优化和改进程度。

2 建筑结构设计的主要现状

2.1 建筑结构设计图纸不够完善

在整个建筑施工的过程中，设计图纸的重要性是无可替代的，它是整个工程项目顺利进行的基本保证，因此，要做好结构设计图纸的完整性和全面性，为今后房屋建筑工程的顺利进行提供最大的保障，同时在最大程度上避免对设计图纸进行修改。但是根据当下的情况来看，在这方面还是存在一定的缺陷，具体就是没有更好地考虑细节问题，同时对整个建筑结构的类型和抗震等级没有详细的规范，对于建筑用到的墙体材料没有作出明确的要求。整个设计图纸的内容不够详细和全面，这对房屋建筑施工的顺利进行有着很大的影响作用，为今后的工作增加了更多的安全问题。

2.2 建筑项目的基础选型缺乏合理性

其实在整个房屋建筑工程中最重要的部分就是建筑结构设计，因为后续的所有工作都是围绕设计图纸进行，只有在保证房屋建筑结构设计科学合理的基础上，才能在最大程度上保证整个施工过程的安全。建筑工程的安全受到的影响因素是非常多的，比如结构类型的选择、材料的选择和其承载能力的大小。但是目前的建筑行业中，类型选择不正确的情况也是存在的，整个房屋建筑的承载能力不满足相关的要求，这些都会产生很大的影响作用。

2.3 结构设计缺少整体性

在进行房屋建筑结构设计的整个过程中，没有考虑到建筑工程施工过程中的整体性，就导致出现了很多问题，从而使得房屋建成之后和周围的环境不能实现完美的融合，同时还会对周围的环境造成一定的破坏。

3 房屋建筑结构优化设计的重要性

3.1 提升建筑材料的利用率

在进行房屋建筑结构设计的时候，一个科学合理的设计方案起着至关重要的作用，但是不一定用最好的材料就是最合理的，相反选择一些性价比比较高的材料，才能在最大程度上体现出房屋建筑结构的主要功能。设计人员在进行设计的过程中，可以考虑将预应力混凝土结构和钢管混凝土结构进行结合使用，这样做的主要目的就是在最大程度上提高建筑结构设计的全面性和有效性。除此之外，还有一些新型材料的都是比较好的，就拿钢管混凝土结构来说，它的抗压、抗变形和稳定性方面都非常好，相比于普通的钢管结构，它不仅性能好，而且能够节省一大半的材料，能够有效节省成本的同时，还可以保证工程质量。总体来说钢管混凝土结构的性能是非常不错的，能够在最大程度上提高企业的经济效益。

3.2 提高建筑的整体安全性

随着科学技术的发展进步，我国目前在房屋建筑设计方面的水平也得到了很大的提高。利用受力分析软件，就可以及时检测分析出整体房屋建筑结构设计的可靠程度，同时也可以作为一项技术支持，来有效保证建筑结构设计的科学性和全面性，同时对成本有一定的降低，对房屋建筑的整体质量提供可靠的保障。

3.3 降低建筑项目的整体造价

每一个企业在发展过程中，追求的目标都是一致的，那就是在保证正常运营的情况下，实现利益最大化，当然建筑施工也不例外。所以，一定要做好房屋建筑施工过程的造价管理。在保证整体建筑结构质量的同时，要以节约资源为主进行整个建筑结构的设计工作，要综合进行考量，最大程度上保证整体施工的质量，利用对结构的不断完善和优化，有效进行成本控制和工程造价工作。

3.4 提升房屋建筑的经济性

在进行房屋建筑过程中，成本的投入也是一项不小的支出，所以很多开发商为了达到节省成本的目的，就会利用各种方式进行利益最大化，主要的方式就是缩小楼间距和增加楼层的高度，这无疑会对居民的生活质量产生很大的影响。所以，在进行房屋建筑结构设计的过程中，就一定要将楼间距、楼层高度和土地利用率等因素考虑进去，在不损害居民生活条件的基础上，提高开发商的整体经济利益。

4 房屋建筑结构设计应遵循的原则

4.1 节能性原则

目前国家在大力推广节能减排的政策，因此节能性原则在整个房屋建筑结构设计过程中是非常重要的。这样就可以在一定程度上降低整个过程中对于材料的浪费情况，从而对成本有一定的控制能力。还有就是节能性原则的要求就是要以绿色环保为主，所以在进行房屋建筑机构设计的时候，一定要重视这方面的优化和完善，达到自然和建筑物之间协调关系，从而减少整个房屋建筑项目在建设过程中对环境产生的污染。

4.2 舒适性原则

随着社会发展速度的加快，人们对于居住条件也不断提高，所以在进行房屋建筑设计的过程中一定要重视舒适性原则。主要针对建筑的采光和温度进行不断优化和设计，采用新型的材料和应用绿色环保技术，在最大程度上建设出人们理想中舒适的居住环境。

4.3 可行性原则

在整个房屋建筑结构设计过程中，涉及的内容很多，设计人员一定要按照场景要求、功能和服务多方面入手，在最大程度上保证设计方案和施工技术的完美切合，从而实现整个房屋建筑结构设计的可行性。

5 建筑结构优化设计的主要措施

5.1 重视概念设计

设计师在进行房屋建筑结构设计的过程中，需要考虑的因素非常多，要想对设计方案进行一定程度的优化和完善，就要对不同的建筑材料、施工技术和施工工艺进行分析和应用。与此同时，还应该将概念设计理念融入其中，对房屋建筑的各项功能进行定位，这样做的主要目的就是能够帮助建筑物更好地发展，还能够减少修改的情况出现，从而有效提升整体思维设计效果和质量。

5.2 优化建筑设计方案

优化建筑设计方案主要从以下三个方面进行：第一，根据整体效果，对被用于房屋建筑中的资源和技术应用进行科学合理的总结，保证建筑结构的设计优化过程是符合具体相关规定的；第二，对一些外部的影响因素进行全面分析，从而达到对这些影响因素控制，对于房屋建筑结构中存在的一些问题及时发现并制定好相应的解决措施；第三，要根据实际情况对房屋建筑结构上的设计方案进行优化和简洁化。

5.3 重视结构整体的稳定性

整个房屋建筑结构设计的过程中，面对的是很多方面的问题和影响因素，整体结构的稳定性在很大程度上影响着建筑物内部的安全。尤其是地处于地震频发地区，房屋建筑的防震要求是非常高的，做好防震性能的最主要作用，就是可以有效提升房屋建筑的安全系数。

5.4 优化地基基础设计

整个建筑工程项目中，地基是非常重要且基础的一项工程，只有严格做好地基的建设，才能在最大程度上保证整个房屋建筑的质量。另外一方面就是建筑物所在的地理位置和具体的要求不同，对于地基的相关要求标准也就不同。在进行地基建设的过程中，一定要严格按照标准要求，对整体房屋建筑的地基建设加大投资力度和技术支持。

5.5 合理运用数字化技术

房屋建筑结构设计的好坏，会直接影响到整体建筑物的质量和效果。在进行结构设计的过程中，要科学合理应用各项数字化技术，对房屋建筑的内部结构践行全面细致的分析，这样可以减少人工计算出现的误差，同时还能够在最大程度上保证建筑物架构受力的均衡性。

6 房屋建筑结构优化设计的要点

6.1 设计理念及方案的优化完善

在整个房屋建筑结构的设计优化过程中，设计人员一定要仔细全面考虑整个施工过程中可能存在的内部影响因素和外部影响因素，对这些因素进行全面的分析了解，分析出其主要影响的范围和程度大小，同时在满足安全和科学性的基础上，制定出最优的房屋建筑结构优化设计方案。除此之外，设计人员还应该将一些先进的技术、理念和方法应用其中，最大程度上提高整体的设计水平和质量。就比如可以将概念性的设计理念应用到房屋建筑结构设计当中，同时综合施工材料和一些相关参数要求，按照实际情况对设计好的方案进行一定程度的调整，使其效果达到最佳状态，增加整个设计方案的创新性和灵活性，在满足居民要求的同时，还能保证其安全系数，从而有效降低整体的建筑成本。

6.2 整体布局的优化

结构设计优化是一项高度专业化和复杂性的工作。在对建筑结构进行优化设计时，需要加强建筑结构设计的层次性，尤其是高层建筑，其结构优化设计较为复杂。建筑结构层次设计通常包括设计层次和结构体系。其中，分层优化是对现有结构进行优化调整，使住宅的整体结构和布局更加合理。建筑内部结构主要包括承重系统、供水系统、供电系统等部分。如果建筑物的结构设计缺乏完整性，就会直接影响到建筑物的安全。因此，房屋建筑整体布局的优化，可以保证房屋建筑的实用性，提高房屋建筑的安全性和美观性。

6.3 结构细节的优化处理

在选择和优化建筑类型时，第一要选择合适的基础设施类型。基础是高层建筑的重要组成部分，承担着建筑上部结构的荷载，保证了建筑的安全性和使用性。设计人员需要在综合分析地质调查资料和上部结构荷载的基础上，选择最合适的基础结构。鉴于建筑物数量少，基础土质较好，可以选择采用独立基础或条形基础，从而降低施工难度和成本。而对于楼层较多、基础较差的建筑物，可以选择桩基础或筏板基础，以保证整个建筑结构的安全。第二选择合适的抗侧力结构是必要的。在高层或超高层建筑中，抗震是混凝土结构设计中的一个重要和难点问题。为了进一步提高建筑的整体抗震性能，设计人员需要在结构设计中采用合理的抗侧力结构。对于高度小于50m 的高层建筑，可选用框架结构作为抗震体系，具有较高的灵活性。50～ 100m 高度的高层建筑可选用剪力墙结构，其刚度较高，位移较小。100m 以上的结构可采用抗震墙结构、框架-核心筒结构、同类型结构及部分框架支撑抗震墙结构。而对于超高结构高度的建筑，一般采用框架—剪力墙结构和框架—筒结构作为抗震体系。

6.4 提高设计人员的专业性

在进行房屋建筑结构设计优化的过程中，设计人员的专业程度也对其设计效果有着一定的影响作用。设计人员的专业知识和技术也需要进行不断的更新，这样设计出来的方案才能符合现代化人们对于房屋居住条件的要求，所以，设计人员也需要进行专业及系统化的培训，以此来增强自身的专业程度和水平。同时也要加强自身对于电子设备和互联技术的应用技能，在提高自身工作效率的同时，还能够在最大程度上提高房屋建筑结构设计的质量，从而实现建筑设计方案的现代化。