建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

曹云

南京市建筑设计研究院有限责任公司 江苏 南京 210000

在对建筑结构的设计展开优化的过程中，应当不断提高相关设计人员的工作积极性，使建筑设计质量得到保障，进而提高现代居民使用住宅的幸福感与舒适感，达成房屋交易双方的共赢。房屋设计人员应当根据当前具备的资源进行设计方案的制定，并在此基础上不断优化细节，从而达到降低成本、优化建筑结构的效果，推动建设方的良好发展。本文就将针对建筑结构设计方式进行探讨，并秉持以事实至上的基础，提出行之有效的改进手段，以期解决在建筑结构设计中可能遇到的问题，进而提高而今的建筑质量，为百姓的住宅体验优化做出贡献。

1 建筑结构设计优化的意义

优化建筑结构设计一方面可以降低建筑结构在设计方面的资金消耗问题，另外一方面还可以有效地整合建筑结构单元，并延长建筑物的使用寿命。既能够增加建筑物的安全性能，又能够提升建筑物的使用性能。

除此之外，设计师还能够针对原有的设计方案进行进一步的优化与改善，并且在这一过程当中及时地发现原设计方案中的一些不足之处，从而在最大程度上保障建筑结构的合理性和安全性，为居民提供一个更加便捷且舒适的居住环境[1]。

优化建筑结构设计方法还有利于工程造价的控制。在优化设计方案的过程当中，相关工作人员应该及时地转变传统的设计观念，并且通过借助先进的设计技术，同时在这一过程当中尽可能地采用一些高效环保的建筑材料，尽可能地节省和降低人力资源的费用支出。在此基础之上有效地整合各类资源，做好工程造价的控制和管理工作。

最后，还能够满足的不同审美需求。在实际的房屋建造过程当中，房屋的业主通常在追求房屋质量、功能以及实用性的同时，也注重整个房屋结构的美观度。这就要求设计师在对方安顾问结构进行优化设计时，需要结合房屋业主的审美和需求进行设计。脱离房屋业主需求和审美的设计方案在突出也无法达到预期的社会效益。

为此，在房屋建造过程中，要求设计师的设计理念符合房屋业主的社会效益和经济效益，其必须立足房屋业主的审美需求，将业主的审美和需求贯穿整个房屋结构优化设计中。如在2008年奥运场馆的建设当中，水立方和鸟巢不仅满足了赛事的需求，同时也结合中国文化，融入了中国元素，提高了其艺术价值，在彰显建筑结构实用性的同时，也注重突出建筑结构的美观性和艺术性。

2 开展建筑结构设计优化策略的基本原则

在优化建筑结构设计方法时，既要充分的考虑到建筑后期的经济效益问题合理的分配建筑资源，进而降低各类成本的投入，有效地提升建筑资源的实际利用率。另外一方面，优化设计方案必须要符合企业的发展需求和消费者的消费需求，从而保证建筑结构的基础功能，进而为消费者提供便捷舒适的居住环境。因此，相关工作人员在开展建筑结构优化设计工作时，必须要把环保、安全工作放在首要位置，同时还应该结合全新的建筑设计理念，并对其进行进一步的创新与优化，改进设计思路和方法，使得建筑结构设计工作能够在最大程度上发挥出自身应有的作用。

3 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用策略

3.1 优化建筑设计图纸

建筑设计施工图纸直接为施工作业人员呈现出建筑结构总体设计与设计师的真正意图，并且也是施工作业人员展开工程施工的基础前提，指导施工作业人员应怎样进行施工。由此可见，施工设计图纸准确度极为重要。如果设计图纸之中存有任何问题，那么在实际施工过程中，这一问题则会被放大，而且问题对工程施工也会带来比较严重的干扰，可能会在一定程度上直接影响到工程施工的有序展开，甚至还会对有关人员的人身安全带来极大威胁，造成无法挽回的经济损失[2]。因此，设计工作人员在展开工作过程中，应当根据科学规范展开房屋结构的设计，不能为了一味缩减工作量，把施工设计图纸之中的关键信息标注或是设定标准进行一定简化。若是如此，则会导致施工作业人员在实际施工过程中，无法充分理解设计图纸的意图，从而严重影响到工程施工进度或者是引起工程施工安全风险事故。除此之外，对于一些细致或是繁琐的设计环节，设计人员应当细心认真的展开，并确保施工设计图纸的科学性、合理性，待图纸设计完毕后，设计工作人员应当对图纸内容展开全面检查，确保设计图纸中并无任何问题。

3.2 建筑结构设计的安全耐久性

在房屋结构设计阶段中，建筑结构的最核心问题就是安全性以及其中的耐久性，建筑结构在设计以及施工完成之后，首先要保证其自身结构的受力性能合理，对于其自身的荷载要有足够的承受能力，无论是临时荷载，还是永久荷载，都要在设计中进行考虑。在设计阶段满足结构的安全性是必然的条件之一。但是，很多情况下，设计阶段对其耐久性的设计，就优化的比较简单薄弱，建筑完成之后，经过长期的使用，如果达不到所设计的耐久度，就出现老化现象，同样会出现极大的危险，一些重要的构架出现受力性能下降，不再能够满足其预先设计好的受力能力，就可能导致倾斜、塌陷等重大事故诱因。在设计阶段要对结构进行综合性的分析和优化，以达到满足现场实际的耐久性要求，如正常设计的结构，一旦在海边展开工程施工，就需要考虑海水对其造成的不利影响，对于其结构的材料要提高一定的抵抗海水侵蚀能力，才能保障建筑能够长久的使用下去。同时，对于抗震方面的结构设计，一直是建筑结构设计的重点核心内容，一旦发生地震，结构的受力性能直接决定着房屋建筑是否会出现倒塌，建筑结构在自身抗震等级范围内，一定要满足大震不倒、小震可修的标准，对于结构设计的环节，要充分考虑地震的破坏效果，针对性的进行结构钢加强，一般不要采用短柱进行设计，且对周边柱进行一定的加强，并且在梁柱核心区的设计，一定要充分达到抗震要求的标准，同时在加强的环节中，要考虑施工可能性，不能造成结构过于复杂导致施工难以实现，出现质量标准难以达到的现象，降低了结构的理想设计标准[3-4]。

3.3 优化设计规范与标准

在进行建筑结构设计优化的过程中，相关单位应当不断向设计人员强调设计的准则，即对国家推出的相关规定、法律及条例进行系统完整的了解，从而保障后续的设计方案能够不违反官方的规则，在根本层面保障其可行性。同时，面对建筑结构设计标准中较为不合理的规定，设计人员也应当有一定的判断力，需在设计过程中有所选择，进而保障结构设计的效果。之后，在设计的具体过程中，设计人员应当对参数进行确认，并结合设计的特点进行优化，保障其合理性。在这一过程中，相关设计人员会在不断改进设计方案的过程中得到能力的提升，达到自身的进步。而相关单位也需要在多个方案中选取最优秀的进行审查，在改善其中存在的缺陷后进行落实。首先，设计人员在进行给排水系统的设计过程中，应当认识到其与房屋建筑质量的高相关性，提高对其的重视程度，并不断验证其合理性，从而使设计过程更具备合理性，提高给排水系统设计的质量，保障居住者的日常用水。设计者应当对给排水系统中使用的排水管道做好规划，对于房屋中不同的区域，应选取不同大小及规格的管道，使其能满足因区域变化而特殊的给排水需求。在选择好排水管道的位置之后，则需要进行预埋件处理，且应充分避免影响到墙后的安全措施，降低发生安全事故的可能性，保障居民的生命安全与身体健康；其次，在进行建筑电力系统的设计过程中，应不断优化设计方案，保障电气系统的合理性、科学性与安全性，尽可能在设计阶段排除可能发生的安全隐患。对此，设计人员在设计的过程中应当将管线的位置尽可能安置于建筑结构中，而非暴露在外。若线路的位置不合理，极容易引发安全事故。在管道设计中，应提前在墙体中预留管道所需的孔洞，从而减少建筑结构对电力系统管线形成的外部压力，保障管道的稳定性。

3.4 优化环保节能结构设计

设计人员需要顺应现代可持续发展的要求，在绿色建筑设计的理念上，充分将环保节能纳入设计范畴。首先，为了保证建筑的室内采光良好，减少电能的使用，设计人员需要结合房屋建设所在的位置、气候、城市规划等，合理地选择房屋的朝向，保证阳光照射充分，室内通风良好。其次，为了保证房屋具有良好的保暖性能，应当避免和寒风呈90°，在一定程度上减少室内热量的消耗，提高房屋在冬季的保暖效果，减少暖气的使用。最后，作为房屋建筑维护的关键所在，屋顶、门窗设计是重中之重，在受阳光直射的房间，应尽量增加窗户的面积和数量，保证建筑的阳光照射充足，在不受阳光照射的房间，应尽量减少窗户的面积和数量，避免屋内热量消耗过大，在设计房屋的顶层时，可以加装可循环的水管，保证建筑内部冬暖夏凉[5-6]。

3.5 加强建筑结构整体设计的合理性

要遵循国家关于建筑的法律法规和相关标准来进行建筑结构的设计，在设计建筑结构体系时要把先进的技术应用到设计中来，重点把握建筑结构的承重设计和抗震设计，这样的建筑结构设计才能够保证建筑施工中不出现安全隐患。同时应注意施工材料的设计，要对建筑工程施工的实际情况做全面把控，把实际运用的材料和现场情况作比对，从而做出合理的设计方案。

如果建筑结构的平面设计图不合理就会使建筑结构出现一些不合理的问题，所以建筑的平面设计要从实际出发，例如针对一些潮湿且容易塌陷的施工产地就要在设计上注重地基的加强，从而确保房屋建筑设计整体结构的避震性[7-8]。

3.6 优化建筑地基结构的设计策略

地基是房屋结构设计的第一步也是基础。地基的设计是整个房屋建筑结构设计的前提。因此要使房屋建筑中整体的结构设计达到标准，对地基的设计优化是必要的前提。设计前要对地基的实际情况做全面的了解，例如地质勘探，地质承受能力等都是对地基设计所必要做的工作，要对这些情况加以综合分析，使地基设计的安全性得到保证，安全问题也是地基优化设计中需要关注的重点之一。

在房屋建筑结构的设计中，设计人员还应该对影响地基稳定性的因素做考虑，把所有因素做出详细预案，将地基实际施工中可能出现的问题做提前预测并且把解决方案预列出来，在这些预案中，要把安全问题的预案放在首位去研究。同时施工现场也应该设置防护装置，把地基和环境联合起来实施强化措施，从而使房屋建筑项目的整体结构设计得到安全性保证。

3.7 科学合理地选择预制桩

桩基础工程建设通常会分为预制桩、灌注桩两个部分，在工程建设的过程中工作人员要做好预制桩的选择，一定要根据实际情况选择，在房屋建筑工程施工时如果想要控制灌注桩的质量需要耗费大量的时间，技术要求相对来说也比较高，通常情况下桩基深入地越深土壤就会产生越大的摩擦力，所以在房屋建筑工程建设时如果要选用预制桩设计人员要尽可能地选择长度较长的，这样可以更好地保证桩基的稳定性[9-10]。

3.8 合理设计结构缝

结构缝隙设计是建筑结构设计中较为重要的部分。科学合理的缝隙设计能够有效提升建筑墙体的强度与稳定程度，并可使建筑的可利用空间增大，改善房屋的居住体验。而今，设计单位应当不断提高设计过程中对结构缝隙设计的合理性，从而规避因稳定性问题而出现的延期、误工情况。设计者应当在现场进行实地考察，并通过整合多方面的数据进行结构设计，以实现结构缝隙设计的优化。例如居民家中多使用铸造砖，在设计时要充分考虑铸造砖的承重能力，并从混凝土浇筑的应力问题入手，充分的了解现场的设计条件。具体的工程要用具体的材料，因地制宜，不可凭空想象，一定要采取实际行动对施工现场的地理环境和应用目标加以综合探析[11-12]。从而明确目标，在设计中保留建筑缝隙的差距，合理的扩大结构差距从而全面提高建筑结构的稳定性。

4 小结

在房屋建筑的结构设计过程中，设计人员的优化工作起到了关键性的作业，其在保障建筑质量、提高房屋价值的层面具有重要意义，也在某种程度上推动了我国建筑行业的良好发展。对此，设计者应当在优化设计方案的过程中不断提高建筑设计的安全性、科学性与合理性，降低房屋建筑的建设成本，并优化建筑的整体美观度，从而使新时代建筑能够满足建设者与居住者的需求，达成共赢。