房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

馮潔

（山西省第二建筑設計院　山西長治　046000）

引言

隨著社會經濟的快速發展，人民生活水平不斷提高，人們對于房屋結構有了更高的要求，不但要求其安全實用，還要求具有一定的審美和經濟性，能夠更加有效地利用房屋空間。隨著我國經濟的發展及土地資源的短缺，未來的房屋建筑將會以高層或超高層為主。而且現在越來越多的年輕人由于各方面的原因更傾向于選擇設計合理，空間利用率高的小戶型。這些都要求建筑商在房屋設計階段要充分考慮房屋的使用性能，進行建筑結構設計優化。同時建筑結構設計優化應用于房屋結構設計中，也能夠節省工程成本，提高工程質量，增加建筑企業的經濟效益。

1　建筑結構設計優化概念

房屋結構設計具備較強的技術性特點。在房屋結構的設計模塊中，設計人員需要實現建筑物整體性能模塊的統籌設計，這涉及到建筑物功能價值模塊、美學指標模塊、使用價值模塊等，建筑物的實用性突出表現為能夠滿足人們日常居住的要求，具備遮風擋雨的基本功能。建筑物的審美性在于建筑物的外在美，外形結構要給人以賞心悅目的美的享受。在建筑結構的設計階段，設計人員要進行房屋基本性能的考慮，進行房屋美學性及功能性的整體性考慮，通過對科學化設計理念的應用，進行最佳化建筑結構設計策略的應用，為了達到這個目的，設計人員需要進行房屋結構設計目標的統籌化管理，進行數學原理及建筑學知識的應用，進行多種設計方案的設計及篩選，滿足居住者的居住要求。在建筑結構設計階段的優化過程中，需要實現設計理念的更新，進行高效化設計方案的應用，確保設計方案的最大化效益。在實際工作中，建筑物的內部結構比較復雜，為了確保建筑物整體性能的提升，需要實現建筑物各個組成部分的有效性結合，實現對建筑物不同部分結構的設計優化，滿足房屋結構設計工作的要求。在設計模塊中，需要保持房屋平面結構的平整性，這樣可以體現出建筑物的幾何形體美，進行平面建造質量的提升，提升房屋結構的剛性，大大增強房屋的整體承受能力，避免出現結構性扭曲狀況，從而滿足居住者的日常使用要求。在設計過程中，設計人員可以進行豎直式承重結構的設計，從而提升房屋的豎直壓力承受能力。

2　房層結構設計中的建筑結構設計優化策略

2.1　加大對設計理念概論的重視程度

建筑設計結構的形式方法復雜多樣，所選擇的范圍也比較廣泛，所以說，針對同一種建筑的結構布置方案來說，其中也必然存在著不用的結構分析和設計方式。由于設計方案的多樣性和復雜性，以及建筑本體所存在分析上的差異性，所以在對建筑物進行建筑設計的過程中，要從選取的材料數據入手，不能僅僅只依靠機器去完成，有些地方也要標注自己的設計理念。所以說在針對一些問題的處理上，相關人員要有自己的經驗判斷。對于所遇到的問題作出合理的解釋和規劃方案的設計。從根本上分析這應該是屬于概念化的設計，而與此同時的這種設計理念往往對設計人員電腦綜合能力都具有一定程度的極高要求。他們都需要根據自身所掌握的豐富經驗來對所存在的問題給予最為合理規范的判斷和分析探討，提出最佳的解決方案，從而促進建筑物結構本身的優化設計。

2.2　房屋建筑配筋及構造的優化設計

①墻體配筋。要求墻體的水平鋼筋在外側，豎向的鋼筋在內側。配筋的比例必須按照規定的構造設計，選取滿足規范的最小配筋率即可。②對于連梁高跨比大于5的剪力墻，要求其連梁高度要按照規定通過樓面和屋面進行洞頂打開，對于窗臺部門還要進行飄窗設計，在飄窗設計上為了增加安全度，要進行砌筑填充，同時還要再加一根梁，保證飄窗的安全性能；另外，在連梁配筋應對稱配置，腰筋同墻體水平筋。

2.3　注重結構壽命優化

房屋建筑作為一類較為特殊的產品，應該在具體結構設計優化工作中關注后續房屋建筑的實際應用效果，能夠促使其在結構方面具備較強的承載力和耐久性，如此才能夠促使其在后續長期應用中具備較強的作用價值，盡量延長房屋建筑的使用壽命。比如對于房屋建筑樁基礎結構的設計優化，就需要考慮到使用壽命，確保其能夠具備更強的穩定性效果，避免在長期應用中存在受損威脅。

2.4　對計算程序進行優化

現階段要么考慮到的諸多因素，其中最關鍵的就是建筑房屋的功能性。從這一點來說，就要求設計師們能夠從整體功能性的角度去考慮問題所產生的原因和接下來所要應對的情況。對于房屋設計的主體而言，這其中就必須要運用到諸多的設計程序。這就加之要在工程技術上對設計師的各方面管理提出更為廣闊更為嚴格的要求。根據具體情況具體分析，對于所需要工作的內容繼而實施最為復雜的計算過程。單從結構分析層面上來說，游湖計算程序就屬于優化結構本身。在設計師們進行設計的時候，要求設計師們不斷根據現場情況積極調整，最終確立最為合適的設計方案。

2.5　房屋結構外套框架結構的優化設計

房屋結構平面框架的優化設計是一個多次及高次超靜定問題，框架荷載使用條件是不變的設計因素，因此優化設計上也就剩下梁柱桿件截面尺寸為變量，因此可以通過調整相應的截面尺寸進行優化設計。房屋基本框架中，任何一個梁柱截面積的尺寸發生改變，都會影響整個結構內力分布，然而這種影響僅僅只針對桿件附近內力影響較大的情況。在每次優化設計過程中，對于單個構件截面尺寸發生改變的情況，往往需要重新計算結構內力，這樣必然會浪費大量時間。為此，在實際的操作中，就可以近似假定桿件截面尺寸的改變不會影響到框架內力的重新分布，但是需要注意的是這個假定只能夠在一次優化中使用，全部桿件優化有獲得新的方案就需要放棄假定，對內力進行重新分析，這樣才能夠逐漸獲得最優的方案，之后將最優方案借助常規框架計算進行一次分析即可。

2.6　優化排水系統

在房屋結構的設計過程中有一個非常關鍵的地方就是排水系統。排水系統直接關系著整個房屋建筑的整體質量，它在人們的生活中占據非常關鍵的位置。相關工作人員在進行房屋結構設計優化的時候，一定要將排水系統考慮進去，優化排水系統的設計。同時，在進行設備的選擇的時候也要考慮到質量要求，盡可能在保證質量合格的情況下，選擇價格較低的設備。除此之外，還要注意排水管道的安裝問題，要保證所保留的尺寸和管道的尺寸相符，同時注意排水管道一般是安裝在地下室中，還要進行樓板的加固。

2.7　優化設計剪力墻

剪力墻的優化設計對于房屋結構的設計優化也是非常重要的，它通過框架結構內添加具有抵抗水平剪刀力的墻體來提升結構的牢固性。在進行剪力墻優化設計的時候，要在最大限度上體現出整體的均勻性，保證整體結構的中心能夠與樓層平面的鋼度中心相互重合，這在降低外界環境的影響方面具有重要作用。

3　結語

通過對建筑結構設計優化策略的應用，可以滿足現階段房屋結構設計工作的諸多要求，解決實際房屋建筑工程設計問題，實現建筑結構整體設計成本的優化。