淺談房屋結構設計中的建筑結構設計優化

劉宗乾

摘 要：當前，人們十分重視房屋的舒適性、美觀性，為了更好地滿足人們對建筑結構設計的整體要求，推動建筑行業的平穩發展，應采取有效措積極優化建筑結構設計，不斷完善建筑的性能。

關鍵詞：建筑結構設計；措施；性能；舒適性

1 前言

為了有效提高建筑結構設計的質量，房屋結構設計人員在結構設計的過程中，一方面要科學應用基本的設計方式，另一方面還應對建筑結構進行合理的優化，從而有效降低房屋結構的設計成本，增強房屋結構的性能，推動建筑行業的平穩發展。

2 建筑結構優化的主要概念

房屋建筑結構設計人員在充分了解房屋建筑環境后，利用專業知識改進現有建筑結構的過程就是建筑結構的優化。在這一過程中，各類材料的優勢都能得以充分展現。工程師在及時了解房屋內部構造的基礎上，對結構進行了更為全面的設想，同時對內部結構采取了優化配置的手段。結構優化設計并不是在以往設計的基礎上進行適當的改進，而是要徹底優化建筑結構，提高建筑內部結構的可靠性和安全性。

另外，對房屋建筑結構的優化設計還能最大程度降低修建成本，減少作業量，且原材料使用量也能得到合理控制，這也為更大的經濟效益打下了一定基礎。因此，不管是從房屋建筑的美觀性、實用性還是經濟性來說，對建筑內部結構予以全面了解，然后整合并優化設計方案，就能促使建筑物滿足市場需求，提高建筑物利用率，全面推動城市化建設的大步向前。

3 建筑結構設計優化的原則

3.1 經濟性原則

建筑材料和建筑施工形成了建筑工程。優選建筑材料可有效降低建筑工程的成本投入，而且也顯著減少了資源的消耗。現如今，我國的經濟發展水平顯著提高，同時建筑工程建設的成本也隨之增加。建筑工程投資無法充分滿足工程建設的基本要求。雖然在建筑工程建設中，已經投入了較多的資金，但是卻無法完全滿足建筑建設的整個流程，因此容易在資金周轉方面出現問題。基于此，建筑設計人員在優化建筑結構時，一方面要保證工程的安全性，另一方面還要兼顧工程的經濟性。在確保建筑工程正常使用的前提下，還應提高建筑工程成本控制的力度，全面關注建筑工程建設過程中的資金使用情況。并且在工程建設和施工前，大體估算工程的資金使用情況，進而確保工程建設的順利進行。

3.2 安全性原則

現如今，人們越來越重視居住的環境，這就預示著人們將對建筑設計提出更為具體的要求，基于此種趨勢，在建筑結構設計優化中，設計人員應高度重視結構的安全性。如今實際施工中，經常使用不符合工程要求的原材料，進而增加了工程的安全隱患，甚至對居住者的生命財產安全構成了嚴重的威脅。還有部分施工單位采用不符合標準的建筑材料，這種材料在氣溫較高的環境下可能會釋放一些有毒有害的氣體，從而影響人們的身體健康。或者施工單位片面重視工程經濟效益而不重視工程的安全會，從而造成了十分惡劣的社會影響，結合上述情況可以總結出，在建筑結構優化建設中，必須高度重視設計方案的安全性及合理性，全面維護居住者的利益。

3.3 實用性原則

在選擇房屋建筑時，人們十分重視其舒適性和宜居性。建筑設計的風格從某種程度上展現了居住者的性格特征，所以在房屋建設時，應充分考量房屋的舒適性和實用性。若建筑結構不具有實用性，則其實用價值就會大打折扣。因而在優化建筑內部結構設計的過程中，設計人員應有必要強建筑的實用性，優化居住者的居住體驗，在保證建筑外觀和內部設計質量的同時，也能充分發揮結構的優勢，從而提高建筑設計的質量。

4 建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用

4.1 工程概況

某住宅建筑共35層，地下1層，該建筑采用鋼結構框架剪力墻結構，在充分了解建筑概況的前提下，決定對其進行結構優化，同時對傳統的結構設計方式進行改進和調整，并在這一過程中利用了現代化的計算機網絡技術，對施工中的每一個細節都進行了適當的調整和優化。優化后的設計方案有效減少了工程的成本投入，大大提升了工程的經濟效益。

4.2 建筑結構設計優化在房屋結構設計中的應用

建筑結構設計優化是一個比較復雜的過程，其需要對整體和局部進行協調，提高前期規劃的科學性，并且對樁基礎結構和上部結構也要進行妥善處理，另外還需要在優化設計中做好協調工作，這就要求設計人員必須對此予以高度的重視。

4.2.1 建筑結構整體與局部的優化設計

在房屋建筑工程中，建筑結構本身具有多層次和較復雜的特征，在建筑工程設中，設計、結構和安裝都是非常重要的環節，且每個環節當中都涵蓋了大量的工作內容，只有對其進行科學合理的調整和優化，打破傳統布局方式的限制，才能更好地加強建筑結構設計的效果。此外，建筑材料、零部件的選擇以及結構選型等都是比較復雜的流程，每一個環節都會對最終的設計效果產生顯著的影響，所以，設計人員一方面要做好建筑結構的整體優化，另一方面還要做好局部優化，二者共同作用，最后制定出完善有序的設計方案。

4.2.2 做好優化設計的前期規劃工作

設計人員在房屋建筑結構設計中，應主動投身到前期規劃當中，全面了解并掌握工程的具體情況，同時還要結合工程實際，來選擇和規劃建筑結構，制定更為科學和有效的建筑設計方案，從而保證后續施工的正常開展。設計人員要以自身的設計經驗為基礎，對結構進行有效的設計。可采取不同的結構布局，這樣最終呈現的效果也會存在較為顯著的差異。

此外，在房屋建筑結構設計中，設計人員不僅要重視細致的結構設計工作，還要關注概念設計，只有將二者有機結合，并將其貫穿于整個工程的設計和建設當中，才能徹底增強建筑結構的功能性。若在設計中出現某些細節的設計不具備充足的數據支持，則應對其采取有效的處理措施。在概念設計中，要以數值作為參考的重要依據。在結構設計中嚴格把控設計的細節，從而有效提高設計的質量。或者還可采取分段優化的方式。工程建設的過程中對其中的每一個重要的環節都設計了若干個方案，這樣就會使工程各個階段的方案都能得到優化處理，顯著提高了設計的質量，讓建筑工程的經濟效益穩步提升。

4.2.3 科學優化樁基礎和上部結構

在建筑設計和施工中，樁基礎主要分為灌注樁基礎和預制樁基礎。灌注樁基礎的質量控制難度較大，且操作不夠便捷，影響因素較多。若沉降能夠充分滿足設計的標準，則要采取預制樁進行工程的建設和施工。而為了有效防止土壤與樁身之間發生摩擦作用，可選擇較長的預制樁。

上部結構的設計優化十分關鍵。在工程設計中利用軟件建立了上部結構模型，同時結合設計的要求，對上部結構實施了科學的優化處理，且調整了剪力墻的布置方式，保證其受力均勻。設計人員將樓層剛度中心點與同樓層的結構重心設置在了同一位置，這樣可以有效減少外部荷載作用對建筑結構的扭曲作用。另外在剪力墻的暗柱施工中，以鋼筋建材為主要材料。此時可采用大開間剪力墻的形式，有效控制鋼筋的使用量。

4.2.4 協調優化設計

為了讓建筑外觀符合人們的審美要求，建筑結構需具有較強的合理性。在建筑結構設計中，結構應與平面布置結合在一起。墻和柱結構布置的過程中，需嚴格按照要求來處理，使其平面功能高度一致。再者，不同房建的開間與深度應完全相同，而且還要采取有效措施避免墻、柱結構發生錯位的問題，每一個樓層的截面高度也不可出現較大的差異。

在樓梯設計的過程中，應力需集中在轉角的位置，承重構件的強度要滿足設計和施工的要求，以此有效減少構件的自重，同時還要確保設計時剛心和重心在同一位置，進而有效防止房屋建設的過程中出現扭轉的問題。電梯房當中孔洞的數量較多，其需要埋設大量的構件，所以設計人員應科學計算電梯房強度，保證電梯房設計的科學性及合理性。

除此之外，在建筑工程排水的過程中需要使用較多的大型排水設備，又因為其荷載較大，所以在設計中應將水泵設置在地下空間。再者給排水工程中存在著大量的管道，且其管徑差異也較為明顯。故此在設計中，要最大限度防止管道穿過梁柱結構。若出現管道貫穿梁柱結構的問題，則需及時采取科學有效的加固措施，讓管道布置和管道體系之間保持協調穩定的關系。

5 結語

當前，建筑結構設計的質量日漸受到人們的關注，這主要是由于建筑結構設計的質量直接影響著建筑整體的質量與性能，進而關系著建筑企業的經濟效益與社會效益。傳統的建筑結構設計方式存在著十分明顯的不足，無法順應當前建筑行業發展的基本要求。所以，在建筑結構設計的過程中，我們必須采取多種有效的措施對建筑結構進行優化設計，提高設計方案的科學性及合理性，并以此推動建筑設計向著全新的方向邁進。

參考文獻：

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