淺談房屋建筑結構設計現狀與優化方法

文/謝大成 上饒市城鄉規劃建筑設計院 江西上饒 334000

房屋建筑結構設計將影響建筑物結構質量和房屋穩定性，隨著建筑行業的繁榮發展，人們對建筑結構設計有了新的要求。為了滿足這一需求，設計師就要不斷優化結構設計方法，及時發現原有的結構設計中存在的問題，結合結構優化技術，充分發揮結構設計的價值，為房屋建筑設計師提供參考依據，推動建筑行業的可持續發展。

1、房屋建筑結構設計現狀

優化房屋建筑結構時可以從以下幾方面入手：（1）安全性優化。建筑的安全性最為重要，對房屋建筑進行優化設計時應考慮結構帶來的安全隱患，同時計算優化成本，爭取以最低的成本完成結構優化設計。（2）方案的優化。設計人員應全方位了解工程施工現狀，結合實際情況進行優化設計，使設計方案更加科學合理。（3）建筑子結構的優化。結合房屋建筑結構需求，對建筑子結構進行優化，關注細節部分，使建筑整體得到優化設計。

分析當前房屋建筑結構設計時面臨的主要問題，具體如下：（1）基礎設計問題。建筑結構的穩定性和基礎部分的設計聯系密切，建筑行業中部分設計師對房屋建筑基礎設計沒有投入過多關注，在設計中沒有對施工現場加以勘查，設計時只依照現有的資料數據進行基礎部分的設計。這樣做很容易導致設計方案與實際情況不相符，甚至出現較大的誤差，進而影響建筑施工質量。（2）框架設計問題。房屋建筑框架設計主要分為橫向和縱向結構設計，有的設計師只關注橫向框架設計，導致框架整體結構不穩定。對于框架結構來說，橫向與縱向的結構設計就是框架內水平方向和垂直方向的承載力，一旦任何一部分出現問題，框架承載力將會下降，建筑結構也會失去穩定性，甚至威脅到人們的生命安全[1]。

2、房屋建筑結構設計的優化方法

2.1 建立合理的優化模型

房屋建筑結構設計中需要合理選擇計量。設計師應對工程參數加以分析，明確這些參數的可變性和復雜性，可以從工程整體施工情況進行參數的調整。同時，房屋建筑結構優化技術在使用時應盡量選擇不會改變的參數，并更換不會給工程帶來影響的計量數據。建議設計師提前進行參數數據，降低自身工作量，緩解工作壓力，確認函數目標時應確定結構尺寸大小，做好房屋建筑結構設計的失效概率極端，盡可能節約施工成本。確定約束性條件，設計師應在假定的約束性條件參數內進行參數對比，從而保證約束條件和實際工作相符合，為房屋建筑結構設計建立優化模型[2]。

2.2 優化基坑施工技術與節能設計技術

工程基礎建設尤為重要，特別是基坑部分的施工技術，這將直接影響房屋建筑基礎建設成果。施工單位需要關注基坑施工技術，對基坑進行一定的支護防護，并加以檢算，確保該工序與國家有關標準相符合，達到這一標準后再展開下一環節的施工設計。可持續發展戰略下，各行業開始推行節能技術，特別是建筑行業領域，人們在房屋建筑結構設計中應用節能設計技術，從而實現資源的高效配置。一般情況下，可以從材料的選擇和能源的利用方面入手，綜合施工預算，提高經濟效益。合理選擇保溫材料進行屋面結構的節能設計，應重視屋面板與防水層之間的材料，從材料的密度、外觀、吸水率與導熱系數角度出發，提高保溫材料的強度。設計房屋門窗時，應按照窗戶不同朝向選擇最佳窗墻比，朝北的窗墻比不要超過20%，朝東的窗墻比最大是30%，和東、北方向想比較，西部和南部的窗墻比會比較大點，但是最大也不能超過35%。通過合適窗墻比的選擇，施工單位在保證房屋建筑質量的同時讓項目資源的消耗進一步的減少。這樣的建筑結構優化設計不僅可以節約能源，還能突出結構優化設計的科學性。

2.3 建筑結構的分段優化和壽命優化

近年來，建筑行業競爭日益激烈，人們越來越重視房屋結構的安全性與穩定性，建筑結構也呈現出多樣化特點。企業如何在競爭中提高建筑結構的穩定性，將是未來施工企業面臨的主要問題。項目使用年限之內，各個環節都要擁有不同的設計方案，這些設計方案需要對各環節與各階段的實際情況加以闡述，因此可以通過分段優化與壽命優化的方式提高房屋建筑結構設計水平。設計師可以結合不同階段的特點優化設計方案，以此保證建筑結構和工程項目的使用壽命達到最佳預期范圍，以滿足人們基本生活需要為前提，延長項目使用壽命，從而達到建筑工程經濟效益和社會效益的協調統一。上文提到了關于建筑施工基坑部分的優化，除此之外，還應對建筑底部進行優化設計，例如剪力墻結構。對剪力墻結構進行優化時應確保剪力墻擁有足夠的高度值，高度值應是底部兩層高度和嵌固部位的12.5%。如果需要在地下室頂板戶嵌固剪力墻，建議將地震情況考慮進去，通過邊緣約束的方式避免地震對剪力墻結構造成影響。

總結：

總而言之，現代化建筑施工中，房屋建筑結構的優化設計不僅可以為企業帶來更高的經濟效益、社會效益與生態效益，還能提升建筑整體質量。經過不斷的優化，人們的居住條件得以改善，與此同時，設計人員應提升綜合素質，強化責任意識，及時發現問題并采取解決措施，從而保證房屋建筑施工工程的有序開展。