房屋結構設計中結構設計優化技術的應用

紀立棉

摘要：房屋結構主要是房屋建筑的梁、柱、墻體、外形等主要承重構件。房屋結構設計的目的是確保所建造房屋的適用性、經濟性和規定年限內各種可預期的功能性要求。合格的房屋建筑應具備結構合理、質量優良、功能完善、外形美觀等特點，房屋結構的設計水平會直接影響房屋建筑的整體功能。隨著人們經濟水平的提高，不僅對居住房屋的質量提出了更高的要求，同時也需要更美觀的房屋建筑外形，所以房屋建筑結構設計顯得十分重要。

關鍵詞：房屋結構;設計;優化;應用;分析

一、現代人們對房屋建筑的安全性和實用性都提出了更高的要求，同時對外觀與經濟也都有著較高要求。建筑結構設計過程中，應當從實際出發，充分考慮建筑施工個過程中便捷性，確保建筑工程能夠快速竣工。在建筑結構建設過程中，對建筑結構進行合理的優化，會使房屋結構的合理性、安全性、經濟性都得到提高，并且可以使建筑的整體美觀性得到進一步提高，由此可見，加強在該方面的分析是必要的。

二、結構技術優化的重要性

隨著我國城市進程的不斷加快，城市建筑用地越來越緊張，城市中高層建筑的數量不斷增多，高層建筑能夠環節城市用地緊張現狀，只有通過對高層建筑進行應用，才能在滿足現代社會經濟基礎上，實現對房屋建筑結構合理設計，并且能夠滿足人們對房屋建筑的具體需求，這也房屋建筑結構設計成為了人們關注的一項重點內容。建筑企業要想實現對房屋結構設計的合理優化設計，應當在要求設計人員確保建筑工程的整體質量能夠達到人們要求的基礎上，對建筑設計方案進行系統分析與深入研究，并且應當將現代設計理念合理的應用到結構設計觀念中，同時，在該過程中，要對房屋建筑工程的造價進行控制。依據以往建筑工程的建設經驗來看，工作人員在房屋建筑工程設計期間，如果可以合理的將經濟利益與施工技術兩者有效的結合在一起，最終制定的設計方案則是科學的、合理的，能夠使建筑企業在獲取理想的經濟效益。為了實現這一目的，要求房屋建設過程中，充分發揮機械設備和建筑材料的性能，從而使兩者都能夠更好的為房屋建筑工程服務。

三、房屋建筑結構設計優化的意義與內容

（一）意義

房屋建筑結構優化設計在房屋建筑結構中至關重要。科學合理的優化設計可有效提升房屋建筑的空間利用率、降低成本、節約材料。隨著我國城市化進程的推進，城市土地供需矛盾日漸突出。未來城市建筑的發展方向將以高層或超高層建筑為主。高層建筑相較于傳統建筑在建造過程中具有更大的難度，所以相關設計人員更應重視結構設計優化問題。應在節省的資金投入理念下，以保障房屋建筑質量為原則，運用新的設計理念和技術細致規劃建筑設計方案。

（二）內容

人們對房屋建筑的性能與應用都提出了更高的要求，在房屋建設過程中，為了滿足不同用戶對房屋建筑道德需求，人們加強了對結構設計優化技術應用的重視。現代房屋結構設計期間，利用資源優化設計方案，完成對各項資源的合理分配，在滿足房屋結構自身安全性、耐久性的基礎上，提高了房屋建筑的美觀性和經濟性。房屋建筑結構設計的基本內容是房屋結構的安全性及功能性，一般情況下設計單位會根據房屋建筑的經濟性來確定建筑結構的設計優化方向。通常會從建筑整體優化的角度出發，對細節構造進行不斷深化。主要從主體結構、圍護結構、細部構造、屋蓋結構、基礎結構等幾方面進行，從而確保房屋建筑結構設計的整體性和準確性。

四、房屋結構設計中優化設計方法具體分析

（一）優化房屋建筑的整體性與局部性

建筑設計具有一定的層次性和復雜性。整體設計體系、結構相關體系、安裝體系組成了整個建筑設計。每個體系之間又互相聯系著，它們都有許多復雜的分支，在對建筑結構設計優化時，要對每個分支進行考慮和優化，組成一定的系統。而復雜性，主要體現在建筑結構和各種建筑零部件方面，內容較多，比較繁瑣，因此在對其進行優化時，要從整體到局部，形成一個有條理的系統，否則很難對全部結構進行優化。

（二）對建筑壽命和階段性進行優化

每個建筑都有壽命周期，在建筑物交工使用后，每個階段其耗損速度不同，因此要在使用年限內，對每一個階段要進行評估，做好結構優化，雖然這個過程比較繁雜，但對整個建筑的經濟效益有很好的保障，不僅保證了建筑物的質量，而且有利于優化整個建筑物的使用壽命。

（三）對建筑的基礎進行優化

建筑一般有以下幾種基礎形式，獨立基礎、條形基礎、平板式筏板基礎和梁板式筏板基礎等。建筑結構采用無筋或配筋的整體基礎形式叫獨立基礎，截面形式有錐形、階梯形等，適用于建筑項目所在地區地質較好的情況和多層框架結構;條形基礎指的是若干柱子沿著一條線排列而形成整體的形式。它的剛性比較好，但需要良好的地質情況，否則容易產生不均勻沉降。當地質情況較差，建筑物比較龐大，荷載比較大時，可以采用板式基礎，它能夠很好的改善地基不均勻沉降的情況。因此在選擇基礎類型時，要根據實際地質情況和設計要求選擇相應的基礎類型，以保證建筑物的整體質量和安全。

（四）優化建筑主體上部結構

上部結構指的是建筑項目基礎以上的部分。包括墻體結構、梁板結構、建筑材料，管道設計等。在對上部結構優化時，首先要考慮布置剪力墻。對于底層的建筑，墻體可以采用框架結構，通過增加剪力墻的方式，來使高層建筑物的剛度和強度滿足建筑的抗震要求，要盡可能地對剪力墻進行大開間的構造，對墻肢長度進行加長，這樣不僅可以減少墻肢的數量，還可以降低混凝土的使用。對于6層以下的建筑，應該采用混合結構，從而達到減少使用鋼筋混凝土，降低工程造價。通過新興技術，降低墻體的重量，比如采用墻體加氣塊建筑技術，減少實心磚的使用，從而降低梁板和基礎的荷載，減少建筑材料的使用，達到降低工程造價的目的。

（五）結構優化與建筑優化保持協調

建筑整體造型是人們直觀的感受，建筑結構給人帶來內部的舒適感。兩者都很重要。因此建筑結構優化應與建筑優化保持協調，即結構設計要與建筑的外觀和平面布置相協調。結構設計要保證建筑外觀的簡潔和美觀。首先墻體與支柱不能有錯位的現象，在某些轉角處，荷載比較大，要選擇高強度的建筑材料來承重。

（六）結構優化與排水系統優化保持協調

在房屋結構設計中的一大重點就是排水系統的設置，它是不可缺少的部分。排水系統中涉及到的機械設備很多，其中不乏荷載能力、荷載強度較大，最好的辦法是將其放置在地下室，而且要注意到實際尺寸與預留的埋設深度要符合相關規定。管道在鋪設過程中，可能會出現貫穿柱或梁的情況，設計人員要盡可能減少這種情況的發生。如果發生管道穿越承重墻的情況，必須對承重墻進行加固。

五、結語：

房屋建筑結構計面臨嚴峻的挑戰，建筑結構需要在高度、剛度、設計要點等細節方面進行科學合理化的把控，保證搭建優化的高層建筑結構。為了設計出高質量、高水平的建筑結構，然后針對具體問題進行優化。在建筑材料上選擇符合設計要求的，在基礎設計和上部結構設計，選擇最優的方案，合理布置管線，不僅保證良好的房屋建筑結構質量，而且實現美觀建筑形態，促進房屋建筑的蓬勃發展。

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