房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

陳梓欣

摘要：在房屋建筑工程建設的過程中，因為施工的機械化，建筑結構構件的工廠預制、加工所占比重不斷減小，大部分施工工序以及購件需現場進行施工，這樣就導致建筑工程施工周期增長，施工難度不斷提高。所以，在建筑結構設計的過程中，可以采用結構優化的方式，不斷提升工程施工的便利性，同時采用結構優化設計的方式，增加建筑工程的穩定性與經濟性。

關鍵詞：建筑結構；設計優化；原則

1建筑結構設計優化方法需遵循的原則

1.1舒適性原則

建筑房屋本來就是人們的生活和居住的重要場所，其最終的目的就是滿足用戶的各種需要。因此在房屋結構設計中應用建筑結構優化方法，應遵循舒適性的原則。將用戶的需求放在房屋設計的第一位，廣泛的收集和總結各種用戶對房屋設計的不同的功能需求，盡可能提高房屋建筑的服務功能。比如采用大開間的剪力墻結構設置，以方便用戶日后對房屋進行分隔和改造。

1.2經濟性原則

房屋結構設計要根據建設場地和用戶的需求，確定房屋的層數、房屋設計的外觀形狀以及內部結構構造，并在滿足安全性和舒適性的前提下，采用最佳的結構體系設計方案，嚴格規范房屋設計的相關標準，最大程度的降低材料損失，提高資源的利用率，以實現節約成本的目的。

1.3綠色環保性原則

現代社會追求經濟建設與環境保護的和諧統一，在工程建設中引入了綠色建筑理念，并以綠色環保性原則作為各個行業生產發展的重要約束和規范條件。因此，在房屋結構設計中應用建筑結構設計優化方法，應始終遵循綠色環保的原則，選擇環保型設計和建設材料，將保護環境納入房屋結構設計方案中，提高設計人員的環保意識，突出環保設計的重點，最終實現房屋結構設計的綠色環保目標，以促進房屋結構設計的可持續發展。

2房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

2.1房屋基礎地基優化設計

房屋建筑結構在設計的過程中，基礎結構是非常重要的結構單元，必須要對其進行建筑結構優化設計。建筑基礎結構比較經常見到的主要有：條形基礎結構；獨立基礎結構；筏板基礎結構；樁基礎結構等等。對基礎結構進行設計優化，需要在滿足相應設計施工標準的同時，根據房屋建筑工程的要求與施工現場地質條件科學合理的選擇房屋建筑基礎結構的類型，這不單單可以確保房屋建筑工程的安全性，還大大縮短了房屋建筑工程的施工進度，進而降低了房屋建筑工程的成本。

2.2房屋建筑工程上部結構的優化設計

（1）剪力墻結構的優化設計。剪力墻結構在設計方案布置的過程中，要使剪力墻結構重心和建筑平面的形心相互重合，來避免建筑結構的剛度在平面上面分布不均。剪力墻的墻體要與建筑的隔墻相互重合，在剪力墻保證結構安全穩定性的前提下，增大建筑空間利用率，提高建筑工程使用的舒適度。還要盡量使剪力墻墻體的長度符合要求，進而保證剪力墻墻體安全穩定，要盡量減少剪力墻墻肢數量，降低建筑工程施工建設的難度，還要盡量節約施工材料的使用。剪力墻結構一般是從上到下進行連續設置，剪力墻不能出現重疊、懸空、錯位等問題。剪力墻結構上部構造的配筋墻體要考慮到盡量縮減墻體厚度，進而降低剪力墻配筋率，使得剪力墻結構更加經濟適用。（2）框架結構的優化設計。框架結構在設計結構方案的過程中要結合結構計算，來保證柱網與柱距的合理性，進而保證框架結構的安全性與經濟性。在框架結構整體的平面布局上面要降低建筑工程中部的剛度，使建筑工程兩側的剛度大大增強，進而避免扭轉太大，整個建筑工程的抗震性得以增強。梁與柱的中線要盡量重合，如果梁柱中線的距離過大，可以考慮梁加腋。樓梯間的四角要設置框柱，進而增強框架結構抗倒塌的能力。

2.3對整體和局部優化

建筑在設計方面，要重視層次化和復雜性特點，按照設計要求進行應用。從層次化角度而言，包含建筑設計基本要求，每個單獨的設計涉及到很多下屬體系，在對房屋進行設計的過程中，必須對個體系統進行分析，考慮到關聯橫向性要求，對于復雜系統來說，需要慎重選建筑材料，在結構優化設計過程中，需要從整體角度入手，實現最優化。此外，對于建筑結構本身而言，為了體現建筑結構的整體性和緊密性，需要考慮到建筑系統美觀性要求，對結構本身進行分析。對于建筑系統本身而言，墻體和支柱不能出現錯位的現象，高度和截面必須相通。例如在樓體設計階段，自身受力比較多，根據轉角區域設定要求，對于整體來說，要選擇高強度的材料作為基礎，降低自重，將重心、剛心和質心等交疊重合，避免出現扭轉的現象。

2.4結構優化和電氣優化保持一致

電氣管線的安裝以導線的形式存在的，在外部或者墻體以及樓板設定過程中，要重視安裝程序，如果存在不合理安裝的現象，則可能給預制的結構施工造成影響，因此需要注意的是為了保證管線穿過梁體，提前在梁體上預留相對應的孔洞，保證梁體寬度和相對應的墻體寬度一致。如果出現不相同的情況，要保證墻體的一面和梁體的一面對齊，不能漏在墻體表面。在整個房屋建筑設計階段，電梯部分會存在很多空洞，埋下的建筑結構構件比較多，設計者要單獨對電梯部分進行分析和極端，保證合計的安全性和合理性。

2.5結構優化與排水系統優化保持協調

在房屋建筑中排水系統的專用房間里有著很多的機械設備，對于荷載能力、荷載強度較大。所以要將其設置在地下室，而且保證管道的預留尺寸與預留深度要符合相應標準，對于樓板本身的鉆孔位置要加固。另外，要注意水平方向的管線可能會貫穿柱或梁的情況，要盡可能降低這種現象發生的機率。如果管道在建設時穿過了承重墻，就必須對墻體進行加固。在整體上盡可能地保證結構的設置與管道網相協調，預防管道出現繞柱或繞梁的現象。

3結語

房屋建筑的優化設計不僅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性，而且還可以在滿足人們對各種功能要求的基礎上，提升建筑物的美觀性和經濟性。因此，房屋建筑機構設計人員應該在設計中，充分的應用優化技術，選擇合理的建筑結構設計方案，降低建筑工程的成本。

參考文獻：

[1]張剛利.論房屋建筑結構設計優化方法的具體應用[J].科技創新，2016.

[2]建筑結構設計優化方法及應用解析[J].吳榮國.建材與裝飾.2017（19）.

（作者單位：廣東中美建筑設計院有限公司）