房屋建筑結構設計中應用優化技術

孫德陽

摘要：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。

關鍵詞：房屋建筑結構設計；優化技術

1導言

房屋結構設計是確保房屋質量的基礎，為房屋建筑安全性與穩定性提供了基本保障。在房屋結構設計中應用優化技術，可有效降低工程造價、實現經濟效益最大化。本文以保障房屋質量為原則、實現經濟效益最大化為目標，分析了在進行房屋建筑結構設計中應用優化技術的優勢。

2結構設計優化的意義

眾所周知的一個情況就是，我國是世界上人口最多的國家，特別是隨著時代的快速發展，大量的農村人口開始選擇進入到城市工作生活乃至定居，這種情況也就造成了社會對于房屋建筑的需求量也在持續不斷的增長，相應的建筑用地也變得越來越緊張。受到這種情況的影響，我們國家的高層以及超高層建筑的數量也越來越多，而對于建筑設計結構的要求就是花費最低的成本滿足最多人的需要。所以，要想使房屋建筑發揮出最大的作用，必須要應用最先進的技術對房屋建筑結構進行最合理的優化。

3房屋建筑結構與經濟效益間的關系

在進行房屋結構優化設計時應明確房屋結構與經濟效益的關系，根據需求進行有針對性的設計優化，提高房屋建筑的安全性和經濟效益。

3.1房屋層數與土地面積間的關系

從表面上來看不管建筑的層數是多少，所使用的土地面積都是不變的。但實際操作過程中不僅要考慮建筑物本身的土地使用面積，還需要考慮由于建筑層數增加導致的整體高度增加。此時要適當增加與相鄰建筑的距離，才能滿足其它建筑物的日照和相關性能的正常使用。

3.2房屋建筑外形成經濟間的關系

房屋建筑在總面積相同的前提下，建筑結構的平面周長越小墻體面積也就越小，建筑所使用的材料、后期裝修裝飾等投入也會相應減少。通過實踐對比我們得知，當建筑平面為圓形和方形時，可有效降低建設成本；并且內部構件也更為穩固；受力情況更加合理。

3.3房屋結構與設備間的關系

在進行房屋建筑結構設計時還應對給排水、電氣、暖通等設施進行充分考慮，建造房屋的過程中會使用較多專業設備與材料，并且會隨著建筑物層高的增加而增多，為保證這些設施的正常使用會建造很多管道井。設計人員應在滿足設施功能性的前提下盡量縮小管道井空間，達到節約空間和資金的目的。

3.4建筑子結構與樓層數量的關系

隨著建筑物層數的增加，其下部結構承載的荷載也會相應增加，地基承載力、下部結構與構件承載能力都需要相應提高。因此，在已確定建筑物總層數的前提下，應在滿足房屋的功能性情況下對建筑所處位置的地質情況、地基處理成本等問題進行充分考慮和優化設計，達到降低工程造價的目的。

4房屋建筑結構優化的主要應用

4.1房屋建設過程中的主要分類

房屋按照其結構形式不同可分為：砌體結構房屋、框架結構房屋、剪力墻結構房屋等等，種類很多。考慮到造價、抗震性能以及使用要求等，針對不同的需要則采用適當的結構形式。一個工程，選擇合理的結構體系很重要，不光其使用安全得以保障，在其造價上也能夠得到一定比例的成本節約。房屋建筑按照層數一般可以分為三類：低層、多層、高層。3層以下為低層，4～7層為多層，8層以上為高層。這只是一般籠統的劃分，我們知道，房屋的使用功能不同，綜上所述，結構優化設計勢在必行，在發展國民經濟的今天又重大意義。

4.2不同建筑形式對結構優化需求不同

4.2.1縱墻和橫墻的布置設計要求

砌體結構中主要受力構件就是砌體墻，結構體系布置得合理性直接關系到結構的抗震要求。砌體結構有縱墻承重體系、橫墻承重體系和縱橫墻共同承重體系。抗震規范中明確要求優先采用橫墻承重體系或者縱橫墻共同承重體系。不應釆用砌體墻和混凝土混合和承重的結構體系。縱橫墻的布置宜均勻，沿平面宜對齊，沿豎向應上下連續；同時縱橫墻的數量不宜相差過大。

4.2.2配筋砌體結構設計要求

多層砌體房屋中，有時候會出現墻體受壓不滿足的情況，這時在墻體里面配上鋼筋網片或者鋼筋來增強抗壓抗震。同時，墻中柱和局部配筋帶也提高了抗剪承載力，不僅對整個墻體有一定的約束作用，也對抗震有很大的作用，提高了砌體的豎向和水平承載力。材料的合理先用：提倡輕質高強墻體材料的使用；合理的提高砌筑砂裝的等級有效地提高了墻體抗震能力，這個措施即經濟又有效；當使用現饒板并合理設計板厚、配筋：通過抗震計算來滿足抗震設計是抗震設防區工程設計必不可少的一步。

4.2.3框架結構的設計要求

工程設計依據抗震等級、人防等級，地基的狀況和地基的承載力，活荷載值，材料等級，施工中需要注意的事項，選用詳圖等。各層的梁板柱結構配筋圖一般是先使用結構設計軟件進行設計校核，在基礎上在人為適當修改。比如對于樓梯設計多采用板式樓梯，從施工的角度來看較方便，從設計的角度看也比較美觀。基礎方面：獨立基礎它的偏心要求不能太大，必要時可做成柱下條基。也可采用臺階形或者梯形的基礎底板，或著把挑梁兩端的挑出的長度進行調整。

4.2.4多層框架結構房屋結構設計要求

對于一些特殊要求的多層房屋，特別是一些大開間、大跨度的建筑一般都采用框架，如：報告廳、圖書館、商場、一些學校的大教室等等。框架結構是多層和高層房屋的主要結構形式之一。其中最常用的是混凝土框架結構包括現澆整體式、裝配式、裝配整體式和鋼框架。

總而言之，本文主要對房屋建筑結構設計進行了分析和闡述，重點探討了房屋建筑結構設計優化的意義和優化技術的應用。目的在于為廣大人民群眾提供質量優良、安全性高以及舒適性好的房屋建筑。筆者相信，在房屋建筑不斷優化的同時，我國建筑行業勢必有更加廣闊的發展前景。

參考文獻：

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（作者單位：弘宇建筑設計有限公司承德分公司）