新型住宅建筑結構設計的優化策略分析

張爽

大連先鋒建筑設計咨詢有限公司 遼寧大連 116000

建筑結構設計對建筑成本有著非常大的影響，對于住宅建筑而言更應該優化結構設計，這是開啟新型住宅建筑的必經之路。

1 建筑結構設計優化的意義

新型住宅建筑結構設計優化的意義主要體現在三個方面，具體如下：

1.1 保障住宅安全性

結構設計如果不夠深入，就容易被人誤認為是“抽鋼筋”，影響建筑本身的安全性。但若經過設計優化，完成設計之后再進行加工，則可以減少設計過程中錯誤出現的可能性，進而節省材料使用，確保建筑的結構設置更加合理和安全[1]。

因此，結構設計首先需要考慮的就是建筑的安全屬性，如果不能夠同時滿足建筑結構的實用性和安全效應，自然無法保障建筑本身的價值和功能。

1.2 實現住宅經濟性

對于中國當下的房地產行業而言，其存在是十分復雜和尷尬的，極高的成本導致了較高的房產價格，也促使真正意義上能夠接受其價格的絕非大多數，房子賣不動已經成為一種常態。

因此，對于房產企業而言，發展的關鍵還是要考慮如何降低開發成本、提高經營利潤。建筑的經濟性是投資者考慮的重點，也就是說只有控制成本，才能確保房地產企業的穩定發展[2]。從住宅的結構分布、用地面積、層數和建筑設備、結構外觀等多方面因素來看，住宅建筑往往只是一棟拔地而起的建筑，樓層數越多、越需要考慮其承重效果。但基礎結構的承載力必須適應建筑本身的重量，而要實現這一點必然會加大成本；同時考慮到建筑采光等一系列因素，故而高度越高、相應的布局就應該做出調整，如此用地面積也會增加，后續電氣供應、排水等基礎設施也要做出調整。當建筑結構的安全性能夠得到充分保證時，就必須對結構的外觀展開調整，例如可以將方形的建筑結構調整為圓形，這樣既能夠減小建筑的占地面積，還能降低后續外形裝飾所需的建筑成本。

2 建筑結構設計的主要優化技術

2.1 工作重點

（1）在項目建設初期，必須考慮項目所在區域的土地性質，判斷其是否存在調整的可能性。圍繞項目周邊情況做好調研，并切實做好成本估算及用地分析，然后根據生成的多個建筑方案進行對比。在此基礎之上進一步分析客戶的實際需求，尋找到其痛點和盲點，進行精準的成本控制，切實提高建筑的可售面積，把握諸如容積率、建筑密度等一系列數據和要素，提升土地的使用價值[3]。

（2）進行實地勘察，然后根據勘察報告考慮建筑的地基承載能力，對不良地質、周邊管線、地下水位展開綜合分析，充分考慮巖土工程的設計控制，確保風險最低化。

（3）根據結構比例確定結構和空間之間的關系，對布置建筑荷載進行優化，然后通過計算的方式對建筑荷載進行優化，并保證構造筋配的最佳控制。

（4）優化場地總平面設計，做好道路、豎向和管線設計。

（5）優化結構設計的相關參數，包括鋼筋用量、抗震設防烈度、混凝土材料（強度等級和用量）以及結構體形（長、寬、高、層數）等。

2.2 工作思路

當相關人員接到具體的設計任務時，首先需要考慮建筑結構的定義和選型，分析建筑載荷，確定載荷取值，然后通過計算了解建筑結構的穩定性。然后在此基礎上進行建筑結構的分解，設計細部構件、全面落實構件的配筋、尺寸，對其經濟性展開全面評估，最終得出可行性數據。再從結構的整體性出發，借助有效的材料分布，來對結構設計展開優化。比如這樣一則案例：

已知剪力墻結構在抗側力和結構承載力方面具有優勢，較之傳統的梁柱結構更具空間利用率方面的優勢，但其總體造價相對較高。

針對這樣一起案例，可以從這樣幾個方面做出突破和調整：

首先，明確剪力墻的整體布局。通常情況下剪力墻的整體布局，需要維持向壓力程度和雙向布置、保留洞口、注意加固，保證連續的豎向布置。只有保證質量中心和剛度盡可能的相近，才能在一定程度上確保抗震效果。所以要實現這一目標，就要保證剪力墻在中軸線兩側均勻分布。布置具體格局時，多會選擇L型或者T型，只是因為剪力墻一般情況下本身的重量較大、需要適當調整[4]。

其次，保障剪力墻的延展性。可以考慮在剪力墻的長度上做文章，通常情況下細長的剪力墻延展性都比較理想，可以有效防止結構剪切破壞，但最好也不要超過8米。假設實際情況超過了8米，則可以通過開洞口、將均勻分布的洞口做成連肢墻，再用約束彎曲小的弱連梁分割墻體。在厚度方面，如果一般填充墻為200毫米，那么剪力墻的厚度絕對不能低于這個數值，否則就無法保證其剛度。

再次，連梁。連梁在剪力墻結構當中，主要起到的作用是連接強肢、提高結構剛度，如果墻肢出現變形甚至發生斷裂，多半是連梁設計存在問題。在具體設計過程中，連梁大多遵循“強墻弱梁”的基本原則，有助于增強連梁的延展性，降低墻體被破壞的可能性。

最后，換層或過度層設計。在一些特定的剪力墻結構當中，需要進行換層或設計過度層，在具體設計時，需要按照建筑結構的整體確保相應參數的合理性。但是需要注意的是，對于過度層的抗震性能絕對不能高估。畢竟在反復的作用力之下，過度層的墻體抗震性能較之一般情況下的墻體低至兩至三倍，因此并沒有辦法按照正常的墻體承受能力的方式來進行計算。

優化建筑結構設計具有十分重要的作用，其不意味著對工程量的精確落實，而是在滿足用戶需求的情況下，規范設計需求，確保住宅建筑結構的安全和經濟。隨著信息科技的快速發展，隨著我國建筑行業水平的整體性提升，新型住宅建筑結構優化設計尤其存在的意義和必然性，需要相關工作人員在日常設計和工作過程中引起足夠的重視和關注。