探討房屋建筑結構設計的經濟性及優化技術應用

鄭利君

武漢人和環藝建筑設計院有限公司 湖北武漢 430300

經濟社會的快速發展，使人們對于房屋建筑工程的要求越來越高，為滿足人們對居住環境的高標準和嚴要求，國家對房屋建筑行業的監督、管理工作力度也在不斷加強。而房屋建筑結構作為確保建筑使用壽命、功能性、美觀性的重要基礎，也開始受到越來越多的關注。

1 建筑結構設計優化概述

建筑結構設計優化指的是通過優化建筑結構設計來提高工程質量。通常來說，建筑結構設計優化包含著繁雜的內容，具體包含房屋總體結構優化以及房屋分部結構優化這兩大部分。進一步細化建筑結構優化，可以將其分為以下部分：一是優化房屋基本結構；二是優化房屋的頂部結構；三是對房屋結構的維護，重點優化總體結構以及細節結構.

2 建筑結構設計優化的重要性

對于高層建筑項目，建筑物的安全性和穩定性是設計者必須考慮的兩個關鍵點。同時，為了滿足建筑功能和建筑美學的需要，設計師還需要優化和創新傳統的設計理念和設計方法。通過整合當前先進技術和設計理念，設計方法的優化和創新需要以確保項目的質量和安全為基礎。新材料的應用和設計優化的新工藝實現了提高結構設計優化水平的目標。

3 房屋建筑結構設計中應用優化技術的原則

首先，遵循工程設計與價值來優化設計建筑結構，對建筑材料的性能應該合理的利用起來，建筑構件與部分地設計之間要加強協調，確保統一性。要求房屋建筑結構優化設計既要符合安全準則，更要符合傳統設計方案，有一定的審美性，從而使建筑結構設計質量得以提高，將其建筑功能最大程度的發揮出來，達到最低的工程造價。其次，工程實際情況是結構設計工作開展的基礎和保障。房屋建筑結構設計優化技術針對的主要內容為：屋蓋結構、建筑基礎結構、維護結構等，施工時必須要遵循工程實際情況，將工程進度與發展作為其重點，對工程造價合理控制，只有這樣才能保證結構設計優化滿足人們需求，并與設計理念相符，使建筑結構美觀、實用，還能在一定程度上改善人居環境[1]。

4 房屋建筑結構設計優化技術的應用

4.1 結構體系的優化

現代建筑的功能和造型具有一定的復雜性。結構體系的優化主要是指在滿足建筑功能及造型的要求，滿足規范要求的前提下，通過合理的結構布置來合理地節約工程造價。結構體系對造價的影響很大，應加強重視。應根據建筑功能合理選擇結構體系，應選擇比較規則的平面和立面方案，盡量避免或少出現平面及立面不規則的結構布置。

4.2 設計模型的優化

建筑結構設計的第一步需要建立合理的結構模型，后續設計工作圍繞相應的模型體系來開展，而建筑結構設計優化第一步就是結構模型的優化。模型優化在造型復雜的建筑上的體現尤為明顯，如何將復雜的造型簡化提煉，并最終在結構分析軟件中體現為結構構件。

4.3 計算參數的正確選取

結構模型中給出的計算機計算結果，應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。為分析判斷計算結果是否合理，除了合理的結構方案、正確的計算假定外，正確填寫抗震設防烈度、場地類別，合理選取計算程序中的各項參數十分重要。計算參數的選取除滿足國家規范外，還需特別注意地方規范及標準中的相關規定[2]。

4.4 基礎設計的優化

建筑結構中的基礎是整個建筑的根本，基礎需要承載所有上部建筑結構，并將相應的重量、受力分置于周邊土地當中。一般情況下，房屋建筑會采用樁基礎的基礎形式進行，較為常見的是灌注樁、預制樁2種。樁基礎設計優化是指保證工程質量的前提下，盡可能降低工程造價，包含材料用量、施工速度等。第一步應根據上部結構荷載結合地質條件，選取最合適的樁型。樁型確定后，應提高單樁承載力，如提高端部承載力、擴大樁身尺寸、提高樁周土體承載力等。布樁階段應盡量利用樁身材料強度，使樁基礎均勻受力，各樁受力接近樁基承載力[3]。

4.5 地下室結構的優化

地下室結構占結構總成本的比重很大，做好地下室結構的優化設計對控制這個項目的結構成本至關重要。地下室結構優化需注意以下幾點：（1）控制層高，滿足建筑使用要求的前提下，盡量減小地下室層高。不僅可以減少混凝土及鋼筋用量，還能減少施工土方開挖量，降低維護費用。地下水豐富的地區，水浮力是基礎設計不可忽視的重要因素，水浮力起控制作用時，減小地下室層高能減少抗拔樁數量，降低底板配筋。（2）地下室結構土壓力、水浮力較大，側墻及底板抵抗外力所需配筋用量也很大，設計人員在進行設計時應詳細分析結構構件的受力狀態。滿足規范計算的條件下，做到分段配筋，受力較小部位配置較小的通長鋼筋，受力較大的部位做到局部附加。

4.6 建筑、室內、結構協調的優化

結構設計時應保證房屋建筑及室內的美觀性、合理性。結構柱及剪力墻要與建筑平面功能保持一致，在保證結構安全的前提下，盡量減小結構柱及剪力墻的截面尺寸。結構梁的布置應盡量和建筑墻體同寬，結構梁比建筑墻寬時，應將結構梁向次要空間偏心，如廚房、衛生間等。商品住宅對建筑1層大廳的美觀要求越來越嚴，受到建筑企業的重視，在大堂頂位置，應避免布置梁，無法避免時盡量將梁上反或減小梁的高度。

5 結語

優化房屋建筑結構設計能提高施工質量，還能降低施工企業的成本支出，獲取更大的經濟效益，也確保人們的生命、財產安全。目前，我國還有很多房屋建筑施工企業沒有掌握充足的優化技術。目前，我國對優化技術在房屋結構設計中的應用還處在一個探索階段，房屋結構設計者們要加強工程實踐，降低工程成本，使優化技術能真正發揮作用。