淺談建筑設計中結構的應用

李萬琴

【摘要】在當代的房屋建筑工程上，房屋建筑不僅要在要迎合市場在建筑外觀及建筑布局方面下功夫，還要保證質量安全情況下降低工程成本，前期策劃與設計決定了房地產項目70%～85%的項目成本，而結構成本在建安成本中占據了40%～60%的比重。房屋建筑結構設計優化在整個房屋建筑業的使用中發揮了重要作用。本文分析總結了建設結構設計優化方法及建設結構優化方法的實際應用。

【關鍵詞】 結構設計優化方法;建筑結構設計;應用分析

1、引言

近幾年房地產市場競爭越來越激烈，地產單位為了適應市場經濟帶來的挑戰和行業競爭，越來越注重消費者的需求，對建筑外觀及建筑布局方面進行更多的關注，同時對工程成本的控制越來越嚴格，這就使得在現階段的房屋建筑過程中，不僅要求施工單位對建筑物的施工進度下功夫，還要在設計階段優化設計，多管齊下控制工程成本。對設計單位而言，出完施工圖甚至在施工圖進行中便有專業的優化單位優化圖紙，這種情況越來越變得常態化了。綜合來看，在保障建筑物安全性和穩定性的基礎上，更好地保證建筑物建筑結構功能及品質，建筑結構設計優化的發展是必然。

2、建筑結構設計優化方法的重要性

建筑結構優化方法在整個房屋結構設計中發揮著特別重要的作用，在房屋建筑項目中，尤其是現在占據主導地位的高層項目中，為了保障項目的安全性和經濟性，就必須運用房屋建筑機構設計優化方法。結構設計優化方法的應用，不僅需要相關的工作人員擁有著堅實的理論基礎，還要有著足夠的設計經驗。房屋建筑結構設計優化是非常有必要的，它的重要性可以從以下兩點進行考慮。

2.1滿足消費者需求，增加建筑商經濟利益

在進行房屋建筑結構優化設計時，會更多的考慮到消費者的需求，使房屋建筑更受到消費者的喜愛，從而使建筑商獲得更高的商業利益。經過了建筑結構的優化設計，建筑物會安全穩定且功能性更強，建筑物的房屋結構空間性更好，保證了建筑品質。

2.2安全性的提高

在對房屋建筑物結構進行優化設計時，對房屋建筑物的整體設計進行考慮，這樣不僅能設計出房屋建筑結構的優化還能找到建筑物建筑結構設計不合理的部分，比如說部分結構抗震性能做的不到位，部分結構的承載能力不足等等問題。從而在房屋建筑的優化設計中得到補充設計，同時又能滿足建筑的各項功能要求。

3、常見房屋建筑結構優化技術

3.1房屋建筑上部結構優化

隨著城市現代化建設進程的不斷加快，城市可供建設用地的面積越來越少，導致城市高層建筑物越來越多。建筑物層數越多，對地基承載力要求越高，可能有誘發的地基不均勻沉降問題更加突出。因此對房屋建筑上部結構的優化顯得尤為重要。在房屋建筑上部結構的優化過程中常表現為剪力墻的優化過程，應注意以下幾個方面內容：（1）在優化過程中要確保剪力墻質量的均勻程度，若優化不合理導致剪力墻質量不均勻，就會使得剪力墻不同位置的受力狀況存在明顯差異，在施工過程中可能導致局部剪力墻受力過大而破裂;（2）確保樓層平面剛度中心和結構重心重合，若二者重合，則導致受力重心發生偏移，進而使得承重墻的受力不平衡，不僅容易造成不均勻沉降等問題，還容易造成承重墻局部受力過大引起承重墻局部破裂等現象;（3）盡可能的消減外載荷的扭轉作用，在房屋建筑上部結構中不可避免的存在外載荷的影響，若外載荷量過大，則產生的扭轉作用更加強烈，容易影響或改變整體受力狀況。因此，在優化過程中應結合房屋建筑結構特征，選用大開間剪力墻，盡可能的增加墻肢數量，在確保建筑樓層平面剛度滿足設計要求的基礎上，盡可能的減少混凝土使用量。

3.2房屋建筑結構與給排水系統的協調性優化

給排水系統與居民的生活息息相關，包括廚房用水、浴室用水等系統，若給排水系統設計與建筑結構不協調，不僅影響房屋內部美觀，而且對人們的生活產生較大的影響。因此，加強房屋建筑結構與給排水系統協調性優化直觀重要。建筑物的給排水系統需要較大的機械設備，但由于機械設備的載荷強度較大，因此一般將給排水系統中的機械設備設計在地下室內。此外，給排水機械設備差異較大，主要表現在設施管道粗細不一，因此應對結構中設計的孔徑位置、尺寸大小、預埋深度等進行優化，增強穿孔位置的穩定性等。

3.3整體優化與局部優化

房屋建筑結構設計是一個復雜的過程，具有明顯的復雜性和層次性，尤其是現代化高層建筑物以及復雜建筑物，建筑結構具有更加獨特的層次性。總體上，建筑結構的層次性主要包括設計體系和結構體系兩部分，前者主要體現在采用什么樣的建筑風格、建筑方式等方面，后者主要體現在不同風格系統下的建筑結構方面。因此，對于建筑物層次性方面的優化主要指的是設計過程中對建筑整體結構下屬系統進行優化，使得最終建筑結構更加合理。房屋建筑物是復雜的，是由不同的結構系統組成的復雜體，包括承重系統、水電系統等多方面，因此在房屋建筑設計過程中無論哪一方面出現設計不合理，就會導致整個建筑結構不合理，進而影響建筑的整體安全性能和美觀。對于不同系統的設計進行局部優化，不僅減少了大量的工作量，提高建筑物的安全性能，還能使得局部設計更加美觀、更加貼合整體設計。因此，在房屋建筑結構設計過程中，一般采用整體優化和局部優化相結合的方式進行。

3.4房屋建筑與建筑結構協調性優化

對高層建筑物或者復雜建筑物來講，建筑物對建筑墻體和柱體的要求更高。因此在房屋建筑結構優化過程中除了確保建筑墻體與柱體滿足相應行業標注規范外，還需對建筑與結構的協調性進行優化處理，在協調性優化過程中應盡可能的使房屋的進深與開間保持一致性，不僅能夠提高建筑結構設計的合理性，而且對建筑結構的外觀、內觀布局的美化直觀重要。在高層建筑結構或者復雜建筑結構優化過程中應盡可能的避免復雜結構的使用，盡可能的降低復雜設計的使用率，不僅能夠提高建筑施工效率，而且能夠減少施工錯誤。此外，盡可能的使得樓層截面面積與樓層高度保持協調。對于樓梯與電梯來說是常用的公共通道，設計合理與否與居民的生活息息相關，在優化過程中在確保建筑結構承重構件強度和剛度滿足要求的基礎上對非承重構件進行優化處理，盡可能的選用輕質材料。