房屋建筑結構設計中優化技術的應用分析

嚴 揚 晉城市建筑設計院

1 房屋建筑結構設計優化的重要性

房屋建筑結構設計的合理程度不僅與房屋建筑的安全性息息相關，而且與建設成本、建筑物整體外貌、建筑物內部結構等具有直接關系，在房屋建筑過程中占據重要地位。隨著現代化建筑理論的快速發展以及社會對建筑物需求理念的轉變，由單一的居住型逐漸向療養型、生活居住型、休閑型等多元化發展，這就使得建筑結構設計優化技術更加重要。因此，在熟練掌握基本建筑結構設計理論的基礎上，展開建筑結構多元化優化設計逐漸成為當前建筑企業生存的有利因素。此外，在現代化建筑領域以高層建筑物、復雜建筑物為主體，尤其是對地下空間資源的利用程度越來越高，這就為建筑結構優化技術提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建設成本。因此，發展房屋建筑結構優化技術具有重要的現實意義。

2 房屋建筑結構設計中優化技術的應用原則

2.1 安全性

對于每一項工程，安全性都是要著重考慮的問題，房屋建筑結構設計更是如此。必須從根本上確保整體建筑物的安全性，才能以此為基準進行建筑物的功能性和技術性的優化及改進。

2.2 功能性

在充分滿足安全性的前提之下，要把用戶的需求放在房屋設計的核心位置，針對用戶對于房屋設計不同功能的需求進行深入細致的了解和總結梳理，在最大程度上提升整體房屋建筑的服務性功能，以此確保結構設計具有功能性，滿足切實的功能需求。同時，融合實用性、美觀性、協調性等，在設計層面達成有效的統一，這是至關重要的。

2.3 經濟性

在房屋建筑結構設計優化技術的運用方面，要充分體現出經濟性的具體要求，從根本上有效做好建筑成本的控制和管理，在滿足其安全性、功能性等相關內容的前提之下，采取更科學合理的結構體系設計方案。嚴格遵守房屋設計的相關標準，使其具有規范性，充分降低材料的損耗，使資源的利用率得到充分提升，從而充分體現出建筑結構設計的經濟性，并且滿足更多消費者的經濟考量和成本要求。

3 常見房屋建筑結構優化技術

3.1 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。

3.2 樁基優化

樁基是房屋建筑物的基礎，是建筑物主要的受力載體之一，對建筑物的安全性能至關重要。在房屋建筑結構優化過程中常用的方法是預制樁。與灌注樁相比而言，預制樁的質量更加容易控制，能夠獲得穩定的預制樁產品，預制樁的施工流程也較灌注樁的施工流程簡單，更容易獲得性能穩定的樁基；預制樁的施工周期遠小于灌注樁的施工周期，有效的縮短了房屋建筑周期，提高了生產效率。因此，在房屋結構優化過程中要確保預制樁施工符合沉降標準，可以顯著的提高樁基安全性能。同時，在優化預制樁結構過程中應優先選用長度較大的樁基進行優化設計，目的在于確保預制樁與巖土體之間的摩擦力穩定變化，即確保樁基的承載力在整體設計要求范圍內。此外，樁基的受力結構合理與否不僅影響房屋建筑物的安全性能，而且提高了地基不穩定沉降概率。因此對預制樁的受力結構進行優化處理，使得樁基的受力狀況更加均勻，可以有效的緩解地基不穩定沉降問題，提高房屋建筑物的安全性。

3.3 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，盡可能的減少墻肢數量，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。

3.4 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。

4 結束語

房屋建筑結構是決定房屋整體質量的關鍵所在，現代化房屋建筑不僅能滿足居住要求，還能滿足人們更多的需求，功能性更強。所以，針對現代房屋建筑的發展形勢，必須要加強對結構設計優化技術的應用，不斷對建筑結構進行優化提升，保證房屋建筑的整體格局能符合時代要求，提高房屋建筑建設的安全性、經濟性和環保性。鑒于此，加強優化技術在房屋建筑結構設計中的應用研究意義重大。