房屋建筑結構優化設計分析

陳茂輝

（漢宸國際工程設計集團有限公司，濟南 250000）

1 引言

隨著人們生活水平的提升，人們在選擇房屋時，不僅注重房屋的實用性和經濟性，更注重房屋結構的合理性以及安全性。因此，要求設計者對房屋結構設計進行優化，對各種結構設計進行不斷的完善與創新，提升房屋建筑結構設計的整體質量，在滿足房屋建筑結構安全性及實用性的要求基礎上，充分體現房屋建筑的價值，促進房屋建筑行業得到更高水平的發展。

2 房屋建筑結構優化設計概述

房屋建筑結構優化設計，指的是在能夠充分滿足房屋建筑施工便利性的基礎上，有效結合美學和藝術學的特點及優勢，將房屋建筑的功能性更好地展現出來，從而能夠在實現降低房屋建設成本的同時，提升房屋建筑的安全性、實用性以及美觀性。對房屋建筑的結構進行優化設計時，需要打破傳統房屋建筑設計方法的約束，制訂更加科學合理的優化設計方案，提升房屋整體的設計效果[1]。在設計過程中，需要將優化設計理念貫穿始終，充分體現房屋建筑結構優化的核心內涵，具體可注意以下2點：（1）將房屋建筑結構作為維護基礎，對房屋設計進行整體優化，在把握整體結構的基礎上進行設計創新與改進；（2）對房屋建筑的各個細節加強分析與研究，包括建筑的細節構造、主體結構、屋頂結構、維護結構以及地基等，實現對整體房屋建筑結構的合理優化與改善。

3 房屋建筑結構優化設計的作用

3.1 實用性與創新性

房屋結構優化設計能夠促使設計人員對設計方案進行不斷的創新，在設計理念上，將傳統建筑設計與互聯網技術相結合，提升房屋建筑結構的現代性，注重當前市場上房屋建筑住戶的需求以及向往方向，同時，更加關注住戶的使用需要，提升房屋建筑的實用性。

3.2 節約成本，資源優化配置

房屋建筑結構的優化設計有助于減少原材料浪費的問題，節約建設成本。另外，能夠確保各項建筑資源得到優化配置，提升房屋建筑結構的性能和質量，使人們在使用房屋建筑中有更好的安全保障。

4 房屋建筑結構設計中存在的問題

4.1 結構設計缺乏整體性

房屋建筑結構設計的整體性體現在房屋建筑的內在結構以及建筑工程能否與周邊環境建立和諧關系，也是影響建筑企業經濟、社會效益的一個重要因素。在一些房屋建筑結構的設計中，設計人員忽視了整體性的問題，對建筑結構進行分散設計，導致設計工作較為零散，缺乏相關性，會在一定程度上影響房屋建筑的舒適性與整體性。

4.2 細節處理缺乏嚴謹性

細節問題是影響房屋建筑使用性及安全性的重要因素。在房屋建構設計中對細節問題進行有效的處理，能夠極大地提升房屋建筑的質量以及安全性。但在當前階段的房屋建筑結構設計中，一些設計者往往容易忽視細節問題[2]，對工程整體的施工質量造成十分嚴重的影響，增加工程返修量以及房屋建筑的成本。

4.3 設計方案缺乏合理性

設計方案是工程建設施工作業的一個重要依據，方案的合理性與可行性會直接影響建筑工程的整體施工質量。但在當前部分房屋建筑結構設計方案制訂時，設計者往往并沒有到施工現場進行實地勘測，這就容易導致結構設計方案與實際施工情況之間存在較大的差異，不能給房屋建筑施工作業提供依據與指導，使后期工程施工難度增加，還可能會影響建筑結構的整體質量，使房屋的使用價值降低。

5 房屋建筑結構優化設計的原則

5.1 安全性

房屋建筑工程建設中，安全性是非常重要的指標。因此，在進行房屋建筑結構優化設計時，需要加強對安全性的重視，在充分考慮建筑整體結構安全性的基礎上，對建筑物的功能性及技術性進行優化與改進。

5.2 功能性

在滿足房屋建筑結構設計安全性的基礎上，需要考慮房屋建筑使用者的需求，細致地了解使用者對房屋結構設計的功能需求，并總結梳理，從而提升房屋建筑整體的功能性，確保各項結構設計能夠充分滿足用戶的使用要求。另外，還需要關注房屋建筑結構設計的實用性、美觀性以及協調性等，通過運用優化技術促使整體結構設計功能的統一性。

5.3 經濟性

在房屋建筑結構優化設計中，為提升建筑企業的經濟與社會效益，需要加強對建筑成本的管理控制。在滿足房屋建筑結構的安全性與功能性后，對整體結構進行完善，在嚴格遵守房屋設計標準的條件下，提升建設的規范性，進而減少建設材料的損耗，提升資源的利用率以及房屋建筑結構設計的經濟性，從而滿足更多消費者對經濟及成本的考量。

6 房屋建筑結構優化設計的要點

6.1 設計理念及方案的優化完善

在房屋建筑結構的優化設計中，設計人員需要對施工過程中的內部環境以及外部環境等因素進行綜合考量，并進行深入分析，在確保安全性與可靠性的基礎上，制定房屋建筑結構的優化設計方案[3]。另外，在房屋結構優化設計中，設計人員應采用先進的技術、理念與方法，提升房屋建筑結構優化設計的水平。例如，采用概念性的設計理念，結合對施工材料及參數的多變性特征，根據施工的具體狀況以及對房屋建筑結構不同功能的需求進行靈活的方案調整，提升設計方案的創新性與靈活性，從而提高結構設計的合理性，充分滿足房屋建筑的使用功能、安全性以及美觀性，并降低建筑的成本。

6.2 整體布局的優化

結構設計優化是一項專業性較強、復雜程度較高的工作，在對房屋建筑結構進行優化時，需要提升房屋結構設計的層次性，尤其是在高層建筑的建設中，其結構的優化設計工作具有更高的復雜程度。房屋建筑樓體的結構層次設計中，通常包括設計層次以及結構體系。其中，層次優化要求對現有結構進行優化調整，促使房屋建筑的整體結構與布局更加合理。房屋建筑內部結構主要包括承重系統、供水系統、供電系統等部分，若建筑結構設計缺乏整體性，會直接影響房屋建筑的安全性。因此，對房屋建筑整體布局的優化，可以在確保實用性的同時，提升房屋建筑的安全性及美觀性。

6.3 結構細節的優化處理

對房屋建筑進行選型優化時，首先，需要選取合適的基礎結構類型。基礎結構是高層房屋建筑的重要組成部分，承載著建筑物上部結構荷載，為提升房屋建筑的安全性與使用性提供保證。設計者需要在綜合分析地質勘測資料以及建筑上部結構荷載的基礎上，選擇最適宜的基礎結構。針對房屋建筑層數比較少，地基土質比較更好的情況，可以選擇使用獨立基礎或條形基礎，從而降低施工的難度與成本；而層數比較多、地基基礎比較差的房屋建筑，可以選擇樁基礎，以保證整體建筑結構的安全性。其次，需要選擇合適的抗側力結構。在高層或超高層房屋建筑中，抗震性是混凝土結構設計的一個重點及難點問題，為進一步提升房屋建筑整體的抗震性能，需要設計者進行結構設計時采用合理的抗側力結構。結構高度低于50 m的高層房屋建筑，可選擇框架結構為抗震體系，具有更高的靈活性；結構高度在50~100 m的高層房屋建筑，可選擇剪力墻結構，剛度比較大，且位移小；高度在100 m以上的結構可以采用抗震墻結構，框架核心筒結構、同種同結構以及部分框支抗震墻結構等。而結構高度超高的房屋建筑，一般將框剪結構及框筒結構為抗震體系。

在對房屋建筑結構的平面布置中，建筑結構平面布置的精確性及合理性會在一定程度上影響建筑的安全性。高層房屋建筑結構布局與預期抗震性能之間存在著一定的關聯，因此，要求設計者在平面設計時，盡量降低扭轉效應，考慮地震發生時的偶然偏心，對高層建筑的水平位移以及層間位移進行綜合評估。另外，在平面結構布局中，綜合考慮房屋建筑整體的抗震性，盡量采用規則、簡單、對稱的布局方式，從而確保房屋建筑的抗震性能，提升房屋建筑結構設計的安全性與可靠性。

在建筑結構的細節優化中，還應注意薄弱層設計的規范化。混凝土結構設計中，薄弱層非常容易受到外界的影響而產生變形，從而影響建筑整體的穩定性。隨著近幾年房屋建筑建設高度的不斷增加，為進一步提升房屋建設的安全性和穩定性，需要設計者加強對薄弱層設計的重視。若結構中的豎向結構剛度不連續、抗側力結構受剪承載力突變，說明存在薄弱層，設計者針對這一問題，應當根據地震荷載、調整系數進行相關數據的計算評估，調整房屋結構抗側力，實現對薄弱層構件的優化設計，從而提升房屋建筑整體的安全性。

6.4 提高設計人員的專業性

在房屋結構優化設計中，需要提升房屋建筑結構設計人員的專業性，對其進行系統化的培訓，構建系統性的設計標準，從而有效協調在房屋建筑結構優化設計中出現的問題。另外，提高設計人員的專業性，能夠促使更多新型房屋建筑電子設備、互聯網技術的應用，促使房屋建筑結構設計的現代化，同時，提升建筑設計工作者的工作效率，在提升房屋建筑結構設計質量的同時，提高結構設計的現代性。

7 結語

綜上所述，隨著人們生活質量的提升，對房屋建筑結構的設計有了更高的要求，在當前市場環境下，為了進一步提升建筑企業的競爭力，需要在建筑結構設計中合理優化結構設計，從而滿足市場及住戶的需求，在確保房屋建筑結構整體合理性、安全性與可靠性的基礎上，提升房屋建筑結構設計的功能性與美觀性，促進建筑行業發展目標的實現。