房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

吳韶源

【摘要】隨著我國社會主義市場經濟的飛速發展，我國各行各業的發展水平都有了極大的提升，建筑業亦是如此。結構設計使建設項目的重要組成，會對后續施工及項目整體性能產生直接影響。同時，結構設計的合理性會對建筑工程使用壽命形成影響，所以必須高度重視建筑結構設計的合理性。但受諸多因素影響，建筑結構設計始終存在諸多不足。要想全面優化建筑結構性能，就應注重結構設計重要作用，對設計問題加以解決。由此可見，深入研究并分析建筑結構設計中的問題與解決對策十分有必要。

【關鍵詞】房屋結構設計;建筑結構設計;優化策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.047

在建筑中，結構設計至關重要，對建筑的使用質量與使用壽命有決定性影響。由于業主對建筑的設計與功能的要求不斷提高，無形中對建筑結構的設計人員也提出了更高的要求。唯有妥善解決建筑結構設計中存在的常見問題，才可以提高建筑的建設質量，并為建筑結構的合理設計與使用安全提供保障。

1、建筑結構設計問題

建筑結構設計問題主要涉及到以下方面具體內容：首先是設計圖規范性問題。在建筑結構設計中，設計圖紙會對后期建筑項目施工建設產生直接影響，因而必須保證其設計科學合理，進而優化建設質量和效率。然而，在實際設計中，圖紙設計不規范的問題始終存在。圖紙設計會涉及建筑結構設計的類型、抗震等級與結構材料等多方面內容，若考慮不到位會對建筑工程的設計質量產生一定影響。以此建筑項目為例，在結構設計中建筑物的地上結構設計圖紙并未根據規范設計標準和依據對梁柱與標高等參數加以標識，梁柱配筋圖的設計相對混亂，結構標高不清晰，設計圖紙結構符號準確性較差，以上問題均對工程結構設計質量和進度產生不利影響，嚴重的情況還會引發一系列安全隱患。其次是參數計算準確性較差。因建筑結構涉獵內容復雜，為確保建筑結構性能達標，必須準確計算大量參數，為結構設計工作的開展提供必要數據參考。通常，在結構設計過程中，參數計算準確度并不高。以此建筑項目為例，設計樓板的時候出現設計有效高度值過大的情況，而且設計中未考慮承受線荷載樓板彎矩，無法準確計算性能參數，進而引起結構設計的問題。

2、房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略

2.1重視電算參數

合理考慮周期折減系數、雙向地震扭轉效應、偶然偏心、斜交抗側力構件方向的附加地震作用等電算參數。周期折減系數的取值直接影響到剪力墻的配筋，盲目折減，造成剛度過大，吸收的地震作用也增大，導致剪力墻配筋增大。考慮雙向地震作用后結構配筋一般增加5%～8%，單構件最大可能增加1倍左右。控制位移比不超標是是否考慮雙向地震作用的關鍵?？紤]偶然偏心后結構墻及梁用鋼量將增加3%左右。考慮多方向地震對構件配筋平均增加5%左右。

2.2建立結構優化模型

要實現對房屋建筑結構設計的有效優化，首先就必須建立科學合理的結構優化模型。結構設計優化需要從大量變量中選擇出最為重要的參數，通過這些參數建立函數模型，從而計算出最優解。一般來說，模型的構建主要可分成兩大環節：首先，應選擇最為合理的設計變量，這是構建模型的基礎和關鍵，變量的設計將對參數的選擇產生直接影響，科學合理地對變量進行計算可大大降低后期計算編程的工作量。其次，應對目標函數進行確定。相關人員應先找出符合函數條件的最優解，然后再確定約束條件，約束條件具體主要涉及到彈塑性、強度和尺寸等方面。在對建筑整體結構進行優化的時候，必須確保上述約束條件都處在規定范圍內，盡可能滿足設計的相關需求。

2.3基礎優化設計

房屋建筑的基礎結構與建筑整體功能的正常發揮及其穩定性有著十分密切的聯系，所以，在進行建筑基礎結構設計的時候，設計人員必須注重對結構優化設計方法的運用，盡量實現對地基地質、基礎結構等重點環節設計工作的全方位把控，在基礎結構設計方案中，應處理好建筑基礎結構與施工成本、施工技術等的關系，找準三者之間的平衡點。對于框架結構來說，應根據地質勘察報告對基礎形式進行合理選擇，若施工現場的地基承載力較好，則最好選擇淺基礎形式;若施工現場的地基承載力較差或者土質狀況不佳，首先應考慮地基處理方案是否具備可行性，若可行則選用地基處理方案，若不可行則需采用樁基礎。灌注樁和預制樁是兩類比較常見的樁基礎形式，其中，灌注樁的施工過程比較復雜，整個施工工期也比較長，且很難對施工質量進行有效控制。因此，在沉降滿足相關標準的前提下，可采用預制樁施工法，利用深層樁基增大土壤對樁身的摩擦力，并盡可能選用長度較長的預制樁。

2.4加強智能建筑設計的過程管理

智能化背景下，如何提高智能建筑設計水平，加強智能建筑設計過程管理非常重要。首先，在設計前期階段，智能建筑設計師必須要明確設計標準、規范內容，嚴格遵循設計原則，以確保智能建筑設計的質量，提高智能建筑安全性、經濟性以及實用性。其次，加強智能化建筑設計管理的控制，把控好管理目標，在智能建筑設計階段參考建筑物室內的光線因素、空氣、溫度、噪音以及濕度等，不斷提高智能建筑的科學、規范性，充分體現智能建筑的人文性特征。最后，智能建筑應體現適當的功能，通過嚴格監督和審查建筑物的供電、供水系統、空調系統等，以確保沒有功能性死角，從而使智能建筑的功能得以保持和穩定。

2.5加強消防結構設計

建筑結構結構復雜，一旦出現火災，建筑使用者的人身安全與財產安全會受到嚴重的威脅。為此，必須重視建筑的防火設計。首先，應合理設計防火間距。設計人員需要依照相關規定準確測量建筑物間的實際距離，需要注意的是，相鄰兩建筑之間的最佳防火間距應按建筑外墻間的最小距離進行計算，若外墻包含凸出的易燃構件，應從該構件外緣算起。另外，還必須設計安全疏散通道。通常情況下，需要盡可能多地設計幾條便于人們疏散的安全通道。為加速煙霧擴散，安全疏散通道必須設計防煙區。對此，設計人員可以采取分割式設計，以有效控制火勢與煙霧的蔓延速度。

結語：

綜上所述，建筑結構會承受較大荷載，如果穩定性與抗震性能無法滿足國家建筑設計標準要求，很容易出現坍塌或者是位移等多種安全問題。建筑結構設計可更好地保證建筑整體結構的性能與功能穩定，為此，設計工作人員要對建筑結構設計方案予以合理選擇，并結合具體狀況考慮多種因素，規避容易出現的問題，增強建筑物抗震性能與穩定性能，使得建筑物利用價值不斷提高。

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