房屋建筑結構設計中建筑結構優化設計方法的應用探討

李世磊

【摘要】經濟的迅猛帶動了人們生活質量的提升，在這樣的背景下使得人們對房屋的質量提出了更高的要求。其中房建結構設計水平如何會很大程度決定房屋的整體質量、安全性和外觀美感度。所以這就要求在進行房建結構設計時要控制好每一項設計環節，這樣一來就可以使房建質量達到理想的質量要求。

【關鍵詞】房屋建筑;結構設計;優化方法

我國這些年以來對國民經濟進行了宏觀調控，其中一個主要目的就是為了能夠使建筑設計企業在保證建筑外觀的基礎上提升居民居住的舒適度，而若想達到這一要求，最為重要的工作就是優化房建結構設計方法，以此全面提升房建的整體質量。

1、建筑結構設計優化方法的特點和意義

1.1特點

一是建筑結構優化設計方法結合了大量學科，所涵蓋的知識面范圍較廣;二是進行結構優化設計，可以加強建筑的外觀美感度以及增強舒適度和安全性;三是施工方便，并還能夠保證隨后的施工能夠得到順利開展;四是具有環保的作用，可以提升建筑的經濟性。由此能夠看出，在對過去的房建結構設計進行優化以后，能夠很大程度的提升房建施工的整體質量、安全性以及居住的舒適度，因此要予以高度的重視。

1.2意義

在進行房建施工期間，若能夠根據建筑特點來有針對性的進行結構優化設計，就可提升建筑的安全性，并還可使房建施工實現可持續性發展。除此之外，制定出最為完善的結構設計方案，能夠節省一部分的施工成本，給企業創造出足夠的經濟收益，并還可以避免環境受到污染。施工企業在對房屋建筑進行施工時，所遵循的標準就是以最低的投入打造出質量合理的房屋工程，而進行合理的房建結構優化設計是實現這一目標的最為重要的環節。在優化了建筑設計方案以后，能夠使房屋的外觀和使用性上都達到居住者的需求，因此具備非常好的發展趨勢。

2、房屋建筑結構優化設計方法

2.1對材料進行合理的使用

通常，對房建工程進行結構優化設計，主要是為了讓建筑在達到質量和安全性要求的基礎上，盡量節省不必要的施工浪費，而想要實現這一目標，那么就要在建筑結構設計期間挑選出合適的施工材料，并要保證建筑材料得到合理的使用。總體來講，設計工作者要根據結構構件的受力、力學性能和施工環境的實際情況，明確建材類型。例如在優化混凝土結構的時候，要采用高標號混凝土材料，以減弱構件截面，擴充使用空間，和使結構自重下降。此外梁板結構容易受到彎曲，所以在設計過程中，要使其強度達到標準要求，以此節省一部分的鋼筋量，同時鋼筋和混凝材料要進行合理的強度配比，這樣便可保證材料性能。至于在設計復雜節點區、結構轉換層大跨度結構的過程中，要正確的采用鋼結構、鋼混凝土結構等，以使整體結構達到理想的經濟性、安全性。

2.2進行合理的結構運算

伴隨科技的發展，在當前的房建結構優化中已經實現了對計算機技術軟件的普及使用，因而使結構運算不再像以前那樣的繁瑣。通常情況下，設計工作者主要是采用合適的運算方式，并在軟件的配合下進行結構設計運算，以確保運算結構的正確性。不過在使用計算軟件的時候，還需要注意一些問題：一是不要過度依靠軟件。因為運算軟件能夠使運算更為的方便，并且還可提升運算速度，所以讓很多工作者對軟件產生了依賴感，不過軟件并非完美，無法保證百分之百的準確性，所以在運用軟件的過程中，要先確立運算程序、需求等，以確保運算結構的準確性;二是在往計算機中傳送載荷數據、結構尺寸之前，要將數據進行核對，在保證沒有任何錯誤的情況下再傳送到計算機當中，這樣就能夠避免因數據傳送有誤而使運算結果不夠準確。例如在給房屋建筑進行標準層設計的過程中，要使載荷數據具有精準性，而一旦失誤，并形成累計，那么就會降低結構運算的準確性，從而難以保證建筑工程的安全性、經濟性;此外還要保證運算參數的科學性。通常運算參數會決定運算結果，因此要根據結構的實際狀況和運算程序的各項功能需求來明確運算參數。比如在對房屋建筑進行結構設計的時候，在運算其自振周期折減系數和取值時，要保證填充墻的材料滿足質量和數量的要求，同時采用符合要求的結構形式，確立準確的數值，然后以此為基礎來有針對性的折減運算周期，如果折減數較大，那么運算所得的地震力就難以大過實際地震力，這樣一來就無法保證結構的安全性和經濟性;最后，還要掌控好實際結構與運算模型間的差別。很多設計程序和運算理念，都要先進行假設或者根據運算模型來決定，不過房建的結構受力情況一般與運算理論間會具有明顯的差異，因此如果只是根據運算手冊、計算機來做結構運算，那么就難以確保精準性，結構設計自然也就達不到理想的安全性、經濟性。綜上所述，在對建筑結構進行運算的工程中要根據實際狀況，并控制好理論實際間的約束關系，并且還要根據結構概念再一次對運算結果進行研究。

2.3對構件布置進行優化設計

剪力墻結構、柱子結構等是建筑結構中的重要組成部分。在對它們進行結構優化的過程中，要對構件實施合理的優化與設計。當前，框架剪力墻結構在房建施工中得到了普遍的使用，其中主要包括鋼筋混凝土剪力墻和鋼筋混凝土框架，兩者通常會采用剛接形式和鉸接的形式。而在進行剪力墻結構優化設計的時候，要在保證剪力墻的剛度的同時，使側向剛度達到理想要求。此外在進行設計時，還要控制好剪力墻結構數量和剛度，除此之外，也要降低運算難度。而在布設梁結構時，最好以寬扁梁為主，原因在于其能夠縮減截面高度和提高建筑物凈高。而如果使用常規梁，雖然能夠達到良好的經濟性，不過卻會嚴重影響建筑層高。如果需要提升跨度，則要采用預應力梁，從而便可達到對建筑的特殊需求。不過這樣的方式會加大施工成本，所以如無必要，最好不進行使用。最后，由于軸壓比會影響房建工程的框架柱截面，因此要在明確上部軸力的情況下，來加強混凝土和柱截面的強度，這樣就能夠有效的控制軸壓比，最終得以保證框架剪力墻結構的安全性。

2.4結構優化要和其余的項目系統做好協調

2.4.1對排水系統進行結構優化

通常，排水系統要放在專門的房建里。若想保證排水系統運行穩定，在房間里一般會安設足夠的設備，而這就意味著排水系統所在的區域需要達到理想的載荷效果。通常會將排水系統擺放到建筑地下室里，而且在設計建筑結構的過程中，還要遵循有關規定，明確墻體上管道的預留尺寸和深度，同時還要穩固樓板全部鉆孔區域。如果管道需經過承重墻的話，那么就穩固墻體，最后還要從整體性的角度出發，盡可能讓管道網和建筑結構間具有良好的協調性，這樣就得以避免管道出現繞梁、繞柱的現象。

2.4.2對電氣系統進行結構優化設計

在對電氣管線進行設計的時候，通常會采用導線將其設置在墻體、樓板區域，不過這樣就會讓預制結構施工變得十分困難，所以在今后，如果管道要經過梁體的話，那么對梁體結構進行設計時，要在合適的區域預留孔洞，而且還要讓梁體寬度與墻體寬度相同，若無法滿足要求，則就要保證墻體與梁體的其中一面對齊，這樣就能夠避免管線在墻體當中出現。

結語：

對房建工程進行結構優化設計，能夠美化建筑外觀，并還可提升建筑的整體質量和安全性、經濟性，所以在今后的施工中，相關工作人員一定要采用最為合理的建筑結構優化設計方法。

參考文獻：

[1]劉麗華;宗傳書.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].建筑知識，2017年4期

[2]張海燕.建筑結構一體化協同設計中的建筑信息模型運用探討[J].建筑技術，2017年第48卷第8期

[3]胡必偉.房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].工程技術研究，2017年7月：

[4]王小苗.房屋建筑工程的結構優化與管理模式探討[J].現代物業（中旬刊），2018（05）：56.