結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用

徐靜

新疆瑞昶設計院有限公司 新疆烏魯木齊 830000

1 房屋建筑結構優化設計的應用意義

首先是提升房屋建筑工程整體效益，房屋建筑工程整體效益受到多方面因素影響，其中質量與造價屬于兩個重要因素，通過房屋建筑結構優化設計可以有效提升房屋建筑結構質量與降低房屋建筑造價，實現房屋建筑工程整體效益提升。其次為優化整體建筑結構，通過房屋建筑結構優化設計可以提升整體建筑結構質量，使得建筑結構兼具美麗外表與實用內在。一般房屋建筑主要功能為生活場所，其基本功能包括居住、使用等，同時房屋建筑作為重要建筑物，還需要具備一定審美性，需要符合大眾審美，而要想確保房屋建筑對大眾具有足夠吸引力，就需要同時滿足以上兩點[1]。

2 房屋建筑結構設計存在的問題

2.1 建筑結構設計圖紙不夠詳細

建筑工程施工中一個最為基礎的要素就是圖紙，這也是必不可少的一大關鍵要素，整個施工過程相關工作的開展都需要以圖紙作為基本參照，只有設計出一個科學完善的建筑結構圖紙，才能為施工提供方便，避免在后期出現不必要的變更。然而，當前部分施工企業所提供的建筑結構設計圖紙并不完善，圖紙中的細節內容不夠詳細，經常出現結構類型不明確、缺乏抗震等級要求、沒有規定墻體材料類型等問題，另外，還有些圖紙本身設計不夠專業，沒有嚴格按照相關標準進行圖紙的繪制，圖紙中的內容標識也不是很清晰，這種不規范的設計圖紙對施工造成的不良影響非常大，嚴重時甚至會致使現場施工陷入混亂無序的狀態，最終引發施工安全事故。

2.2 基礎選型缺乏科學性

對于房屋建筑來說，使用功能的重要性毋庸置疑，但安全性也是非常重要的，建筑物的安全水平主要是由建筑結構設計的合理性決定的。建筑結構的選型是否科學、使用的材料是否滿足標準要求、承載性能是否達標、抗震等級是否合理等，都會直接影響到建筑工程的整體安全水平。從當前的現狀來看，我國建筑行業經常出現建筑結構選型不合理的問題，如建筑承載性能偏低、施工基礎差等，這就極易導致建筑物在后期出現不均勻沉降的問題，最終引發各種安全隱患[2]。

3 結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用分析

3.1 整體優化和局部優化

建筑結構設計表現出明顯的層次性和復雜性。首先，從層次性上來看，其主要涉及到建筑設計體系、結構體系和安裝設計體系等，且上述每個體系之下還包括諸多小的分支體系。設計人員在開展建筑結構設計工作的時候，應當結合工程的具體情況以及各個分支的特點加以優化，循序漸進地解決各環節遇到的困難，進而確保整個工程的順利完工。其次，站在復雜性的層面來看，其主要涉及到建筑原材料的選擇、零部件的選擇以及結構類型的確定等內容。所以，不管是哪種類型的房屋建筑，都可從整體和局部出發進行優化，最終實現建筑結構設計水平的最大化提升。

3.2 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。

3.3 分階段優化

建筑工程項目各個環節的施工都是密切聯系的，且每一個環節都有著自身獨特的優化設計方法。因此，在實際開展工程建設工作的時候，應堅持分階段優化設計的原則，首先應對建筑施工建設的階段進行合理劃分，然后將不同階段的性質作為參考依據，對建筑結構設計加以優化，同時還要注重對整個工程壽命的優化，這樣才能使企業的經濟效益得到進一步提升[3]。

3.4 上部結構的優化

在對房屋建筑的上部結構進行優化的時候，首先應對剪力墻進行科學設置，具體而言，應讓剪力墻的質量保持一定的均勻性，確保對稱樓層的平面中心與同樓層的結構重心相重合，盡量降低大風、地震等外部因素帶來的不良影響。在房屋類型滿足標準要求的前提下，應采用大開間的剪力墻構造形式，適當增長剪力墻的墻肢，控制墻肢總數，從而節約混凝土使用量。另外，由于剪力墻的暗柱一般采用的是鋼筋，這樣一來，就可通過采用大開間剪力墻來降低鋼筋的使用量。但是，在遇到建筑施工現場地質條件較差或者地質環境比較復雜的情況時，不能減少鋼筋的數量，在這種情況下也就不適用采用大開間剪力墻的構造形式。

4 結語

房屋建筑結構設計中優化技術種類較多，在具體優化方面相關設計人員需要結合工程具體情況，進行房屋建筑實地勘查，制定初步建筑結構設計方案，并在優化上充分利用多種技術，盡可能地保障工程質量的同時，達到結構優化目的，全面提升優化質量，促進建筑工程綜合效益提升。