房屋建筑結構設計優(yōu)化措施研究

鐘智謙

基于近些年來社會經(jīng)濟發(fā)展水平的逐步提升，建筑行業(yè)得到了溫潤的成長環(huán)境，整體發(fā)展態(tài)勢良好。隨著人們生活質量的日漸提高，對于建筑功能性的要求也在持續(xù)增加，因而使得房屋建筑結構設計需求產生了較大的變化。為保障建筑結構設計的安全性，提升設計質量，需要積極引入新型技術手段，保障原有居住功能及房屋建筑安全性的同時，提升房屋建筑結構的美觀性，為民眾創(chuàng)設更加舒適的居住環(huán)境。本文將基于此展開初步探索，就房屋建筑結構的設計優(yōu)化措施提出幾點建議，以期為相關人士提供參考。

現(xiàn)代人們的生活質量較以往有明顯的提升，對于房屋建筑的需求也不再僅停留在居住方面，實用性、美觀性同樣是人們關注的重點。由此，仍以傳統(tǒng)設計理念進行房屋建筑設計是不可取的，需要在保障房屋建筑居住功能的同時，積極革新設計理念，保障房屋建筑質量的同時提升其安全性及美觀性。應明晰優(yōu)化房屋建筑結構設計的必要性，明確設計要點及具體設計措施，實現(xiàn)設計合理化、品質最優(yōu)化以及工程造價最節(jié)省化。

一、房屋建筑結構設計概述

對于房屋建筑施工而言，建筑結構設計的作用是極為凸顯的。在進行房屋結構概念設計時，設計師需要基于自身專業(yè)知識，充分調動已有設計經(jīng)驗，依據(jù)客戶的具體要求科學制定建筑結構設計方案。在此過程中，需要處理好多方因素，保障設計方案和實際工作建設情況間的契合性?，F(xiàn)階段，進行建筑結構設計時必須達成下述幾點：一是保障房屋建筑的居住功能多樣化；二是保障建筑造型的美觀性及建筑實用性；三是保障所使用建筑技術及設計原理的先進性。建筑設計一般包含結構設計、概念設計兩大類，具體設計環(huán)節(jié)中，需要始終保障兩者間的相輔相成、緊密相連。設計人員不僅需保障自身設計理念的先進性，還需積極引入現(xiàn)代信息技術，為建筑結構優(yōu)化設計提供幫助。

如圖1，設計人員可使用BIM技術制作房屋結構優(yōu)化模型，對其區(qū)位布局、功能定位等各細節(jié)內容加以可視化分析。設計人員需明晰的是，落實好房屋建筑結構優(yōu)化的核心在于對先進技術的應用，應在保障建筑結構滿足民眾使用需求的同時，把控好工程建設成本。隨著我國民眾經(jīng)濟收入水平的不斷提升，對于居住環(huán)境的要求已與以往大有不同，無論居民的日常活動所需，還是居住舒適度，都是必須要保障的。開展建筑結構優(yōu)化設計工作時，需要以安全性、美觀性、舒適性及實用性為核心原則，做好建筑資源配置。設計師需樹立良好的創(chuàng)新意識，不斷優(yōu)化自身設計理念，保障結構設計的協(xié)調性，支撐荷載及承重截面設計的合理性，基礎造型設計的科學性，并做好設計細節(jié)把控。

圖1 房屋結構優(yōu)化模型

二、房屋建筑結構設計的優(yōu)化思路分析

1.落實整體方案選型

設計人員需要把握好建筑內在結構、建筑外貌與周邊環(huán)境間的協(xié)調性，這是衡量建筑結構設計合理性的一大關鍵點?，F(xiàn)階段，房屋設計已不再是僅以滿足民眾的衣食住行需求為主，還應考慮外觀造型的美觀性、與周邊關系的協(xié)調性以及建筑自身的藝術價值。基于此，房屋建筑結構設計的難度持續(xù)增長，結構方案選型的關鍵性愈發(fā)凸顯。相關設計人員需要明晰建筑結構選型的重要性，合理運用計算機技術展開設計完善，通過不斷的調整來保障最終設計方案具備高度準確性及可操作性。具體設計過程中，還需要引入計算機技術來保障建筑結構安全性，不得過度追求外觀而產生不符合建筑力學指標的設計。若所設計的建筑基礎造型較為怪異，因過度造型而導致重心偏移，將極易導致偏塌現(xiàn)象。

2.強化結構細節(jié)設計

優(yōu)化整體結構的同時，應當充分認識到建筑工程開發(fā)的不可逆性，做好細節(jié)把控。若工程設計人員對細節(jié)設計因素的把控不到位，將容易使隱蔽建筑區(qū)域存在過多使用缺陷，如墻體管線連接等方面的細節(jié)欠缺，不僅影響整體結構規(guī)范的合理性，還會造成極大的安全隱患。為此，需要在具體工作過程中強化結構細節(jié)設計，將設計隱患降到最低。例如，配筋率是建筑工程設計中的重要環(huán)節(jié)，設計人員需要將配筋率控制在合理范疇內，保障建筑工程項目的安全及質量。而在設計建筑框架結構及剪力墻結構時，需以冷軋帶肋鋼筋為施工材料，控制好鋼筋材料投入成本，在建筑質量與安全性不受影響的同時，有效縮短建設成本。實際施工設計階段，可使用信息技術檢測設計方案的可行性及時效性。例如，在項目建設前，可使用BIM技術來創(chuàng)設虛擬三維立體模型，對施工設計方案執(zhí)行等比例還原，借此來展開可視化分析，針對構件設計等細節(jié)內容進行詳細核查，以便于及時發(fā)現(xiàn)設計漏洞，并及時予以填補?；诖?，相關設計人員需要提升自身信息技術素養(yǎng)，確保能夠將各項信息化軟件利用好，最大限度地降低細節(jié)設計出現(xiàn)紕漏的可能性。

三、優(yōu)化房屋建筑結構設計的路徑探索

1.優(yōu)化建筑主體結構

實際設計過程中，需將工作重心放在對房屋建筑安全性、實用性的提升上，保障建筑結構的整體承載能力達標，在此基礎上進行建筑質量優(yōu)化。若環(huán)境條件欠佳，應盡可能地防止因外界不良條件而導致的建筑結構性破損，以免產生建筑傾斜、塌陷及沉降等問題。針對此，需考慮到剪力墻結構對建筑穩(wěn)定性的重要影響，可由此入手來展開優(yōu)化設計，使建筑質心和剛心重合。具體而言，減少剪力墻數(shù)量及增大剪力墻長度是最為常見的優(yōu)化策略，可借此來保障建筑結構穩(wěn)定性及安全性。一般而言，優(yōu)化剪力墻設計時鋼材的使用量會相應增大，建筑成本也有所提升。后續(xù)應當將在提升建筑結構穩(wěn)定性、安全性的同時，在合理范疇內壓縮材料成本造價，并節(jié)約材料使用量。

2.優(yōu)化建筑上部結構

相關研究表明，相較于其他部位而言，建筑上部結構更易受剪切力干擾，若無法加以解決，將嚴重影響其穩(wěn)定性。為此，需要制定出更為科學合理的設計方案，將建筑上部結構幾何中心控制于建筑正上方中心位置。設計剪力墻時，需要遵循建筑項目的設計實際需求，科學控制剪力墻的數(shù)量與尺寸，提升建筑原料利用率，使墻肢長度增長，墻肢數(shù)量減少。此外，房屋建筑穩(wěn)定性也極易受周邊環(huán)境影響，為此，開展建筑結構設計前設計人員必須前往施工現(xiàn)場進行實地考察，保障最終設計方案與實際施工環(huán)境的契合性，保障設計方案的可執(zhí)行性。

3.優(yōu)化地下室結構

地下室結構成本是房屋建筑結構總成本中的大頭，優(yōu)化地下室結構設計能有效控制項目成本支出。首先，設計師需在保障設計需求不受影響的前提下，適當降低地下室層高，從而有效節(jié)約材料、控制成本，并減少土方開挖量，縮短施工周期。其次，若建筑地段的地下水源較為豐沛，應當充分考慮到浮力影響，適當降低地下室層高，減少抗拔樁數(shù)量，從而有效控制底板配筋使用量。另外，除去地下水浮力外，土壤重力轉化壓力也是影響建筑結構的關鍵因素。由于底板及側墻承受壓力遠超地面所受壓力，因此需在此部分加大鋼筋材料用量。應細致分析各部分建筑結構的受力情況，遵循相關操作流程落實材料使用量計算。

綜上所述，對于現(xiàn)代房屋建筑而言，居住功能已不再成為唯一的要求。本文從不同角度分析了房屋建筑結構的優(yōu)化問題，提出了具體的優(yōu)化措施，以供相關人士參考。