房屋建筑结构设计中优化探究

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摘要：人们对房屋建筑结构设计的要求越来越高，除了要满足房屋建筑的实用性之外，还要确保房屋建筑的安全、美观、舒适。其中建筑结构设计方法是影响房屋设计效果的关键因素之一，建筑结构设计方法直接影响这房屋建筑结构的变化。建筑结构设计的难度较大，对设计人员的要求较高，设计人员必须要掌握扎实的专业知识和丰富的技能经验，才能够很好的适应房屋建筑结构设计工作的要求。基于此，文章就此探究了优化建筑结构设计方法，进一步提升建筑结构设计的整体质量。

关键词：房屋建筑；建筑结构；结构设计；优化技术；应用研究

1探讨优化房屋建筑结构设计的重要性

1.1能够有效的提升建筑材料的利用效率

为了获得更丰富的经济效益，在保障房屋建筑的质量的前提下，需要通过开展科学的建筑结构设计来有效的节约资金，提高资金的利用效率。从建筑结构设计的实际操作来看，结构性能良好的方案所使用的结构材料并不一定是价格最高的，性价比高的材料也能够发挥出最佳的结构性能。这就要求设计人员在进行建筑结构设计时，要把提升材料利用率作为工作重点。设计人员要通过综合应用各种新型材料。例如：预应力混凝土结构、钢管混凝土结构等新型的建筑材料，提升建筑结构设计的科学性和最终效果。同时，新型材料在许多方面有明显的优势，如钢管混凝土结构在稳定性、抗压强度、抗变形能力方面有明显的优势。钢管和混凝土材料的有机结合，能够大大提升该材料结构的稳定性[1]。通过充分、高效的利用钢管对混凝土的作用，使该结构呈三向受压的状态，进而显著提升该材料结构的抗压强度。相较于普通的钢管结构，钢管混凝土能够在其自重和承载力保持一致的前提下，有效的节省将近一半的钢材，能够很好的简化原本需要实施的焊接工序，减少工作人员的工作任务量。钢管混凝土结构与混凝土相比，能够减少将近一半的构件截面面积，相应的就减少一半左右的材料用量。能够在有效的节省材料的同时，提升材料结构的稳定性和强度，大大提升材料的利用率，在保障建筑结构质量的同时，还能够有效的控制工程项目成本，提升材料的利用率[2]。

1.2能够很好的推动建筑结构的经济性的提升

随着高层建筑数量的增加，建筑墙体和柱的面积也在不断的扩大，建筑结构的自重不断增大，各种管线铺设的长度也越来越长。也就是说，如果建筑的层高降低，所使用的建筑材料也会相应的减少，还能够有效的提升建筑的抗震性。如果建筑的高度降低，两栋建筑之间的日照距离也会相应的发生改变，最终有效的减少用地面积。如果建筑面积相同，采用接近于方形的形状，相对的能够减少房屋建筑外墙的周长系数，就能够减少建筑基础装修和建筑内表面和外表面的装修，进而有效的推动房屋建筑经济性的提升。合理的建筑结构优化设计，能够从整体上节省房屋建筑工程造价，为建筑工程企业争取更多的经济效益。

2简要概述现阶段房屋建筑结构设计的实际情况

2.1结构设计图纸的内容不够完善、详尽

房屋建筑工程建设离不开图纸，设计图纸是开展房屋建筑项目工程建设必不可少的要素之一。开展房屋建筑工程项目施工的各个步骤、各个环节，都需要图纸作为参考和引导。只有设计完善、详细、科学的结构图纸，才能够为后续开展项目施工提供便利支撑，从而有效的避免后续施工出现不必要的变更、修改的问题。但是现阶段部分单位设计的结构图纸并不详尽，许多细节并未落实到位，对于建筑结构类型、抗震等级要求并未按照规范标准详细标明，也没有详细的列举有关墙体材料类型的内容。由于一些结构设计图纸的专业性不强，未能按照规范标准要求进行科学、合理的图纸绘制，图纸中所涉及的内容标识不清晰，内容不准确，给房屋建筑施工造成了严重的消极影响，成为引发安全事故问题的导火索。

2.2房屋建筑基础选型不够合理

房屋建筑的功能性固然重要，但也绝不能忽视其安全性。提升房屋建筑的安全水平，需要有关人员从建筑结构设计工作中着手，提升结构设计的合理性。建筑工程的安全水平受到多个方面因素的影响，例如建筑结构选型科学与否、使用材料是否符合规范标准要求、建筑结构的承载性是否符合标准，等等。然而现阶段我国建筑行业存在明显的基础选型不合理的问题，房屋建筑承载性不能符合标准要求，房屋建筑施工基础差，后期建筑物发生不均匀沉降等等。这一系列问题随之而来，最终引发严重的房屋建筑安全事故。

3探讨优化房屋建筑结构设计方法的基本原则

3.1坚持功能性原则

房屋建筑既要满足用户的居住需要，还要具备其他多项功能。随着人们物质文化水平的有效提升，人们对住宅的要求也越来越高。因此，房屋建筑结构设计需要坚持功能性的原则，切实为用户创造更良好的居住体验。

3.2坚持经济性原则

由于房屋建筑设计所涉及的内容有很多，开展设计工作、施工建设都需要用到大量的施工建设材料和相关工艺技术。只有优化建筑结构设计方法，才能够有效的节省房屋建筑建设成本。人们物质生活水平的提升，房屋建筑建设施工的成本也在不断的增加。在开展结构设计工作时，设计人员需要充分的讨论成本问题，有效控制成本，在保证项目建设的质量和安全性的前提下，做好对资金支出问题的有效控制，提升预算规划的科学性和有效性，才能够更好的推动房屋建筑工程项目有序、平稳、高效进行。

3.3坚持安全性原则

安全性是房屋建筑结构设计需要坚持的最基本、最首要的原则。房屋建筑的安全性直接影响人们的人身安全和财产安全。在房屋建筑结构设计工作中，设计人员需要把安全性原则作为基础性原则，综合考虑各方面因素，排查房屋施工建设的安全隐患问题。要落实好安全管理工作，加强安全教育宣传力度。

4探讨优化建筑结构设计的具体方案

4.1从整体上优化方案设计

推动建筑结构设计工作的整体水平和质量，需要有关单位首先对建筑方案展开科学的优化设计。具体来讲，可以从以下几方面着手。第一，要科学分析统筹各项因素，全方位定位，要建立在整体的视角上，科学统筹各项资源和各类技术，确保建筑结构设计优化的方法能够符合规范标准要求。第二，要做好原材料质量控制。要确保各个部件、各个材料质量合格，确保各个部件的功能符合标准要求，能够正常、充分发挥。第三，要充分的分析和考量外部因素。有关单位要做好对建筑结构设计外部影响因素的有效控制，做好对人力、物力等方面消极因素的有效控制，严格排查出影响建筑结构设计的风险和隐患问题[3]。第四，要进一步简化内部结构。由于房屋建筑内部结构很繁杂，在开展设计工作时很容易出现计算误差的问题，造成房屋建筑建设成本增加，不利于开展成本控制工作。为此，有关单位需要合理控制影响因素，简化房屋建筑结构设计方案。简化建筑结构内容，需要按照建筑设计规范标准实施。以房屋抗震设计工作为例，设计人员要首先明确结构框架设计标准，按照力学原理，进一步提升结构的平衡性和稳定性，要有效简化抗震设计的相关因素，减轻建筑物的抗震负载力，从整体上促进结构抗震性能的提升，并制定符合抗震设计要求的质量标准，在保证建筑结构承载力的同时，简化建筑结构[4]。如下图1所示：

4.2地基的优化设计

地基设计是房屋建筑结构设计的基础性内容。在进行房屋建筑结构设计时，需要把地基的优化设计作为设计工作的关键。在开展设计工作之前，设计人员需要详细、全面的考量地基的实际情况，做好科学的地质勘测，科学分析和计算地质承受力，还要坚持安全性原则，有序、安全、高效的落实好项目安全实施。项目负责人要肩负好自身的职责，全面、细致的分析地基结构设计的影响因素，并以此为依据做出科学预案，综合考虑各方面影响地基设计的风险隐患，清晰、明确的梳理安全问题。在施工现场还要安装防护设备。

4.3优化剪刀墙结构设计

为了进一步提升建筑结构设计的强度和抗震性能，有关单位需要高度重视剪刀墙结构的设计，高效、广泛的应用剪刀墙。良好的剪刀墙结构，能够大大提升建筑结构的稳定性，减少事故问题产生的可能，提升建筑结构应对自然灾害的能力，为人们创造更加安全的居住环境和生活环境。科学设计剪刀墙结构，需要设计人员做好剪刀墙重量的均匀分布，要确保建筑平面的刚度和房屋建筑各层的结构重点能够保持一致。设计人员需要关注剪刀墙的承重，关注剪刀墙水平方向的相关问题，综合考虑剪刀墙的角度平衡的问题。在进行施工建设的过程中，设计人员还要结合项目建设的实际情况，综合分析剪刀墙的承受能力，科学计算相关数据，明确工程项目的实际需要，尽可能的提升剪刀墙结构的强度、刚度和稳定性。

4.4做好建筑结构电气系统的设计

设计人员需要高度重视电气系统设计和电气安装的相关问题。设计人员要以导向的方式为基本方式，做好电气系统在楼板、墙体等位置的安装。要按照规范标准进行设备安装，确保电气安装的科学性。在施工建设的过程中，可能会出现电气穿过梁体的情况，为此，有关人员应当预留好孔洞，将梁体和墙体的宽度设置为一致，避免出现管线暴露在墙体之外的问题。由于房屋建筑中电梯部位有很多的建筑构件，设计人员需要根据实际情况，科学计算电梯部分的相关内容，保证电气系统设计的科学性，一切为房屋建筑施工服务。

4.5优化排水系统设计

设计人员在进行排水系统设计时，应当以强度、荷载力为依据，科学、有序的配置机械设备。特别要对地下室结构进行优化设计，要科学计算管道预留尺寸和深度，做好对建筑楼板钻孔位置的管理，做好加固[5]。设计人员还要提升对水平方向管线的关注度，尽可能的避免贯穿梁体的情况。如果一定要穿过承重墙，有关人员需要按照规范要求，细致、科学的进行加固处理，切实提升排水管网设计的科学性。

4.6做好室内装修设计

做好室内装修设计，包括空间尺寸设计、建筑内家具尺寸设计、室内色彩设计、室内活动区域设置、休闲区域和游戏区域的设置。设计时，设计人员要充分考虑到用户的实际需求，还要满足人体工学要求，按照人站立、坐卧等的尺度科学展开之内装修设计。设计人员还要善于利用自然能源，结合温度、湿度等开展装修设计，进一步节省能源消耗。综上，文章介绍了建筑结构优化设计的重要性，分析了当前建筑结构设计的实际情况，列举了当前建筑结构优化设计方法应用需要坚持的原则，最后探讨了建筑结构优化设计方法应用的具体方案和技术创新，其需要有关单位和设计人员从以往的实际工作中着手，吸取经验教训，做好案例交流，做好专业知识技能的培训和交流活动，切实提升建筑结构优化技术的创新，提升房屋建筑结构设计工作的整体水平，希望能够为有关单位开展相关工作提供一定的参考。

参考文献

[1]杨悦.结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用[J].绿色环保建材,2020,(05):92-93.

[2]张瑞.房屋建筑结构优化设计研究[J].工程建设与设计,2020,(06):5-6.

[3]张凯月.建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的应用[J].工程建设与设计,2020,(16):37-38.

[4]赵鑫.高层建筑混凝土结构优化设计分析研究[J].工程建设与设计,2020,(05):18-19+43.

[5]丁路通.武汉某250m超高层建筑混凝土结构和混合结构设计方案及造价对比[J].工程建设与设计.2021,(03)：12-14.

作者:张虎 单位:甘肃宁远建筑设计院有限责任公司