简析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实践

简析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实践

宋博

宋博江西省建筑设计研究总院330046

[摘要]人们审美观念以及建筑质量要求在不断提高，对于现代建筑物来说，不仅需要具备应有的使用功能，而且需要符合现代建筑美学的标准。建筑设计师在具体设计建筑物结构时，需要对其实施优化设计，确保建筑物结构设计具有经济、美观、实用以及安全等条件。本文通过分析建筑结构实施优化设计的意义，并在结构设计的各个方面对其加以实践应用。

[关键词]建筑结构设计；优化方法；房屋结构设计；实践

建筑设计属于美学设计的范畴，在当今房屋结构设计上，不仅要求房屋的结构设计具备经济适用性、安全性、施工便利性等，而且要求房屋的结构必须具备一定的美观性，而且要求建筑结构设计师将建筑的整体空间最大化利用，使有限的资源能够得到充分使用。这种结构设计标准的提高，使得结构设计人员必须优化其结构设计方法，并在其具体的设计上加以实践。

一、建筑实施结构设计优化的意义对建筑房屋实施结构设计的优化技术，能够使建筑结构具备经济性与美观性，通过对房屋结构实施优化设计，不仅确保了房屋的实用性，而且能够在造价上实施一定的控制与优化。通过结构优化设计满足建筑商最大限度降低建筑房屋结构近期投资的要求，既能符合其长远效益需求，又能够确保建筑结构的科学性与可靠性，实现建筑设计的长远发展，使建筑商获得更高的经济效益。据有关统计数据显示，结构优化设计之后的建筑工程，其工程造价能够降低6%-35%,这表明结构设计优化能够合理的使用建筑材料，协同各个建筑结构内部单元，使建筑以最经济的设计达到建筑的安全、实用以及美观的要求。

二、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实践对于建筑结构设计师来说，对房屋结构实施优化设计可以从建筑的上部、桩基础、排水、电气等各方面进行结构调优设计，确保结构设计方案的经济性和实用性。结构设计优化方法在房屋结构设计中的具体实践表现在以下方面：（一）建筑上部结构设计优化方法的实践要想对上部结构实施优化设计，首先应该建立起上部结构优化模型，然后合理的布置剪力墙，并遵循剪力墙平面设计具有均匀分布和对称原则、有机结合楼层平面刚度中心以及楼层结构重心原则等，尽量降低水平地震下和风荷载作用下的扭转效应。在条件允许的情况下，建筑房型应该优先采用大开间剪力墙结构方式，并适量加长剪力墙墙肢的长度，这种做法能够减少墙肢总数，并在楼层侧向具备同样刚度的情况下，能够极大的减少剪力墙使用的混凝土量。此外，因为剪力墙结构使用钢筋量最多的部分通常是暗桩，使用大开间剪力墙能够在较大程度的减少暗桩钢筋的使用量。如果建筑有很高的抗震要求，且其建筑所处位置地质条件较差，那么此时的建筑结构设计应该避免采用大开间剪力墙类的结构方式。在将墙柱确定之后，如果连梁高度的跨高比在5以下，那么应该采用楼层间高度以及窗顶高度，如果连梁高度的跨高比在5以上，那么框架梁具有较大跨度时，应该采取连梁跨度的1/12。此外，建筑楼板厚度必须满足相应规定，通过将楼层层数与楼层高度准确输入计算模型中，正确计算每个楼层相应的荷载，确保每层楼层的荷载在标准范围内。

（二）建筑结构与建筑平面协调性优化设计方法的实践为了有效实现建筑结构的合理性以及建筑美观实用的目标，必须对建筑平面与建筑结构的协调性实施优化设计。在设计时，必须使建筑墙柱布置与建筑平面功能的具体要求相符合，而且为了标准化构件，需要将每个房间开挖进深统一。建筑体系需要保证简单化，并确保墙柱较难发生错位状况，截面面积不能够出现明显变化，并尽量与楼层里的标高维持一致。此外，不能将电梯或者楼梯设置在受力复杂或应力集中的转角部位，对于轻质材料，应该在非承重构件中使用，为了将建筑结构自重减轻，承重构件应该选用高强材质。建筑的整体布置应该遵循规则与简单原则，为了防止产生扭转效应，需要将建筑的质心与刚心重叠在一起。

（三）建筑给排水结构设计优化的实践房屋建筑中给排水房间与其他房间相比，因为存在给排水专用设备与基础，所以其所承受的荷载相对要更大。所以，在进行结构设计时，应该将水泵间设置在地下室或半地下室内。因为给排水房间存在数量众多以及粗细不均的管道，所以必须确保预留孔洞以及预埋件尺寸与位置的准确性，并对楼板孔局部位置进行加强巩固，并尽量避免水平管道穿过梁柱。管道在穿过承重墙之后，应该对穿过部位实施加固。为了防止管道绕柱和绕梁情况的发生，应该在实施房屋结构布置时，为管网系统创造好的结构条件。此外，布置空调设备于建筑房间内时，由于要将其与楼梯、卫生间以及电梯在核心区域内进行布置，所以在实施房屋结构设计过程中，应该重点考虑这类房间的具体楼面负荷情况，避免出现因管道过多而使得该类房间负荷超载的情况发生。

（四）建筑结构桩基础设计优化方法的实践如果从建筑中桩型角度来考虑桩基础的类型，那么可以分为预制桩以及灌注桩。由于成桩过程中对灌注桩质量难以把握，而且灌注桩与预制桩相比，其施工周期相对较长，因此，在满足上部承载、基础总量以及沉降控制的基础条件下，应该尽量使用预制桩。一般情况下，不断增加基础深度的同时，周围地基土对桩身侧的摩擦阻力以及桩端阻力会相应增加，所以在选用桩时，应该尽量选择长度较长的桩。在设计桩位角度时，如果想将基础底板厚度以及钢筋用量减少，应该采用轴线桩，并且尽量将其布置在剪力墙下。

结束语建筑结构设计实施优化设计方法，能够有效的降低建筑造价，并能够在将建筑施工周期缩短的同时确保其施工质量，实现建筑结构设计的美观性、安全性以及实用性。建筑的结构设计是一项复杂的工程，结构设计师在实施建筑结构设计时，应该先要了解建筑结构设计中所涉及到的各个方面，通过对建筑的上部结构、排水、桩基础等方面实施优化设计，能够有效的减少有关方面的造价成本，并通过优化建筑结构与建筑平面的协调性，确保建筑物的美观性、实用性以及经济性。

参考文献[1]王畅康.浅论房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(15)[2]魏建玉.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].城市建设理论研究,2014,(9)[3]陶茂.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探讨[J].房地产导刊,2014,(6)