浅谈建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

韩旭东　张豪

摘要：工程设计人员对房屋建筑工程项目建设中设计阶段的控制与管理，必须全面了解此项工作在技术上的重难点，同时充分结合其实际情况做出相應调整，进而构建完善的工程设计管理体系，适应其不断发展的现实需要，从而在房屋建筑工程项目建设中对设计阶段的强化控制与管理产生积极的作用。

关键词：房屋建筑；建筑结构；设计优化

一、引言

在房屋建筑工程项目管理过程中，其中一项重要的组成部分就是工程建筑结构设计优化的控制与管理。而对于房屋建筑工程项目管理来说，各种内外部因素均容易影响工程项目中工程建筑结构设计优化的管理应用工作，因此，工程设计人员在项目设计阶段必须将各种影响因素充分考虑在内，并制定相应的对策，尽可能实现整个房屋建筑工程项目设计阶段以控制与管理新技术为理念。

二、房屋建筑结构抗震设计和配筋设计中的优化方法

（一）抗震设计的优化方法

考虑到房屋建筑结构抗震问题，设计期间，设计师应当注重梁高取值的合理性与公正性。如果取值过程中没有全面的数据支持，可以取允许的最大值，避免对其刚度造成影响，当出现了垂直荷载后，梁端负弯矩经过运算，所得结果会超过实际值，造成此处的配筋量增多，产生过剩的抗弯安全储备，一旦发生地震等恶性灾难，常常会带来严重的不安全因素。因此针对梁端负筋进行设计时，设计师可以选择允许的最小负筋值，只有如此，方可使梁端塑性铰在需要时立刻起到作用。设计期间，所有设计人员需要注意一点，梁端负筋实用量低于需求量，且跨中配筋的处理需要在允许的范围内尽量放宽。考虑到房屋建筑结构施工问题，对于配筋差距在5%以内的梁，设计时应当作为一类配筋。不仅如此，具体施工环节同样必须关注一点，如果材料需要调整，那么应当从全局角度再次讨论梁端负筋的合理性，避免材料调整引起钢筋用量发生改变。

（二）配筋设计的优化方法

在计算配筋时，为了保证框架柱的强度与有关需求相符，设计人员必须对以下几点加以着重注意：①如果房屋建筑结构的地基是处在不坚硬的土层时，设计人员应当将框架柱的配筋适当的加大；②为了使箍筋对混凝土的制约得以提升，设计人员应当把框架柱箍筋方式设置成菱形或井字形；③在受到地震灾害的情形下，抗震墙、角柱及边柱等都会有偏心受拉的情况发生，所以，针对那些部分的实际配筋必须根据具体情况在计算值的基础上按照规范要求放大25%。

此外，如果要保证正确地设计房屋建筑工程，首先要注重气候，结合气候状况正确选择混凝土配合比，其次要在易形成温度裂缝的地方增加一些钢筋，有效地发挥钢筋的抗拉作用，并且尽可能保证钢筋的保护层达到其设计所需的最小厚度，防止由于保护层过厚而形成温度裂缝；另外，还能利用后浇带与伸缩缝，把一个个体积较大的混凝土体量分隔成一小块一小块均匀的结构，巧妙地利用这些结构设计扩大混凝土水化热的散热面积，进而有效防止混凝土内部的快速升温，从而避免应力过于集中带来的温度裂缝。

三、房屋建筑结构设计中的常见问题及优化方法

（一）基础连系梁设计的常见问题及优化方法

若房屋建筑基础埋置深度较大，则需要通过基础连系梁减小底层柱的计算长度。不仅如此，室内地坪以下也需要进行连系梁的设计，借此构建出合理框架，并且需要对有可能形成的短柱进行相应的加强。当基础连系梁面有楼梯柱等荷载影响时，那么计算过程中，需要和柱体允许的最大轴力（10%）共同处理，其配筋则需要和梁的受力标准完美匹配。而在考虑抗震性能问题时，基础间必须沿主轴方向设计连系梁。此时，基础连系梁中，基础顶端需要和其顶标高基本一致。对于桩基础而言，需要在单桩承台正交的两个方向设计连系梁，且设计过程中需要首先考虑短向问题。对于单一扩展型基础而言，实际施工阶段，需要对单一基础及其连系梁间的缝隙进行处理，选择混凝土填充，确保和基础顶面完成对齐，接着便可以开始基础连系梁浇筑工程。经过上述处理，能够让连系梁计算跨度合理减小，更加符合设计要求。如果是通过基础连系梁平衡柱底弯矩及轴力，那么需要按照框架梁状态，对其配筋与截面尺寸进行合理的设计。在这种情况下，需要对所在梁正弯矩钢筋进行拉通处理，且位置选择中间跨处，对于基础连系梁而言，框架柱部分的纵筋需要采用箍筋进行加密、锚固，确保和上层框架梁之间协调一致。

（二）框架结构柱设计的常见问题及优化方法

如果一根框架结构柱在地面以上为圆柱形，则地面以下如无特殊要求最好采用矩形进行处理，如此一来，可以对施工流程起到合理优化作用。不但如此，圆柱纵筋需要达到8根以上，对于圆柱箍筋而言，条件允许的情况下必须采用螺旋式，如此一来，便可以增加柱体本身的承载力，同时也可以进一步改善其刚度与完整性；对于矩形柱而言，条件允许的情况下尽量采用井字复合箍进行处理；而在考虑抗震性能问题时，需要按照抗震设计规范的要求对柱端、柱底进行各种加密措施，其中应该特别注意的是，剪跨比不大于2的柱、因设置填充墙等形成的短柱、框支柱及一、二级框架的角柱，应根据规范全高加密，使这些最容易受地震危害的结构构件得到有效保护。另外，在优化框架柱的截面设计时，一般来讲，以矩形柱为例，应当满足以下标准：如果房屋建筑结构需要达到一、二、三级抗震标准，那么截面边长需要超过400mm；如果房屋建筑结构需要达到四级抗震标准，那么边长需要超过300mm；如果并未考虑抗震问题，那么边长需要超过250mm。实际绘制施工图的过程中应当尽可能遵循以上标准进行设计，防止结构出现问题，引发严重的安全隐患。

四、结束语

综上所述，唯有保证房屋建筑工程项目良好的设计质量，积极做好技术优化与创新的控制和管理，才能确保房屋建筑工程项目建设的质量和品质。而设计阶段的建筑结构优化管理，对于房屋建筑的发展也将越来越重要。endprint