建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

文/万小艳、冯旭 中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西西安 710000

房屋结构设计优化是建筑结构设计中的重要环节，选择最佳的结构设计方案，将先进的施工技术融入到设计之中，使得建筑更科学，同时能够有效降低建设成本，提高房屋的经济性。

1、结构设计优化方式对建筑的重要性

就我国目前的发展来看，今后房屋建筑设计主体以超高层与高层建筑为主，那么，怎样保证这些建筑在结构设计上既符合百姓的需求，又可以尽量减少资金投入，是我们的共同话题。如果可以对施工技术进行有效应用，将它与企业的经济效益紧密连接起来，让所有的设计方案都具备科学性与规划性，基本就可以对建筑企业的经济收益进行保障，也是一种对建筑工程造价的合理控制手段，并且在这个都实现的情况下，还不至于损害到居住者的生命安全利益。所以，建筑结构设计如何将潜能发挥到最佳，如何在设计上更胜以往，为企业整体获取最大化利益，还可以对房屋质量进行加强和提高，为我们的生活带来保证，是企业进行最大利益创造的重要方式之一，同时也体现出了，结构设计方式对于房屋建筑优化的重要作用。

2、房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的价值

随着我国城市化进程的不断加快，当前我国的房屋建筑大都以高层或者超高层住房为主，这也是保证节约空间的重要方式之一。当前企业在追求利益最大化的同时考虑的是怎样保证房屋的结构设计符合当代人的需求，同时考虑如何减少投入资金。房屋结构设计想要符合当代人的需求要考虑的是如何对其结构设计进行优化。首先建筑施工设计人员要在保证安全的前提下，对设计方案进行系统的分析。而后根据系统的分析对工程造价进行合理控制。这样一来能够保证减少资金投入。在我国当前房屋结构设计中，有关数据显示，进行过优化设计的方法能够相比未经过优化的方法节省10～20%的费用。但也不是说所有的房屋结构设计都能够达到这样的水准，也有因为一些特殊原因导致无法达到。例如设计人员没有经验，不能进行优化设计；工程过于追求速度，导致对房屋的设计效果造成影响等。总而言之，对建筑结构进行优化设计是运用了先进的设备以及设计思想，与以往的建筑结构设计相比，其优势不言而喻。在房屋结构设计中进行优化设计能够有效减少工程造价，为建筑企业节省资金。另外，还能根据当代人的住房需求以及安全需求等将房屋结构内部进行有效整合，提高房屋的质量。对房屋的结构进行合理的设计优化是保证房屋适应当代社会的有效手段之一。

3、优化方式的具体应用

3.1 整体性与局部性优化

任何建筑物在设计上都会带有复杂性和层次性，从层次角度分析，包括安装系统、建筑整体设计、结构相关等众多体系，每个独立体系下又可能有许多下属体系。设计房屋时，需要对相应的下属系统以及它们之间的横向性进行考虑，完成叠加工艺。而从复杂性角度来说，内容主要就是包络一些建筑的零部件，和一些建筑材料等，所以这个时候则需要考虑的是怎样从整体着手，对整个整体建筑实现设计上的优化工作。

3.2 阶段性优化、桩基础优化

设计人员按照阶段的不同特点及工程实际情况，对优化方式进行确定，开展阶段性优化，对建筑整体寿命进行延长。在对建筑质量进行保证时，还应考虑到增加经济效益的问题。预制桩与灌注桩都是建筑桩基础，在整体施工中，灌注桩涉及到的操作技巧十分复杂，对质量难以很好控制，耗费时间较长，因此在土层符合预制桩条件下，应充分结合预制桩施工，简化工序。

3.3 合理设置剪力墙

合理设置剪力墙是对建筑主体上部结构进行优化的重要方式。剪力墙在整个结构的设计中其质量要保持均匀，这样一来对于成品房屋抗震以及抗风都有一定优势。在剪力墙的设置中需要注意的是最好对剪力墙进行大开间构造，这样一来能够减少墙肢的数量，减少钢筋的使用数量同时减少混凝土的使用，是节省工程资金的重要方式。

3.4 协调建筑优化与结构优化

在结构优化设计过程中，需要对建筑物整体平面与结构之间的配合进行保证。建筑物施工需要实现简洁性的建筑系统，支柱与墙体要良好对接，截面面积与高度都要保持相同。在对楼体进行设计时，由于转角区域自身承受力的作用较多，因此需要将承重材料转变为高强材料，实现对自重的降低。保证建筑物整体的质心与刚心的重合，防止出现扭转。

3.5 排水系统与电气系统的优化

排水系统众所周知要将其设置在地下室，并且要在预留空间上保证管道的可用性。另外要注意的是在水平方向的管道可能会出现贯穿柱或梁的情况，这个时候就要尽可能降低这种现象的发生。如果排水管道穿过了承重墙就必须对承重墙的墙体进行合理的加固。排水管道在使用的过程中会对墙体产生压力，所以进行加固是十分有必要的。电气管线的安装需要注意的是首先要在梁体上预留相应的孔洞，同时保持梁体与墙体宽度相同。这样是保证在电气管线安装的过程中不会给预制结构造成施工困难。在电气管线的安装过程中，需要格外注意的是不要让管线暴露在墙体的表面。此外，对于高层建筑，电梯的使用频率较大，其孔洞较多且建筑构件较多，对电梯进行单独的合理分析与计算也是保证施工质量的关键。

3.6 楼梯以及电梯设计

设计楼梯以及电梯时，尽量保证楼梯、电梯等均匀布置在结构中部，尤其对于侧向刚度较小的框架结构，需要充分考虑楼梯对于整体结构的影响。从而保证建筑物整体质心、刚心的重合，避免出现扭转状况。

结语：

自改革开放以来，我国社会经济发展迅速，市场竞争日趋激烈，建筑行业作为事关国民经济的核心型产业，是关系到国计民生的重要问题。就目前来看，人们对建筑物的要求不仅体现在建筑物质量及稳定性上，建筑物的美观及结构也是其关注的重点，且是衡量整体实力的关键指标。因此，对于我国建筑业来说，为了提升自身的核心竞争力，需要对房屋结构深入研究，探索出科学的设计方法，对其质量结构进行不断优化，在对建筑物安全性进行保证的基础上，保证建筑物的美观度。