浅谈房屋结构设计中的建筑结构设计优化

刘宗乾

摘 要：当前，人们十分重视房屋的舒适性、美观性，为了更好地满足人们对建筑结构设计的整体要求，推动建筑行业的平稳发展，应采取有效措积极优化建筑结构设计，不断完善建筑的性能。

关键词：建筑结构设计；措施；性能；舒适性

1 前言

为了有效提高建筑结构设计的质量，房屋结构设计人员在结构设计的过程中，一方面要科学应用基本的设计方式，另一方面还应对建筑结构进行合理的优化，从而有效降低房屋结构的设计成本，增强房屋结构的性能，推动建筑行业的平稳发展。

2 建筑结构优化的主要概念

房屋建筑结构设计人员在充分了解房屋建筑环境后，利用专业知识改进现有建筑结构的过程就是建筑结构的优化。在这一过程中，各类材料的优势都能得以充分展现。工程师在及时了解房屋内部构造的基础上，对结构进行了更为全面的设想，同时对内部结构采取了优化配置的手段。结构优化设计并不是在以往设计的基础上进行适当的改进，而是要彻底优化建筑结构，提高建筑内部结构的可靠性和安全性。

另外，对房屋建筑结构的优化设计还能最大程度降低修建成本，减少作业量，且原材料使用量也能得到合理控制，这也为更大的经济效益打下了一定基础。因此，不管是从房屋建筑的美观性、实用性还是经济性来说，对建筑内部结构予以全面了解，然后整合并优化设计方案，就能促使建筑物满足市场需求，提高建筑物利用率，全面推动城市化建设的大步向前。

3 建筑结构设计优化的原则

3.1 经济性原则

建筑材料和建筑施工形成了建筑工程。优选建筑材料可有效降低建筑工程的成本投入，而且也显著减少了资源的消耗。现如今，我国的经济发展水平显著提高，同时建筑工程建设的成本也随之增加。建筑工程投资无法充分满足工程建设的基本要求。虽然在建筑工程建设中，已经投入了较多的资金，但是却无法完全满足建筑建设的整个流程，因此容易在资金周转方面出现问题。基于此，建筑设计人员在优化建筑结构时，一方面要保证工程的安全性，另一方面还要兼顾工程的经济性。在确保建筑工程正常使用的前提下，还应提高建筑工程成本控制的力度，全面关注建筑工程建设过程中的资金使用情况。并且在工程建设和施工前，大体估算工程的资金使用情况，进而确保工程建设的顺利进行。

3.2 安全性原则

现如今，人们越来越重视居住的环境，这就预示着人们将对建筑设计提出更为具体的要求，基于此种趋势，在建筑结构设计优化中，设计人员应高度重视结构的安全性。如今实际施工中，经常使用不符合工程要求的原材料，进而增加了工程的安全隐患，甚至对居住者的生命财产安全构成了严重的威胁。还有部分施工单位采用不符合标准的建筑材料，这种材料在气温较高的环境下可能会释放一些有毒有害的气体，从而影响人们的身体健康。或者施工单位片面重视工程经济效益而不重视工程的安全会，从而造成了十分恶劣的社会影响，结合上述情况可以总结出，在建筑结构优化建设中，必须高度重视设计方案的安全性及合理性，全面维护居住者的利益。

3.3 实用性原则

在选择房屋建筑时，人们十分重视其舒适性和宜居性。建筑设计的风格从某种程度上展现了居住者的性格特征，所以在房屋建设时，应充分考量房屋的舒适性和实用性。若建筑结构不具有实用性，则其实用价值就会大打折扣。因而在优化建筑内部结构设计的过程中，设计人員应有必要强建筑的实用性，优化居住者的居住体验，在保证建筑外观和内部设计质量的同时，也能充分发挥结构的优势，从而提高建筑设计的质量。

4 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

4.1 工程概况

某住宅建筑共35层，地下1层，该建筑采用钢结构框架剪力墙结构，在充分了解建筑概况的前提下，决定对其进行结构优化，同时对传统的结构设计方式进行改进和调整，并在这一过程中利用了现代化的计算机网络技术，对施工中的每一个细节都进行了适当的调整和优化。优化后的设计方案有效减少了工程的成本投入，大大提升了工程的经济效益。

4.2 建筑结构设计优化在房屋结构设计中的应用

建筑结构设计优化是一个比较复杂的过程，其需要对整体和局部进行协调，提高前期规划的科学性，并且对桩基础结构和上部结构也要进行妥善处理，另外还需要在优化设计中做好协调工作，这就要求设计人员必须对此予以高度的重视。

4.2.1 建筑结构整体与局部的优化设计

在房屋建筑工程中，建筑结构本身具有多层次和较复杂的特征，在建筑工程设中，设计、结构和安装都是非常重要的环节，且每个环节当中都涵盖了大量的工作内容，只有对其进行科学合理的调整和优化，打破传统布局方式的限制，才能更好地加强建筑结构设计的效果。此外，建筑材料、零部件的选择以及结构选型等都是比较复杂的流程，每一个环节都会对最终的设计效果产生显著的影响，所以，设计人员一方面要做好建筑结构的整体优化，另一方面还要做好局部优化，二者共同作用，最后制定出完善有序的设计方案。

4.2.2 做好优化设计的前期规划工作

设计人员在房屋建筑结构设计中，应主动投身到前期规划当中，全面了解并掌握工程的具体情况，同时还要结合工程实际，来选择和规划建筑结构，制定更为科学和有效的建筑设计方案，从而保证后续施工的正常开展。设计人员要以自身的设计经验为基础，对结构进行有效的设计。可采取不同的结构布局，这样最终呈现的效果也会存在较为显著的差异。

此外，在房屋建筑结构设计中，设计人员不仅要重视细致的结构设计工作，还要关注概念设计，只有将二者有机结合，并将其贯穿于整个工程的设计和建设当中，才能彻底增强建筑结构的功能性。若在设计中出现某些细节的设计不具备充足的数据支持，则应对其采取有效的处理措施。在概念设计中，要以数值作为参考的重要依据。在结构设计中严格把控设计的细节，从而有效提高设计的质量。或者还可采取分段优化的方式。工程建设的过程中对其中的每一个重要的环节都设计了若干个方案，这样就会使工程各个阶段的方案都能得到优化处理，显著提高了设计的质量，让建筑工程的经济效益稳步提升。

4.2.3 科学优化桩基础和上部结构

在建筑设计和施工中，桩基础主要分为灌注桩基础和预制桩基础。灌注桩基础的质量控制难度较大，且操作不够便捷，影响因素较多。若沉降能够充分满足设计的标准，则要采取预制桩进行工程的建设和施工。而为了有效防止土壤与桩身之间发生摩擦作用，可选择较长的预制桩。

上部结构的设计优化十分关键。在工程设计中利用软件建立了上部结构模型，同时结合设计的要求，对上部结构实施了科学的优化处理，且调整了剪力墙的布置方式，保证其受力均匀。设计人员将楼层刚度中心点与同楼层的结构重心设置在了同一位置，这样可以有效减少外部荷载作用对建筑结构的扭曲作用。另外在剪力墙的暗柱施工中，以钢筋建材为主要材料。此时可采用大开间剪力墙的形式，有效控制钢筋的使用量。

4.2.4 协调优化设计

为了让建筑外观符合人们的审美要求，建筑结构需具有较强的合理性。在建筑结构设计中，结构应与平面布置结合在一起。墙和柱结构布置的过程中，需严格按照要求來处理，使其平面功能高度一致。再者，不同房建的开间与深度应完全相同，而且还要采取有效措施避免墙、柱结构发生错位的问题，每一个楼层的截面高度也不可出现较大的差异。

在楼梯设计的过程中，应力需集中在转角的位置，承重构件的强度要满足设计和施工的要求，以此有效减少构件的自重，同时还要确保设计时刚心和重心在同一位置，进而有效防止房屋建设的过程中出现扭转的问题。电梯房当中孔洞的数量较多，其需要埋设大量的构件，所以设计人员应科学计算电梯房强度，保证电梯房设计的科学性及合理性。

除此之外，在建筑工程排水的过程中需要使用较多的大型排水设备，又因为其荷载较大，所以在设计中应将水泵设置在地下空间。再者给排水工程中存在着大量的管道，且其管径差异也较为明显。故此在设计中，要最大限度防止管道穿过梁柱结构。若出现管道贯穿梁柱结构的问题，则需及时采取科学有效的加固措施，让管道布置和管道体系之间保持协调稳定的关系。

5 结语

当前，建筑结构设计的质量日渐受到人们的关注，这主要是由于建筑结构设计的质量直接影响着建筑整体的质量与性能，进而关系着建筑企业的经济效益与社会效益。传统的建筑结构设计方式存在着十分明显的不足，无法顺应当前建筑行业发展的基本要求。所以，在建筑结构设计的过程中，我们必须采取多种有效的措施对建筑结构进行优化设计，提高设计方案的科学性及合理性，并以此推动建筑设计向着全新的方向迈进。

参考文献：

[1] 严兴选.房屋建筑结构设计的优化措施分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（33）.

[2] 殷利.探究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，2017（1）.

[3] 马莉.房屋建筑结构设计中的优化方式与具体运用研究[J].绿色环保建材，2017（10）.