探讨房屋建筑结构设计的经济性及优化技术应用

郑利君

武汉人和环艺建筑设计院有限公司 湖北武汉 430300

经济社会的快速发展，使人们对于房屋建筑工程的要求越来越高，为满足人们对居住环境的高标准和严要求，国家对房屋建筑行业的监督、管理工作力度也在不断加强。而房屋建筑结构作为确保建筑使用寿命、功能性、美观性的重要基础，也开始受到越来越多的关注。

1 建筑结构设计优化概述

建筑结构设计优化指的是通过优化建筑结构设计来提高工程质量。通常来说，建筑结构设计优化包含着繁杂的内容，具体包含房屋总体结构优化以及房屋分部结构优化这两大部分。进一步细化建筑结构优化，可以将其分为以下部分：一是优化房屋基本结构；二是优化房屋的顶部结构；三是对房屋结构的维护，重点优化总体结构以及细节结构.

2 建筑结构设计优化的重要性

对于高层建筑项目，建筑物的安全性和稳定性是设计者必须考虑的两个关键点。同时，为了满足建筑功能和建筑美学的需要，设计师还需要优化和创新传统的设计理念和设计方法。通过整合当前先进技术和设计理念，设计方法的优化和创新需要以确保项目的质量和安全为基础。新材料的应用和设计优化的新工艺实现了提高结构设计优化水平的目标。

3 房屋建筑结构设计中应用优化技术的原则

首先，遵循工程设计与价值来优化设计建筑结构，对建筑材料的性能应该合理的利用起来，建筑构件与部分地设计之间要加强协调，确保统一性。要求房屋建筑结构优化设计既要符合安全准则，更要符合传统设计方案，有一定的审美性，从而使建筑结构设计质量得以提高，将其建筑功能最大程度的发挥出来，达到最低的工程造价。其次，工程实际情况是结构设计工作开展的基础和保障。房屋建筑结构设计优化技术针对的主要内容为：屋盖结构、建筑基础结构、维护结构等，施工时必须要遵循工程实际情况，将工程进度与发展作为其重点，对工程造价合理控制，只有这样才能保证结构设计优化满足人们需求，并与设计理念相符，使建筑结构美观、实用，还能在一定程度上改善人居环境[1]。

4 房屋建筑结构设计优化技术的应用

4.1 结构体系的优化

现代建筑的功能和造型具有一定的复杂性。结构体系的优化主要是指在满足建筑功能及造型的要求，满足规范要求的前提下，通过合理的结构布置来合理地节约工程造价。结构体系对造价的影响很大，应加强重视。应根据建筑功能合理选择结构体系，应选择比较规则的平面和立面方案，尽量避免或少出现平面及立面不规则的结构布置。

4.2 设计模型的优化

建筑结构设计的第一步需要建立合理的结构模型，后续设计工作围绕相应的模型体系来开展，而建筑结构设计优化第一步就是结构模型的优化。模型优化在造型复杂的建筑上的体现尤为明显，如何将复杂的造型简化提炼，并最终在结构分析软件中体现为结构构件。

4.3 计算参数的正确选取

结构模型中给出的计算机计算结果，应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。为分析判断计算结果是否合理，除了合理的结构方案、正确的计算假定外，正确填写抗震设防烈度、场地类别，合理选取计算程序中的各项参数十分重要。计算参数的选取除满足国家规范外，还需特别注意地方规范及标准中的相关规定[2]。

4.4 基础设计的优化

建筑结构中的基础是整个建筑的根本，基础需要承载所有上部建筑结构，并将相应的重量、受力分置于周边土地当中。一般情况下，房屋建筑会采用桩基础的基础形式进行，较为常见的是灌注桩、预制桩2种。桩基础设计优化是指保证工程质量的前提下，尽可能降低工程造价，包含材料用量、施工速度等。第一步应根据上部结构荷载结合地质条件，选取最合适的桩型。桩型确定后，应提高单桩承载力，如提高端部承载力、扩大桩身尺寸、提高桩周土体承载力等。布桩阶段应尽量利用桩身材料强度，使桩基础均匀受力，各桩受力接近桩基承载力[3]。

4.5 地下室结构的优化

地下室结构占结构总成本的比重很大，做好地下室结构的优化设计对控制这个项目的结构成本至关重要。地下室结构优化需注意以下几点：（1）控制层高，满足建筑使用要求的前提下，尽量减小地下室层高。不仅可以减少混凝土及钢筋用量，还能减少施工土方开挖量，降低维护费用。地下水丰富的地区，水浮力是基础设计不可忽视的重要因素，水浮力起控制作用时，减小地下室层高能减少抗拔桩数量，降低底板配筋。（2）地下室结构土压力、水浮力较大，侧墙及底板抵抗外力所需配筋用量也很大，设计人员在进行设计时应详细分析结构构件的受力状态。满足规范计算的条件下，做到分段配筋，受力较小部位配置较小的通长钢筋，受力较大的部位做到局部附加。

4.6 建筑、室内、结构协调的优化

结构设计时应保证房屋建筑及室内的美观性、合理性。结构柱及剪力墙要与建筑平面功能保持一致，在保证结构安全的前提下，尽量减小结构柱及剪力墙的截面尺寸。结构梁的布置应尽量和建筑墙体同宽，结构梁比建筑墙宽时，应将结构梁向次要空间偏心，如厨房、卫生间等。商品住宅对建筑1层大厅的美观要求越来越严，受到建筑企业的重视，在大堂顶位置，应避免布置梁，无法避免时尽量将梁上反或减小梁的高度。

5 结语

优化房屋建筑结构设计能提高施工质量，还能降低施工企业的成本支出，获取更大的经济效益，也确保人们的生命、财产安全。目前，我国还有很多房屋建筑施工企业没有掌握充足的优化技术。目前，我国对优化技术在房屋结构设计中的应用还处在一个探索阶段，房屋结构设计者们要加强工程实践，降低工程成本，使优化技术能真正发挥作用。