关于房屋建筑结构设计的优化分析

郭泽朋

摘 要： 随着国民经济的不断增长，大众生活水平的不断提升，人们对于高质量房屋建筑提成了更高的需求。安全性提升作为现代房屋建筑结构设计过程的重中之重，是一项必不可缺的关键内容，直接关系到房屋建筑整体使用效果，能否充分保障房屋建筑用户的居住安全可靠性。因此，现代房屋建筑施工企业单位必须高度重视该项工作，要严格控制房屋建筑工程结构科学设计，督促施工人树立起先进的安全施工理念，按照设计图纸规范进行房屋建筑结构优化设计，确保能够最大程度提升房屋建筑结构的综合设计水平。本文将进一步对房屋建筑结构设计的安全性展开分析。

关键词： 房屋建筑结构;优化设计

【中图分类号】TU761     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.26.059

引言：在工程建設的过程中，最基本的目标是在提高工程质量的同时尽可能地减少成本的支出，而对房屋建筑结构的设计是否合理将直接关系到该目标的实现与否。在满足房屋建筑基本功能的基础上通过材料的充分利用、先进技术手段的应用等提高设计水平，使在激烈的房屋建筑市场竞争中获得更多优势。

1 房屋建筑结构设计现存问题

1.1 设计过程中忽略纵向框架设计

依据房屋建筑物抗震设计的要求，应该根据两个主轴的反力来确定水平地震效果。但在目前绝大部分的房屋建筑结构设计中，设计工作人员仅仅设计了普通的纵向连续梁，所以设计的房屋建筑框架的梁柱节点以及纵向加固往往不能满足房屋建筑物的抗震要求。因此，在多层框架房屋建筑结构设计过程中经常发生纵向钢筋配筋十分不匹配以及梁支撑负筋等现象。所以，设计人员在进行框架结构设计时，应将纵向与横向框架放置在同一水平高度。

1.2 短肢剪力墙设置

短肢剪力墙设置存在问题，会严重损害房屋建筑工程的结构质量，相关设计人员在进行房屋建筑结构设计的时候，经常会增设短肢剪力墙，这一问题既会削弱房屋建筑物中短肢剪力墙的抗震性能，又会影响房屋建筑物后期投入使用中的稳定性，给房屋建筑结构造成极大的安全隐患。一旦受到外界自然灾害的袭扰，极易引发房屋建筑物的安全事故，造成不必要的经济损失及人员伤害。

1.3 房屋建筑结构设计不合理

现代房屋建筑使用寿命一般都是长达数十年，房屋建筑施工单位要确保自身设计出来房屋建筑结构中的组织与构件能够具备良好的耐久实用性。因为建筑构件会受到外界自然天气、灾害事故以及人为活动等因素，会产生各种损坏问题，影响到房屋建筑的长期安全使用。实际情况是存在一些房屋建筑设计人员自身专业能力与素质偏低，未能严格按相关技术标准要求进行建筑结构设计。

2 房屋建筑结构设计的优化

2.1 优化工程结构设计布局

结构设计要考虑房屋建筑的使用，科学的布局和合理的设计提高工程的整体性能。具体可以从以下三个方面入手：（1）选择合适的结构形式。根据房屋建筑层数、抗震设防类别、设防烈度，选择合适的结构形式，布置水平和竖向承重构件;（2）优化平面布置。房屋建筑结构平面宜简单、规则，减少结构的扭转，不超限，剪力墙尽量对齐;（3）优化竖向布置。竖向传力路径应明确，竖向宜布置规则，尽量避免转换层尤其高位转换。

2.2 提高房屋建筑结构设计合理性

房屋建筑企业单位要针对房屋建筑结构设计工作组建起高能力、高素质的专业设计人才队伍，加强对他们的专业培训教育工作，促使他们能够不断提升自身的业务能力和综合素质，能够在房屋建筑设计中规范自身操作，始终遵守相关房屋建筑方面要求和国家技术标准，提高房屋建筑结构安全质量设计水平。

2.3 选择科学的房屋建筑结构设计方案

科学地选择房屋建筑结构设计方案是我国房屋建筑结构设计的重要前提。为了确保房屋建筑结构设计符合相关的应用要求，相关设计师需根据实际情况，选择最佳的结构设计方案，综合分析各个影响因素。第一，确保房屋建筑结构设计方案与国家相关房屋建筑设计文件制度、标准规范，尽可能规避对房屋建筑予以超高建设;第二，设计师在设计房屋建筑结构过程中，还要认真勘察施工现场附近的环境，并综合分析现场的实际条件，为工程后期投入施工环节打下良好的基础。

2.4 结构方案及结构布置优化

房屋建筑结构平面布置宜简单、规则、均匀、对称。房屋建筑应优先采用纯剪力墙结构，尽量避免采用部分框支剪力墙和短肢剪力墙。剪力墙的墙肢形状应简单，以减少边缘构件的数量;截面形状首选L形。评价剪力墙布置经济合理性主要有以下三个指标：墙地比、结构层间位移角和剪重比。墙地比=标准层竖向构件截面面积/标准层建筑面积。如合肥地区60m～80m房屋建筑墙地比参考值为5.5%。结构层间位移角宜控制在1/1300～1/1000之间。剪重比是结构计算比较重要的指标。当结构的整体刚度选择比较合理时，仅仅底部几层（一般不大于地上总楼层数的15%）的地震剪力系数不满足要求，可以采用计算软件中全楼地震力放大系数来调整地震剪力。如果有15%以上楼层的剪力系数不满足最小剪力系数要求，或底部楼层剪力系数小于最小剪力系数的85%时，说明结构整体刚度偏弱或结构太重，此时应调整结构布置，增强结构刚度或减小结构重量。

2.5 加强房屋建筑内力分析

房屋建筑物在内在水平负载以及竖向负载的不同情况下会出现不同变化，根据目前现有标准规范，多层框架房屋建筑结构设计过程中要对房屋建筑内里进行合理计算、分析，利用不同负载情况下房屋建筑内力的分析情况完成房屋建筑构件的截面设计。在竖向负载的内力分析计算时，可以运用弯矩二次分配或分层法进行计算，弯矩二次分配是指将各个节点的弯矩重新分配，并传递相关数据。分层法在计算时，可以将上下层弹性支撑转变为固定端，并将线刚度乘以0.9，并将地柱弯矩传递的系数改为1/3，保证各个层梁刚度以及底层柱刚度保持不变，传递系数变为一半。这两种方法都可以提高设计力度，更好的满足设计要求。

2.6 优化抗震设计，提高结构设计的合理性

在房屋建筑结构抗震设计时，首先要做好概念设计，其次应该选择合适的抗震体系，使该体系能形成多道防线，刚度与强度能够均匀合理地分布;此外，要求房屋建筑结构简单规则，可在合适的位置通过设置防震缝来提高房屋建筑整体的抗震能力;最后通过合理的构件设计满足控制的变形要求。

结语：目前，多层框架房屋建筑结构设计中存在的问题不仅仅只局限在梁体、柱体以及板面上的核心设计中，更应该对框架结构的构架以及布局进行合理布置，进行科学安全设计。通过对多层框架房屋建筑结构设计过程中的合理调整，可以提升房屋建筑结构科学性，提高房屋建筑工程质量，全面提升房屋建设结构技术水平，推动房屋建筑行业发展。

参考文献

[1] 曹建华.房屋建筑结构设计的问题及对策[J].居舍，2019（34）：90.

[2] 郑世华.房屋建筑结构设计问题分析及对策[J].现代物业（中旬刊），2019（09）：81.