建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

张旭

【摘要】在我国进入21世纪迅猛发展的新时期，随着人们生活水平、经济条件的不断提升，人们对建筑结构及住房条件的要求也从传统注重实用性上升至对建筑物稳定性、安全性、美观度等方面的要求。而通过优化房屋建筑结构的设计，能够显著提升房屋建筑设计的质量和水准，进而满足人们对房屋建筑外观和功能等方面的需求，减少建筑建造的成本，提升建筑企业、业主的经济效益。

【关键词】建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

当前阶段，我国在扩大城市化建设以及现代化规模的基础上，在建筑行业方面的投资达到了非常高的水平，并以此得到了更好的发展。具体到建筑行业而言，房屋建设工程涉及到许多专业领域，其中，建筑结构的设计能够对建筑物整体使用安全性和人口容纳量起到非常明显的作用，为节省国土资源的使用面积，應在设计阶段将建筑结构、建设方法、使用功能方面进行全面分析。

1、建筑结构设计应坚持的原则

（1）层次性，建筑结构设计要坚持层次性原则，这表现在建筑结构的整体性上面，设计人员在设计和构思建筑结构的时候需要理清不同类型和程度的工作，并且合理地规划好建筑的框架，设计人员还要对细节加一把握，从而更好地保障工程建设效果，也可以反映整个建筑的结构特点。除此之外，建筑业要突出层次性原则，设计人员要努力改善建筑结构的性能，从而实现建筑结构的实用价值，充分使用建筑结构的空间，要抓住客户的多种审美需要，从而提高客户的舒适感。所以层次性原则能够立足于建筑设计功能，而设计人员要发挥好设计能力，从而做出相应的调配和控制工作，体现建筑结构的设计特色。（2）美观性，建筑行业在设计和建设的时候不仅要关注建筑物的层次感和体验，还要关注建筑物的美观程度。一般来说，比较成功的建筑物都能够带给客户视觉的美感，并且具备较强的个性和特点。因此，美观性原则需要引起每一位建筑设计人员的注意，设计人员要从美学这一角度进行设计，从而更好地呈现建筑结构的美感。美观性原则作为建筑结构设计中的重要原则，它不仅依托于建筑设计合理性原则，还充分表现出建筑物的艺术特色。美观的建筑结构能够更好地带给用户舒适的体验，对于一个城市的文明也有重要意义。

2、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

2.1从整体上优化方案设计

推动建筑结构设计工作的整体水平和质量，需要有关单位对建筑方案展开科学的优化设计。具体来讲，可以从以下几方面着手。第一，要科学分析统筹各项因素，全方位定位，要建立在整体的视角上，科学统筹各项资源和各类技术，确保建筑结构设计优化的方法能够符合规范标准要求。第二，要做好原材料质量控制。要确保各个部件、各个材料质量合格，确保各个部件的功能符合标准要求，能够正常、充分发挥。第三，要充分的分析和考量外部因素。有关单位要做好对建筑结构设计外部影响因素的有效控制，做好对人力、物力等方面消极因素的有效控制，严格排查出影响建筑结构设计的风险和隐患问题。第四，要进一步简化内部结构。由于房屋建筑内部结构很繁杂，在开展设计工作时很容易出现计算误差的问题，造成房屋建筑建设成本增加，不利于开展成本控制工作。为此，有关单位需要合理控制影响因素，简化房屋建筑结构设计方案。简化建筑结构内容，需要按照建筑设计规范标准实施。以房屋抗震设计工作为例，设计人员要首先明确结构框架设计标准，按照力学原理，进一步提升结构的平衡性和稳定性，要有效简化抗震设计的相关因素，减轻建筑物的抗震负载力，从整体上促进结构抗震性能的提升，并制定符合抗震设计要求的质量标准，在保证建筑结构承载力的同时，简化建筑结构。

2.2地基的优化设计

地基是房屋建筑最基础也是必不可缺的组成部分，因此，在房屋结构设计过程中，必须考量地基设计的优化，科学勘测施工现场地质及其承载能力，进而保证整个施工质量;此外，设计人员还应科学分析影响地基结构设计的因素，并根据分析结构，将可能遇到的风险点、安全隐患等全部纳入到优化方法中，比如在施工现场安装防护性装备、强化施工环境和地基之间的关联性等。

2.3疏散通道的设计

通常来看，安全疏散通道由于其特殊性质，其通道为单向。其中，疏散通道要保证能够正常穿过人流量密度大的活动区域。疏散通道的出口要明确指出，针对这方面的设计原则，相关人员要做到两个关键点，第一是安全，第二是快速。对于疏散通道的特殊性质来看，该通道不涉及电梯装置的设计，必须按照固有的通道进行疏散设计。基于此，在对该通道的设计过程中，应尽量避免路径上出现折返情况，否则无法顺利脱离火灾危险区域，无法保障人们在火灾中的逃生安全性。在安全出口的设置方面，主要位于建筑内部的各类防火区域，只要能够顺利通往室外，那么该出口则可判定为安全出口。在一般安全出口的设置数量方面，出口在防火分区中存在的实际数目应控制在最少两个以上，这样能对疏散群众并使其快速通往室外提供一定的安全保障。

2.4优化高层建筑结构抗风性能

高层建筑的结构设计工作要重点考虑风荷载要素，这对于整个高层建筑结构的安全有着特殊意义，因此设计人员要充分考虑高层建筑结构的抗风性能。具体而言，建筑工程企业要改善高层建筑结构的抗风能力，务必深入到施工建设现场，认真分析和研究高层建筑物的受力点大小和特点，然后有目的地开展抗风设计工作，保证高层建筑施工工作的有效开展。另外，设计人员还要认真地选择施工地点，并且计算出建筑物的相关数值，然后结合实际情况来变换混凝土的配置，全面地把握各种因素，然后设计出最好的施工方案，还要结合抗震标准来完善钢筋的整体结构，进一步强化高层建筑结构的抗风和抗震性能。

2.5优化排水系统设计

设计人员在进行排水系统设计时，应当以强度、荷载力为依据，科学、有序的配置机械设备。特别要对地下室结构进行优化设计，要科学计算管道预留尺寸和深度，做好对建筑楼板钻孔位置的管理，做好加固。设计人员还要提升对水平方向管线的关注度，尽可能的避免贯穿梁体的情况。如果一定要穿过承重墙，有关人员需要按照规范要求，细致、科学的进行加固处理，切实提升排水管网设计的科学性。

2.6建筑结构构成的优化

建筑结构构成的优化是对房屋结构具体细节的优化，在局部数据基本合理的背景下，建筑刚重比、周期和阵形等均是重点考量的问题。通过优化结构构成，能够确保结构刚度更为合理，进而最大限度避免因刚度过大而影响到房屋建筑的安全性，而且还能够有效节约材料用量，确保房屋建筑的经济和社会效益。

2.7消防通道的设计

在对建筑内部的消防通道进行设计过程中，相关人员首先应对建筑整体结构进行全面分析，并充分结合建筑中各部分的使用功能以及人们在该建筑中的主要聚集区域，此过程可充分借助BIM技术，科学设置消防装置，以便在发生火灾时能够第一时间控制火情，并争取更多的救援时间。在消防系统的具体设计中，应着重对火情报警装置进行安装，在建筑内的各个区域合理设置消火栓、灭火器等装置。其中，消火栓的位置应离防火区域较近，促使火情能够更快的被扼制。若按照防火的安全作为分界线，应沿着该区域预留最少六个消火栓的位置。

2.8提升设计人员的素质

高层建筑结构的设计工作中设计人员的素质很重要，它与建筑结构的整体排布有关，因此设计人员要具备较强的专业能力与综合素质，逐渐提升自己的能力水平。其中，设计人员还要在设计的时候做好实地勘察工作，确保项目工程设计的合理有效性，要达到相关要求。建筑企业要做好工作人员的在职培训工作，并且为工作人员的成长提供相应的平台和机会。另外，建筑企业可以同一些高校达成合作，在一定时间内培养出优秀的人才，从而更好地组建高效的设计团队。还要改善企业的人才管理方式，提高设计人员的综合素养与业务能力。

2.9做好建筑结构电气系统的设计

设计人员需要高度重视电气系统设计和电气安装的相關问题。设计人员要以导向的方式为基本方式，做好电气系统在楼板、墙体等位置的安装。要按照规范标准进行设备安装，确保电气安装的科学性。在施工建设的过程中，可能会出现电气穿过梁体的情况，为此，有关人员应当预留好孔洞，将梁体和墙体的宽度设置为一致，避免出现管线暴露在墙体之外的问题。由于房屋建筑中电梯部位有很多的建筑构件，设计人员需要根据实际情况，科学计算电梯部分的相关内容，保证电气系统设计的科学性，一切为房屋建筑施工服务。

结语：

在房屋结构设计中融入新的设计理念、思路来优化建筑结构设计方案，不仅能够实现建筑结构空间布局、建筑工程质量的最优化，而且还能够确保建筑结构满足房屋施工的受力特性、实际客观条件等，最终使房屋建筑结构更加美观、合理。此外，优化后建筑结构设计方法，兼顾了业主对房屋的审美价值和实用价值，能够最终推动我国建筑行业的升级，提升其市场竞争力。

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