房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略

吴韶源

【摘要】随着我国社会主义市场经济的飞速发展，我国各行各业的发展水平都有了极大的提升，建筑业亦是如此。结构设计使建设项目的重要组成，会对后续施工及项目整体性能产生直接影响。同时，结构设计的合理性会对建筑工程使用寿命形成影响，所以必须高度重视建筑结构设计的合理性。但受诸多因素影响，建筑结构设计始终存在诸多不足。要想全面优化建筑结构性能，就应注重结构设计重要作用，对设计问题加以解决。由此可见，深入研究并分析建筑结构设计中的问题与解决对策十分有必要。

【关键词】房屋结构设计;建筑结构设计;优化策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.047

在建筑中，结构设计至关重要，对建筑的使用质量与使用寿命有决定性影响。由于业主对建筑的设计与功能的要求不断提高，无形中对建筑结构的设计人员也提出了更高的要求。唯有妥善解决建筑结构设计中存在的常见问题，才可以提高建筑的建设质量，并为建筑结构的合理设计与使用安全提供保障。

1、建筑结构设计问题

建筑结构设计问题主要涉及到以下方面具体内容：首先是设计图规范性问题。在建筑结构设计中，设计图纸会对后期建筑项目施工建设产生直接影响，因而必须保证其设计科学合理，进而优化建设质量和效率。然而，在实际设计中，图纸设计不规范的问题始终存在。图纸设计会涉及建筑结构设计的类型、抗震等级与结构材料等多方面内容，若考虑不到位会对建筑工程的设计质量产生一定影响。以此建筑项目为例，在结构设计中建筑物的地上结构设计图纸并未根据规范设计标准和依据对梁柱与标高等参数加以标识，梁柱配筋图的设计相对混乱，结构标高不清晰，设计图纸结构符号准确性较差，以上问题均对工程结构设计质量和进度产生不利影响，严重的情况还会引发一系列安全隐患。其次是参数计算准确性较差。因建筑结构涉猎内容复杂，为确保建筑结构性能达标，必须准确计算大量参数，为结构设计工作的开展提供必要数据参考。通常，在结构设计过程中，参数计算准确度并不高。以此建筑项目为例，设计楼板的时候出现设计有效高度值过大的情况，而且设计中未考虑承受线荷载楼板弯矩，无法准确计算性能参数，进而引起结构设计的问题。

2、房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略

2.1重视电算参数

合理考虑周期折减系数、双向地震扭转效应、偶然偏心、斜交抗侧力构件方向的附加地震作用等电算参数。周期折减系数的取值直接影响到剪力墙的配筋，盲目折减，造成刚度过大，吸收的地震作用也增大，导致剪力墙配筋增大。考虑双向地震作用后结构配筋一般增加5%～8%，单构件最大可能增加1倍左右。控制位移比不超标是是否考虑双向地震作用的关键。考虑偶然偏心后结构墙及梁用钢量将增加3%左右。考虑多方向地震对构件配筋平均增加5%左右。

2.2建立结构优化模型

要实现对房屋建筑结构设计的有效优化，首先就必须建立科学合理的结构优化模型。结构设计优化需要从大量变量中选择出最为重要的参数，通过这些参数建立函数模型，从而计算出最优解。一般来说，模型的构建主要可分成两大环节：首先，应选择最为合理的设计变量，这是构建模型的基础和关键，变量的设计将对参数的选择产生直接影响，科学合理地对变量进行计算可大大降低后期计算编程的工作量。其次，应对目标函数进行确定。相关人员应先找出符合函数条件的最优解，然后再确定约束条件，约束条件具体主要涉及到弹塑性、强度和尺寸等方面。在对建筑整体结构进行优化的时候，必须确保上述约束条件都处在规定范围内，尽可能满足设计的相关需求。

2.3基础优化设计

房屋建筑的基础结构与建筑整体功能的正常发挥及其稳定性有着十分密切的联系，所以，在进行建筑基础结构设计的时候，设计人员必须注重对结构优化设计方法的运用，尽量实现对地基地质、基础结构等重点环节设计工作的全方位把控，在基础结构设计方案中，应处理好建筑基础结构与施工成本、施工技术等的关系，找准三者之间的平衡点。对于框架结构来说，应根据地质勘察报告对基础形式进行合理選择，若施工现场的地基承载力较好，则最好选择浅基础形式;若施工现场的地基承载力较差或者土质状况不佳，首先应考虑地基处理方案是否具备可行性，若可行则选用地基处理方案，若不可行则需采用桩基础。灌注桩和预制桩是两类比较常见的桩基础形式，其中，灌注桩的施工过程比较复杂，整个施工工期也比较长，且很难对施工质量进行有效控制。因此，在沉降满足相关标准的前提下，可采用预制桩施工法，利用深层桩基增大土壤对桩身的摩擦力，并尽可能选用长度较长的预制桩。

2.4加强智能建筑设计的过程管理

智能化背景下，如何提高智能建筑设计水平，加强智能建筑设计过程管理非常重要。首先，在设计前期阶段，智能建筑设计师必须要明确设计标准、规范内容，严格遵循设计原则，以确保智能建筑设计的质量，提高智能建筑安全性、经济性以及实用性。其次，加强智能化建筑设计管理的控制，把控好管理目标，在智能建筑设计阶段参考建筑物室内的光线因素、空气、温度、噪音以及湿度等，不断提高智能建筑的科学、规范性，充分体现智能建筑的人文性特征。最后，智能建筑应体现适当的功能，通过严格监督和审查建筑物的供电、供水系统、空调系统等，以确保没有功能性死角，从而使智能建筑的功能得以保持和稳定。

2.5加强消防结构设计

建筑结构结构复杂，一旦出现火灾，建筑使用者的人身安全与财产安全会受到严重的威胁。为此，必须重视建筑的防火设计。首先，应合理设计防火间距。设计人员需要依照相关规定准确测量建筑物间的实际距离，需要注意的是，相邻两建筑之间的最佳防火间距应按建筑外墙间的最小距离进行计算，若外墙包含凸出的易燃构件，应从该构件外缘算起。另外，还必须设计安全疏散通道。通常情况下，需要尽可能多地设计几条便于人们疏散的安全通道。为加速烟雾扩散，安全疏散通道必须设计防烟区。对此，设计人员可以采取分割式设计，以有效控制火势与烟雾的蔓延速度。

结语：

综上所述，建筑结构会承受较大荷载，如果稳定性与抗震性能无法满足国家建筑设计标准要求，很容易出现坍塌或者是位移等多种安全问题。建筑结构设计可更好地保证建筑整体结构的性能与功能稳定，为此，设计工作人员要对建筑结构设计方案予以合理选择，并结合具体状况考虑多种因素，规避容易出现的问题，增强建筑物抗震性能与稳定性能，使得建筑物利用价值不断提高。

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