论房屋建筑工程结构优化设计

崔剑 锋

新疆建筑设计研究院有限公司 新疆 乌鲁木齐    830002

摘要：近年来，随着经济的发展和社会的进步，建筑行业的不断发展为促进我国经济进步奠定了良好的基础。在建筑行业不断发展的脚步当中，我国建筑的数量也在不断增加，随着新时代的到来，各种不同结构形式的建筑逐渐进入大家的视野，受到了人们的广泛关注。安全性及适用性都属于工程建设当中极为重要的任务，但有时往往由于各种外界因素，结构设计在满足承载力要求后，对结构的适用性要求（即建筑上的“好用”）没有足够的重视，对建筑后期的使用造成了一定的困难。整个建筑工程的安全性及适用性很大程度上与工程建筑结构设计有关，如果要想更进一步提高整个工程的施工质量，那么就必须要不断加强建筑工程的结构设计优化，最大程度上确保建筑物工程的安全性及适用性，本文主要结合现阶段建筑工程结构设计现状进行结构的优化分析。

关键词：房屋建筑；工程结构；优化设计

引言

当前随着人们生活质量的不断提高，人们在日常生活当中对建筑体的居住安全性和舒适性要求标准也在不断提升。在建筑结构的设计工作中，由于各种外部环境因素的影响，造成了建筑结构设计工作中经常会存在安全隐患，直接影响到了整个建筑结构设计工作质量以及工程结构的整体安全性。现阶段各个设计单位针对建筑结构设计问题都予以了高度的关注和重视，对其中存在的各种设计问题进行了全面的分析和研究，并且提出了针对性的保障措施来加以解决。以下就上述的分析研究进行概述性总结。

1建筑结构设计原则

建筑结构的设计包括建筑结构本身，也包括建筑经济效益、居住舒适度和对建筑空间的利用等。因此，在建筑结构设计时需要严格遵守以下原则：①主次分明，即在进行建筑结构设计时要把握整体，制定建筑结构方案时应从全方位着手，先确定方案主题与核心（即结构形式）再考虑其他方面。首先，要满足主题需要再考虑次要需求，即先确定好主要结构形式的整体性再考虑其他部件设计。只有保证主体的安全稳定性，才能进行其他方面的设计施工。②应结合不同建筑的需要，进行墙柱、墙肢长短等方面的布局和调整，使建筑结构符合经济性和安全性方面的要求。为保证建筑结构的安全稳定性，必须加强抗震设计，使每一个部件都满足建筑结构安全耐用的目标才能提升整体建筑结构的安全稳定性。③应遵循建筑的适用性要求，对建筑的各个施工功能摸清吃透，合理进行结构设计，最大程度满足建筑结构的适用性要求。④节能环保的原则，一方面在进行建筑方案设计时应考虑采用节能技术和节能材料，在满足建筑居住舒适安全性的基础上，在建筑装饰装修、电气安装等方面进行节能设计。⑤另外还要考虑结构造价问题，尽量在保证建筑基本性能的基础上提高建筑的经济性。

2房屋建筑工程结构优化设计

2.1框架结构设计

框架结构是由梁和柱共同组成的结构体系，二者承担房屋中的全部荷载并由柱将荷载导入基础中。对于现阶段的建筑工程来说，一些高层建筑或者工业建筑在形式上有着一定的复杂性，普通的砖墙已经不能满足荷载过程中的要求，所以采用框架作为其中的承重结构。框架结构根据工程规模以及信息上的不同，可以分为多层、单层等多种结构，在土木建筑中，根据材料的不同可以分为混凝土框架、胶合木结构框架以及钢筋混凝土框架等，在设计过程中可以采用整体装配的形式，根据荷载能力对框架施加不同的预应力。对于框架结构来说，它的主要特点就是具有一定的灵活性，可以节省工程周期，让框架中的梁和柱变得更加标准化，提高工程的质量，使建筑具有一定的整体性。但是框架结构设计也容易由于受力特点或者设计方面的问题导致对结构上的破坏，可能影响建筑空间的合理运用。

2.2强化建筑基础设计

建筑基础结构设计是建筑结构设计的重点，也是影响建筑结构安全稳定性的基础。为此，在建筑结构基础设计时首先要考虑的是如何避免建筑基础发生不均匀性沉降，并控制地基变形。对于高层建筑，在进行地下室、地下车库设计时要求将地下室基础底板适当延伸来提高建筑整体连接性。由于建筑地理地质条件的不同，建筑结构形式多样，基础结构也有桩基础、箱形基础、筏形基础等，如果使用的是桩基础，则须将上部结构荷载直接传输到下部持力层，并采用预制钢筋混凝土桩。若使用箱形基础，利用整体刚度较好的优势使上部结构荷载力均匀传输到建筑基础结构，能有效控制不均匀沉降问题的出现，且能使基础结构和周围土体协调融合，有利于提高建筑整体抗震抗压能力。对于筏形基础，适用于上部结构荷载较大但地基承载力较差的建筑结构设计中，利用该基础整体性好和刚度大的优势，来分散上部结构荷载，能对基础的不均匀沉降进行有效调节。

2.3筒中筒结构设计

筒中筒结构设计是建筑结构设计中的一种，是由心腹筒、框筒以及桁架筒构成，通过不同筒结构中的内外作用力从而抵抗建筑中的水平承重力。由剪力墙围成的筒体被称为是心腹筒，在心腹筒表面呈现有规则排布的孔状筒体被称为是框筒，由竖杆和斜杆组成的架构形式被称为是桁架筒。在筒中筒的结构设计过程中，通常都会由水平方向承载一定的作用力，长此以往会使其变成弯曲的形状，但是在普通的建筑物荷载下，它的抗侧刚度还是大于同种框架体系的。由于在筒中筒的结构设计中，内外筒之间存在一定的空间，所以提高了建筑结构设计中的灵活性，可以达到不同的建筑效果。

2.4抗震设计中的优化

在土木建筑的抗震结构设计过程中，应该注意设计过程中计算数据的准确性，如根据建筑面层做法及二装材料的选择确定结构荷载等，保证结构体系能够满足承载力的要求，同时在设备机房等有运行荷载存在的时候，保证它可以承受住设备运行时的动力荷载作用。其次，在设计过程中，对整体的刚度要把握好，要保证支柱、剪力墙以及横梁之间达到了一定的平衡，在设计过程中避免刚度太强，要具有一定的变性能力，可以根据外力作用来调节自身的承受能力，对剪力墙进行有效的保护，提高建筑本身的抗震能力。另外，还应该对照国家标准规定的抗震等级进行设计，在实际的设计过程中，由于工程环境以及外力的影响，通常来说，抗震等级都会比规定的标准高一点，为了保证建筑在作用力下也能保持相应的延展性和承载能力，这就要求设计师在设计过程中需要注意钢筋中的结构配比以及和混凝土之间形成的作用力，从而保证对抗震安全的有效性。

2.5结构施工图设计中的优化

在结构图纸的设计过程中，设计师需要从图纸的应用角度来进行考虑，保证设计图纸的完整性，准确性以及灵活性。首先，在图纸设计过程中，结构设计师应该明确建筑中的使用功能，合理地选择和确定结构形式及基础形式，并结合建筑使用功能明确它们的具体尺寸以及布设方式等，从而保证在后期建筑交付较合理地满足建筑的使用功能；其次，设计师还应该对一些重点工程进行详细的分解，尤其是材料和结构断面的选择上，确定它的合理性，保证计算过程中的准确性，满足抗震的强柱弱梁、强剪弱弯的要求；再次，对某些受力较明确，对使用功能要求较高的结构构件，应进行构造上的一定加强，如悬挑构件的负筋由于施工条件的受限，需对其进行人为加强处理以保证其结构的安全性要求。

结语

综上来说，建筑结构设计属于一个不断发展的专业，它随着当前技术的进步逐步充实。增强建筑工程结构设计的安全性，不仅可以有效提升建筑物的施工质量，而且还极大确保了人们生命财产安全，为人们的居住安全性提供一个良好的保证，促使建筑工程项目的顺利进行。目前在我国建筑结构设计当中还存在着一些问题，对于这些问题，工程设计人员必须要不断加强重视，从承载力要求到适用性要求，均应该根据实际问题采取相应的解决措施。对于未来我国建筑工程的发展趋势，设计人员也必须要紧随这种发展趋势、更好地做到与时俱进、不断更新计算理论、不断创新结构设计理念，更好地完备自己的设计知识储备，做出更加优秀的结构设计。

参考文献

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