房屋建筑工程结构优化设计分析

由艺1赵强2

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摘要：随着人们生活水平的提高，加大了对建筑施工的要求，为了保证建筑安全性，就要加强建筑结构设计。在各类建筑工程施工中，需以结构设计方案为依据，如果结构设计不当，则在后续施工中会发生诸多变更，对工期、施工质量等造成不良影响。对此，首先对建筑结构优化设计的相关理念进行介绍，然后对建筑建筑设计存在的缺陷以及优化策略进行分析，并选择某工程作为研究对象，对建筑工程结构设计优化要点进行详细探究。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化

引言

建筑结构是否合理直接影响房屋建筑工程的安全和功能，因此，建筑结构是房屋使用的基础。目前，房屋建筑结构设计存在原材料用量大、成本高的问题，导致房建结构的整体重量较大，影响了房屋建筑的安全与稳定。房屋建筑结构设计时应遵循经济与科学并行的原则，并从多个方面优化结构，如层数、高度、材料等，在保证工程质量的基础上，降低施工成本，促使施工单位经济效益最大化。

1建筑结构优化设计的相关理念

当前，建筑行业的发展日新月异，在逐步深入展开研究的同时，也改变了社会对建筑结构各项设计性能的需求，因此逐渐更新了以下理念：一是建筑安全性能提升。建筑安全性能是建筑保证建筑使用者安全使用建筑的基础，在优化过程中不得忽视安全性方面的内容。二是改善建筑的功能性。目前，保障人们正常生活和工作是建筑的主要使用功能，而建筑不仅具备这些功能，还可以拓宽其他用途。因此，要改善和增加建筑的用途和功能，更好适应使用者的需要。三是美化建筑结构，维护绿色生态环境。建筑在建造和使用时，可能会对周边环境产生影响，要注重与周边环境相融合，减少对环境的污染，采用绿色环保材料，坚持与自然环境和谐共生。四是建筑一般具有一定的使用寿命，为实现其将来的永续发展，不可一味追究低成本而采用廉价劣质的建筑材料，使其使用价值降低[1]。

2建筑建筑设计存在的缺陷

2.1设计人员的专业素养有待提高

设计人员的专业综合素养直接决定着设计方案的水准，一旦设计人员专业水平不高，在设计过程中很容易出现漏洞与缺陷。从目前建筑的设计师调查状况来看，一些设计人员缺乏与时俱进的设计理念和丰富的实践经验，设计过程中容易忽视细节问题，这往往是很多建筑安全隐患问题爆发的根本原因。另外，设计人员在设计之前缺乏实地考察，使图纸设计方案与具体的施工条件有所出入，导致施工工程无法顺利开展，甚至被迫停工。因此，作为设计人员，应更新设计理念，加强自身专业素养，丰富实践经验，才能保证设计方案的科学性与合理性。

2.2楼层超高问题

为了节省城市空间，很多开发商会选择建筑。但是楼层越高，在进行结构设计时越要注意其抗震、防风性能，以及横向和纵向的承载能力。楼层越高，对于安全质量性能的标准要求也就越高，建筑设计者需要在设计方案中体现超高楼层的设计特点，尤其要考虑施工材料和施工技术的适用性。但是在现实中，很多设计师在超高楼层设计时采用和普通的同样的设计方案，这就很容易造成安全隐患。

2.3消防设计有待完善

建筑内的居民分布密集，避免不了相互之间会产生影响。尤其是在发生火灾时，如果不能得到及时控制，将会影响整栋楼居民的安危。因此，要重视消防设计。现代建筑都配有地下停车场，如果发生火灾却没有完善的消防设施、设备及时控制，一旦燃烧到地下停车场可能会引发爆炸。因此，建筑结构设计时，设计人员要考虑设置足够的消防设施和消防通道。从当前建筑中消防通道的设计来看，很多逃生通道的设计比较隐蔽或者狭窄，导致人们逃生时会出现拥挤问题，又或者因为消防设施设备配备数量不合理不能及时控制火势。

3建筑结构设计的优化对策

3.1从整体优化设计方案设计

（1）综合分析各项影响因素，站在整体视角，科学统筹施工工艺、技术和资源，从而保证优化后的房屋建筑结构设计方案更符合施工标准与规范。（2）设计人员进行房屋建筑结构设计优化时应充分利用POWELL、复合形法和拉格朗日乘数法，以找到最优的设计方案。同时，还应注意原材料的质量把控，保证每个部件的质量都能达到预期标准，从而发挥其使用功能。（3）深入分析外部因素。在进行房屋建筑结构设计优化时，相关人员必须将外界因素考虑在内，并进行相应控制，排除房屋建筑结构设计的影响因素，以此减少安全风险与隐患。（4）简化内部结构。若房屋建筑内部结构比较复杂，设计人员计算时就容易出现误差，导致设计方案不合理，造成资源浪费，增加施工成本。为了有效控制房屋建筑的施工成本，相关人员必须简化房屋建筑内部结构，且简化必须符合设计标准，从而减少计算误差。以房屋建筑结构抗震设计为例，设计人员必须明确结构框架设计标准，遵循相关的力学原理，在保证房屋建筑结构稳定、平衡的基础上，简化抗震设计，降低房屋建筑抗震负载力，从而提高结构整体抗震性能。

3.2地基与框架结构设计优化

地基与框架是保证房屋建筑结构稳定的基础，因此，优化地基与框架结构尤为重要。（1）地基设计优化。众所周知，地基承受着房屋建筑的全部荷载，其设计是否合理直接影响建筑物的稳定性与安全性。为了保证房屋建筑地基结构的合理性，设计人员必须勘察施工现场的水位、地质，综合考虑水文情况、岩体情况等，并由专业人士计算荷载范围，保证地基设计的稳定性，避免后续因荷载过大出现沉降情况，影响房屋建筑整体结构的稳定性，以此保证居民的生命、财产安全。（2）优化房屋建筑框架设计。房屋建筑框架设计优化需结合结构计算，确定柱网和柱距。合理的柱网、柱距不仅可以提高房屋建筑结构的稳定性与安全性，还可以保证房屋建筑工程的经济性。就整体平面布局来说，必须降低房屋建筑内部刚度，提高四周刚度，以规避扭转过大问题，增强房屋建筑工程整体的抗震性能。框架柱与框架梁的截面应控制在合理范围，否则会浪费资源，同时，过大的截面还会影响美观性，甚至在特殊位置上会影响空间的实用性。

3.3剪力墙结构设计

优化剪力墙作为房屋建筑结构的重要组成部分，可以抵抗来自水平方向和垂直方向的风荷载与地震荷载，可以预防结构剪切破坏，保证房屋建筑具有较强的抗震性与强度。由此可见，剪力墙在房屋建筑结构中占据重要地位，因此，设计人员应认识到优化剪力墙结构设计的重要性。剪力墙结构设计优化应将建筑平面的几何中心与结构中心重合，使结构刚度均匀地分布在建筑平面上。同时，剪力墙的墙体应与建筑隔墙重合，在保证架构稳定、安全的基础上，提高房屋建筑空间的利用率和舒适度。为了避免墙体存在过长、过短的情况，设计时可适当减少墙肢数量，从而减少混凝土、钢筋等建材的使用量，降低施工难度。另外，房屋建筑剪力墙应遵循从下向上连续设置的原则，以避免剪力墙出现重叠、悬空、错位的情况。

结束语

综上所述，房屋建筑结构设计优化在房屋建筑建设中发挥着重要作用。同时，随着人们对房屋建筑功能需求的多样化，对结构设计也提出了更高的要求。为了满足人们对房屋建筑的建设要求，设计人员必须从多方面综合考虑，优化房屋建筑结构，在保证质量的基础上，为用户提供更优质的住房品质。

参考文献

[1]李凯.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].居舍,2022(13):25-27.

[2]丁海霖,马威.房屋建筑结构设计中优化技术的应用分析[J].陶瓷,2021(11):101-102.

[3]陈会友.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].房地产世界,2021(13):44-46.

[4]占丽金.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].中华建设,2021(07):104-105.