房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

苗瑞強

（太原市建筑設(shè)計研究院， 山西 太原 030000）

0 引言

時代在發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對于建筑結(jié)構(gòu)形式與功能性等多方面更加嚴格，在設(shè)計過程中建筑結(jié)構(gòu)不僅要保證基本的安全性和，美觀性，還需要從業(yè)主的角度出發(fā)，實現(xiàn)科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從某種意義上來講建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對建筑工程質(zhì)量與施工效率有著緊密的聯(lián)系，同時也是提高建筑施工企業(yè)經(jīng)濟效益的關(guān)鍵所在。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作能夠提高建筑物的安全性、適用性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、美觀性，延長建筑物的使用壽命，有助于建筑工程領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化相關(guān)概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化主要是運用科學(xué)合理的設(shè)計理念，從建筑安全性出發(fā)，考慮建筑物在應(yīng)用過程中應(yīng)具備的基本功能，同時還要保證具備外形美觀的特點，這樣才能吸引更多的人關(guān)注，從而解決建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的不合理問題，運用科學(xué)的方法對各種設(shè)計方案進行比較分析，結(jié)合建筑工程的特點和實際情況選出最為合理的設(shè)計方案，以滿足各方面的具體要求。從理論上來看，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化需要從全面的角度進行分析，并充分的體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，從圍護、屋面、樓梯等細節(jié)入手，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，充分考慮總體布局、結(jié)構(gòu)類型、受力條件、造價成本等，更是以安全、適用為原則，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)越性，更好的促進我國建筑業(yè)的快速發(fā)展。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要在保證建筑基本穩(wěn)定的前提下使豎直方向所承受的力量上下貫通開來，從而保證建筑物的受力均衡，盡量不選擇轉(zhuǎn)換層的形式，加強對剛度的認識，做好各種荷載水平的計算與試驗做到不漏輸荷載，避免由于設(shè)計水平不高所由此引發(fā)的安全問題，提高建筑物整體的強度和抵抗外部荷載能力。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1 節(jié)約土地資源

從當(dāng)前來看，高層建筑、超高層建筑數(shù)量不斷增多，與普通建筑結(jié)構(gòu)形式相比，高層建筑所占用的土地面積更小，這在一定程度上提高了土地資源的利用效率。但是在建筑高度不斷增加下，建筑層數(shù)也越來越多，結(jié)構(gòu)設(shè)計要求更加嚴格，很容易出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)與占地節(jié)約相背離的情況，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計處于一種失衡狀態(tài)，并且這方面所造成的成本增加也是必然存在的。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化下，提高土地資源利用效率，合理控制占地面積與層數(shù)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，將工程成本控制在一個合理的范圍內(nèi)，有助于建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 經(jīng)濟性、適用性更強

眾所周知，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程的靈魂所在，建筑工程主要是為了滿足人們?nèi)粘Ｉ?、工作的實際需求，房屋建筑首先要滿足使用者對建筑功能性要求，并綜合建筑整體情況從安全性、經(jīng)濟性出發(fā)，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加的合理。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中，從施工角度和使用角度綜合考慮，采用最直觀的方案實現(xiàn)房屋的美學(xué)效果，并保持其具有良好的安全性和穩(wěn)定性，這也給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作提出更高的要求。上面我們說高層建筑層數(shù)不斷增加，其所承受的自重荷載也更大，對建筑整體框架、梁、柱都有一定的影響，如果要增加建筑物的承載能力，就需要適當(dāng)提高建筑墻面面積與梁柱截面通過不斷地優(yōu)化，發(fā)揮每一單元的功能價值，實現(xiàn)最合理的資源配置，保證各單元既可以獨立的存在，又可以相互銜接、保持一致。

2.3 提高建筑節(jié)能環(huán)保水平

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化不僅體現(xiàn)在土地資源利用效率的提升，還可以在滿足質(zhì)量安全要求的同時，達到經(jīng)濟適用與綠色環(huán)保舒適的目的，使房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加環(huán)保，符合國家及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，在國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的同時，以綠色建筑設(shè)計理念為基礎(chǔ)，不斷引進環(huán)保行技術(shù)、環(huán)保型材料，保護自然環(huán)境，促進社會的穩(wěn)定發(fā)展。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點分析

3.1 優(yōu)化高層建筑空間和平面設(shè)計

對于低碳環(huán)保理念之下的高層建筑結(jié)構(gòu)施工，涉及到空間與平面的設(shè)計，并且是非常重要的一部分，在進行結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計的過程中必須嚴格遵循建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計流程，以實地勘察數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，確定高層建筑的高寬比。在高層建筑平面設(shè)計中，應(yīng)該加強建筑抗測力構(gòu)建布設(shè)的規(guī)則性要求，盡量選擇鋼筋混凝土框架作為結(jié)構(gòu)抗震的首要條件，采取軸壓較低的鋼筋混凝土框架柱，以此達到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。需要重視在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的剛度與承載力等多方面的因素進行考慮。這樣可以保證結(jié)構(gòu)的受力比較均勻，在根據(jù)實際的情況，使設(shè)計更加的合理化，提高建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。另外對于高層建筑結(jié)構(gòu)的傳力途徑進行分析，通過合理的方法減小地震對建筑造成的傷害。

3.2 引入先進的設(shè)計理念

設(shè)計理念是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計合理科學(xué)的主要依據(jù)，圖紙設(shè)計水平直接影響房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化質(zhì)量與實施效果，房屋建筑質(zhì)量水平、成本利潤、技術(shù)水平、使用壽命，都受到圖紙設(shè)計的一定影響。因此，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中，應(yīng)該充分考慮傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)于現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)的結(jié)合，引入先進的設(shè)計理念，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的科學(xué)化、現(xiàn)代化。圖紙設(shè)計過程中可以采取計算機技術(shù)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計相結(jié)合的形式，將傳統(tǒng)的平面設(shè)計轉(zhuǎn)為立體圖形設(shè)計，保證所設(shè)計出來的圖紙更加立體，方便工作人員及時對建筑結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行修改和完善，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的工作效率與質(zhì)量水平。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計

整體優(yōu)化設(shè)計重點體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)整體與局部構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化兩方面，要保證建筑外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)更好的融合在一起做好整體性優(yōu)化是非常重要的。對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來講有很多內(nèi)容，比如：屋頂結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)、抗震設(shè)計等，這些方面的設(shè)計工作不僅要求設(shè)計人員具備良好的專業(yè)技術(shù)水平，還要做好工程造價與使用功能的完美設(shè)計。設(shè)計人員通過前期的實地考察，結(jié)合現(xiàn)場情況對工程進行優(yōu)化設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)能夠具備良好的穩(wěn)定性，在自然災(zāi)害發(fā)生時能夠最大限度保證人員安全，降低經(jīng)濟損失。

3.4 剛度設(shè)定

對于低碳環(huán)保理念中的設(shè)計對于建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能的剛度要求也比較的嚴格。需要剛度的設(shè)計符合位移與延伸性的要求，確保發(fā)生地震的時候高層建筑結(jié)構(gòu)可以安全應(yīng)對。并且主體的抗震性剛度不能過大，主要有以下幾方面的原因：符合要求的高層建筑結(jié)構(gòu)中的剛度需要比規(guī)范中的范圍值略大，而高層建筑結(jié)構(gòu)的延伸性設(shè)計需要結(jié)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求與構(gòu)造情況而定。一但剛度過大，就會造成地震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)的振動頻率減小，受到地震的影響就會增加。最終造成曾高層建筑結(jié)構(gòu)的承受地震能力增加，對于地基產(chǎn)生的副作用也會更大。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)對于建筑建設(shè)來講所具有的位置是不容忽視的，作為建筑工程項目得以順利實施的基本依據(jù)與首要條件，落實建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性、適用性、美觀性、安全性等原則，加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作，是當(dāng)前建筑發(fā)展的必然趨勢。相關(guān)人員在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的時候，應(yīng)該把握好設(shè)計理念與優(yōu)化策略，能夠秉持不斷創(chuàng)新的原則，為我國建筑行業(yè)主注入源源不絕的動力，推動社會經(jīng)濟的繁榮發(fā)展。