房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

陳梓欣

摘要：在房屋建筑工程建設(shè)的過(guò)程中，因?yàn)槭┕さ臋C(jī)械化，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工廠預(yù)制、加工所占比重不斷減小，大部分施工工序以及購(gòu)件需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工，這樣就導(dǎo)致建筑工程施工周期增長(zhǎng)，施工難度不斷提高。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方式，不斷提升工程施工的便利性，同時(shí)采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方式，增加建筑工程的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；原則

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法需遵循的原則

1.1舒適性原則

建筑房屋本來(lái)就是人們的生活和居住的重要場(chǎng)所，其最終的目的就是滿足用戶的各種需要。因此在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，應(yīng)遵循舒適性的原則。將用戶的需求放在房屋設(shè)計(jì)的第一位，廣泛的收集和總結(jié)各種用戶對(duì)房屋設(shè)計(jì)的不同的功能需求，盡可能提高房屋建筑的服務(wù)功能。比如采用大開(kāi)間的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置，以方便用戶日后對(duì)房屋進(jìn)行分隔和改造。

1.2經(jīng)濟(jì)性原則

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地和用戶的需求，確定房屋的層數(shù)、房屋設(shè)計(jì)的外觀形狀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造，并在滿足安全性和舒適性的前提下，采用最佳的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格規(guī)范房屋設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，最大程度的降低材料損失，提高資源的利用率，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的。

1.3綠色環(huán)保性原則

現(xiàn)代社會(huì)追求經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的和諧統(tǒng)一，在工程建設(shè)中引入了綠色建筑理念，并以綠色環(huán)保性原則作為各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要約束和規(guī)范條件。因此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，應(yīng)始終遵循綠色環(huán)保的原則，選擇環(huán)保型設(shè)計(jì)和建設(shè)材料，將保護(hù)環(huán)境納入房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，提高設(shè)計(jì)人員的環(huán)保意識(shí)，突出環(huán)保設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綠色環(huán)保目標(biāo)，以促進(jìn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

2.1房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計(jì)

房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是非常重要的結(jié)構(gòu)單元，必須要對(duì)其進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)比較經(jīng)常見(jiàn)到的主要有：條形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；筏板基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等等。對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，需要在滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，根據(jù)房屋建筑工程的要求與施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件科學(xué)合理的選擇房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，這不單單可以確保房屋建筑工程的安全性，還大大縮短了房屋建筑工程的施工進(jìn)度，進(jìn)而降低了房屋建筑工程的成本。

2.2房屋建筑工程上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（1）剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)方案布置的過(guò)程中，要使剪力墻結(jié)構(gòu)重心和建筑平面的形心相互重合，來(lái)避免建筑結(jié)構(gòu)的剛度在平面上面分布不均。剪力墻的墻體要與建筑的隔墻相互重合，在剪力墻保證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的前提下，增大建筑空間利用率，提高建筑工程使用的舒適度。還要盡量使剪力墻墻體的長(zhǎng)度符合要求，進(jìn)而保證剪力墻墻體安全穩(wěn)定，要盡量減少剪力墻墻肢數(shù)量，降低建筑工程施工建設(shè)的難度，還要盡量節(jié)約施工材料的使用。剪力墻結(jié)構(gòu)一般是從上到下進(jìn)行連續(xù)設(shè)置，剪力墻不能出現(xiàn)重疊、懸空、錯(cuò)位等問(wèn)題。剪力墻結(jié)構(gòu)上部構(gòu)造的配筋墻體要考慮到盡量縮減墻體厚度，進(jìn)而降低剪力墻配筋率，使得剪力墻結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)適用。（2）框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程中要結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算，來(lái)保證柱網(wǎng)與柱距的合理性，進(jìn)而保證框架結(jié)構(gòu)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。在框架結(jié)構(gòu)整體的平面布局上面要降低建筑工程中部的剛度，使建筑工程兩側(cè)的剛度大大增強(qiáng)，進(jìn)而避免扭轉(zhuǎn)太大，整個(gè)建筑工程的抗震性得以增強(qiáng)。梁與柱的中線要盡量重合，如果梁柱中線的距離過(guò)大，可以考慮梁加腋。樓梯間的四角要設(shè)置框柱，進(jìn)而增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)抗倒塌的能力。

2.3對(duì)整體和局部?jī)?yōu)化

建筑在設(shè)計(jì)方面，要重視層次化和復(fù)雜性特點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行應(yīng)用。從層次化角度而言，包含建筑設(shè)計(jì)基本要求，每個(gè)單獨(dú)的設(shè)計(jì)涉及到很多下屬體系，在對(duì)房屋進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須對(duì)個(gè)體系統(tǒng)進(jìn)行分析，考慮到關(guān)聯(lián)橫向性要求，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要慎重選建筑材料，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要從整體角度入手，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。此外，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)本身而言，為了體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的整體性和緊密性，需要考慮到建筑系統(tǒng)美觀性要求，對(duì)結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行分析。對(duì)于建筑系統(tǒng)本身而言，墻體和支柱不能出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象，高度和截面必須相通。例如在樓體設(shè)計(jì)階段，自身受力比較多，根據(jù)轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定要求，對(duì)于整體來(lái)說(shuō)，要選擇高強(qiáng)度的材料作為基礎(chǔ)，降低自重，將重心、剛心和質(zhì)心等交疊重合，避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

2.4結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電氣優(yōu)化保持一致

電氣管線的安裝以導(dǎo)線的形式存在的，在外部或者墻體以及樓板設(shè)定過(guò)程中，要重視安裝程序，如果存在不合理安裝的現(xiàn)象，則可能給預(yù)制的結(jié)構(gòu)施工造成影響，因此需要注意的是為了保證管線穿過(guò)梁體，提前在梁體上預(yù)留相對(duì)應(yīng)的孔洞，保證梁體寬度和相對(duì)應(yīng)的墻體寬度一致。如果出現(xiàn)不相同的情況，要保證墻體的一面和梁體的一面對(duì)齊，不能漏在墻體表面。在整個(gè)房屋建筑設(shè)計(jì)階段，電梯部分會(huì)存在很多空洞，埋下的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件比較多，設(shè)計(jì)者要單獨(dú)對(duì)電梯部分進(jìn)行分析和極端，保證合計(jì)的安全性和合理性。

2.5結(jié)構(gòu)優(yōu)化與排水系統(tǒng)優(yōu)化保持協(xié)調(diào)

在房屋建筑中排水系統(tǒng)的專(zhuān)用房間里有著很多的機(jī)械設(shè)備，對(duì)于荷載能力、荷載強(qiáng)度較大。所以要將其設(shè)置在地下室，而且保證管道的預(yù)留尺寸與預(yù)留深度要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于樓板本身的鉆孔位置要加固。另外，要注意水平方向的管線可能會(huì)貫穿柱或梁的情況，要盡可能降低這種現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)率。如果管道在建設(shè)時(shí)穿過(guò)了承重墻，就必須對(duì)墻體進(jìn)行加固。在整體上盡可能地保證結(jié)構(gòu)的設(shè)置與管道網(wǎng)相協(xié)調(diào)，預(yù)防管道出現(xiàn)繞柱或繞梁的現(xiàn)象。

3結(jié)語(yǔ)

房屋建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性，而且還可以在滿足人們對(duì)各種功能要求的基礎(chǔ)上，提升建筑物的美觀性和經(jīng)濟(jì)性。因此，房屋建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在設(shè)計(jì)中，充分的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，降低建筑工程的成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]張剛利.論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的具體應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新，2016.

[2]建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及應(yīng)用解析[J].吳榮國(guó).建材與裝飾.2017（19）.

（作者單位：廣東中美建筑設(shè)計(jì)院有限公司）