談房屋建筑結構設計優化技術應用
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摘要：隨著社會對房屋建筑需求量的轉變，房屋建筑不再是一味追求安全經濟，而是對建筑物外觀、內觀設計的明顯提高，促進了房屋建筑結構設計中優化技術的快速發展。基于此，本文從四個方面講述了常見的優化技術及注意事項，為提高房屋建筑結構設計優化質量提供參考。
關鍵詞：房屋建筑；建筑結構；優化技術
在城鄉一體化建設不斷推進的背景下，城市房屋建筑市場逐漸飽和，導致社會對房屋建筑需求量發生明顯改變，使得建筑行業競爭局勢更加激烈，為了確保建筑企業在競爭中不斷生存和發展，革新和優化施工技術成為企業有利競爭的手段之一，不僅促進了建筑項目整體結構的改進，而且提高了建筑生產效益，降低了成本[1]。基于此，本文結合自身工作實踐經歷，以房屋建筑結構設計優化為研究對象，分析常見的優化技術方法，為建筑行業施工技術的發展提供參考。
1房屋建筑結構設計優化的重要性
房屋建筑結構設計的合理程度不僅與房屋建筑的安全性息息相關，而且與建設成本、建筑物整體外貌、建筑物內部結構等具有直接關系，在房屋建筑過程中占據重要地位。隨著現代化建筑理論的快速發展以及社會對建筑物需求理念的轉變，由單一的居住型逐漸向療養型、生活居住型、休閑型等多元化發展，這就使得建筑結構設計優化技術更加重要。因此，在熟練掌握基本建筑結構設計理論的基礎上，展開建筑結構多元化優化設計逐漸成為當前建筑企業生存的有利因素。此外，在現代化建筑領域以高層建筑物、復雜建筑物為主體，尤其是對地下空間資源的利用程度越來越高，這就為建筑結構優化技術提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建設成本。因此，發展房屋建筑結構優化技術具有重要的現實意義。
2常見房屋建筑結構優化技術
2.1整體優化與局部優化
房屋建筑結構設計是一個復雜的過程，具有明顯的復雜性和層次性，尤其是現代化高層建筑物以及復雜建筑物，建筑結構具有更加獨特的層次性。總體上，建筑結構的層次性主要包括設計體系和結構體系兩部分，前者主要體現在采用什么樣的建筑風格、建筑方式等方面，后者主要體現在不同風格系統下的建筑結構方面。因此，對于建筑物層次性方面的優化主要指的是設計過程中對建筑整體結構下屬系統進行優化，使得最終建筑結構更加合理。房屋建筑物是復雜的，是由不同的結構系統組成的復雜體，包括承重系統、水電系統等多方面，因此在房屋建筑設計過程中無論哪一方面出現設計不合理，就會導致整個建筑結構不合理，進而影響建筑的整體安全性能和美觀[2]。對于不同系統的設計進行局部優化，不僅減少了大量的工作量，提高建筑物的安全性能，還能使得局部設計更加美觀、更加貼合整體設計。因此，在房屋建筑結構設計過程中，一般采用整體優化和局部優化相結合的方式進行。
2.2樁基優化
樁基是房屋建筑物的基礎，是建筑物主要的受力載體之一，對建筑物的安全性能至關重要。在房屋建筑結構優化過程中常用的方法是預制樁。與灌注樁相比而言，預制樁的質量更加容易控制，能夠獲得穩定的預制樁產品，預制樁的施工流程也較灌注樁的施工流程簡單，更容易獲得性能穩定的樁基；預制樁的施工周期遠小于灌注樁的施工周期，有效的縮短了房屋建筑周期，提高了生產效率。因此，在房屋結構優化過程中要確保預制樁施工符合沉降標準，可以顯著的提高樁基安全性能。同時，在優化預制樁結構過程中應優先選用長度較大的樁基進行優化設計，目的在于確保預制樁與巖土體之間的摩擦力穩定變化，即確保樁基的承載力在整體設計要求范圍內。此外，樁基的受力結構合理與否不僅影響房屋建筑物的安全性能，而且提高了地基不穩定沉降概率。因此對預制樁的受力結構進行優化處理，使得樁基的受力狀況更加均勻，可以有效的緩解地基不穩定沉降問題，提高房屋建筑物的安全性。
2.3房屋建筑上部結構優化
隨著城市現代化建設進程的不斷加快，城市可供建設用地的面積越來越少，導致城市高層建筑物越來越多。建筑物層數越多，對地基承載力要求越高，可能有誘發的地基不均勻沉降問題更加突出[3]。因此對房屋建筑上部結構的優化顯得尤為重要。在房屋建筑上部結構的優化過程中常表現為剪力墻的優化過程，應注意以下幾個方面內容：①在優化過程中要確保剪力墻質量的均勻程度，若優化不合理導致剪力墻質量不均勻，就會使得剪力墻不同位置的受力狀況存在明顯差異，在施工過程中可能導致局部剪力墻受力過大而破裂；②確保樓層平面剛度中心和結構重心重合，若二者重合，則導致受力重心發生偏移，進而使得承重墻的受力不平衡，不僅容易造成不均勻沉降等問題，還容易造成承重墻局部受力過大引起承重墻局部破裂等現象；③盡可能的消減外載荷的扭轉作用，在房屋建筑上部結構中不可避免的存在外載荷的影響，若外載荷量過大，則產生的扭轉作用更加強烈，容易影響或改變整體受力狀況。因此，在優化過程中應結合房屋建筑結構特征，選用大開間剪力墻，盡可能的增加墻肢數量，在確保建筑樓層平面剛度滿足設計要求的基礎上，盡可能的減少混凝土使用量。
2.4房屋建筑與建筑結構協調性優化
對高層建筑物或者復雜建筑物來講，建筑物對建筑墻體和柱體的要求更高。因此在房屋建筑結構優化過程中除了確保建筑墻體與柱體滿足相應行業標注規范外，還需對建筑與結構的協調性進行優化處理，在協調性優化過程中應盡可能的使房屋的進深與開間保持一致性，不僅能夠提高建筑結構設計的合理性，而且對建筑結構的外觀、內觀布局的美化直觀重要。在高層建筑結構或者復雜建筑結構優化過程中應盡可能的避免復雜結構的使用，盡可能的降低復雜設計的使用率，不僅能夠提高建筑施工效率，而且能夠減少施工錯誤。此外，盡可能的使得樓層截面面積與樓層高度保持協調。對于樓梯與電梯來說是常用的公共通道，設計合理與否與居民的生活息息相關，在優化過程中在確保建筑結構承重構件強度和剛度滿足要求的基礎上對非承重構件進行優化處理，盡可能的選用輕質材料。
2.5房屋建筑結構與給排水系統的協調性優化
給排水系統與居民的生活息息相關，包括廚房用水、浴室用水等系統，若給排水系統設計與建筑結構不協調，不僅影響房屋內部美觀，而且對人們的生活產生較大的影響。因此，加強房屋建筑結構與給排水系統協調性優化直觀重要。建筑物的給排水系統需要較大的機械設備，但由于機械設備的載荷強度較大，因此一般將給排水系統中的機械設備設計在地下室內。此外，給排水機械設備差異較大，主要表現在設施管道粗細不一，因此應對結構中設計的孔徑位置、尺寸大小、預埋深度等進行優化，增強穿孔位置的穩定性等。
3結束語
綜上所述，房屋建筑結構設計中優化技術是提高或改善建筑結構的重要措施之一，也是建筑企業賴以生存的主要技術手段。在確保建筑物安全的基礎上，通過建筑結構優化處理盡可能的降低建筑成本，提高企業經濟效益。為了推動建筑結構設計優化技術發展，本文從四個方面講述了常見的優化技術方法和注意事項，為行業設計人員提供參考。
參考文獻
[1]周建華.房屋建筑結構設計中的優化技術分析[J].中小企業管理與科技（中旬刊），2019（11）：187-188.
[2]陳哲.結構設計優化方法在房屋建筑結構設計中的應用[J].居業，2020（2）：36-37.
[3]王永勝.結構設計優化在房屋建筑結構設計中的應用[J].建筑技術開發，2020，47（3）：41-42.
作者：張四軍 單位：山東省方圓經緯設計集團有限公司