房屋建筑結構設計中優(yōu)化探究
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摘要：人們對房屋建筑結構設計的要求越來越高，除了要滿足房屋建筑的實用性之外，還要確保房屋建筑的安全、美觀、舒適。其中建筑結構設計方法是影響房屋設計效果的關鍵因素之一，建筑結構設計方法直接影響這房屋建筑結構的變化。建筑結構設計的難度較大，對設計人員的要求較高，設計人員必須要掌握扎實的專業(yè)知識和豐富的技能經(jīng)驗，才能夠很好的適應房屋建筑結構設計工作的要求?；诖?，文章就此探究了優(yōu)化建筑結構設計方法，進一步提升建筑結構設計的整體質(zhì)量。
關鍵詞：房屋建筑；建筑結構；結構設計；優(yōu)化技術；應用研究
1探討優(yōu)化房屋建筑結構設計的重要性
1.1能夠有效的提升建筑材料的利用效率
為了獲得更豐富的經(jīng)濟效益，在保障房屋建筑的質(zhì)量的前提下，需要通過開展科學的建筑結構設計來有效的節(jié)約資金，提高資金的利用效率。從建筑結構設計的實際操作來看，結構性能良好的方案所使用的結構材料并不一定是價格最高的，性價比高的材料也能夠發(fā)揮出最佳的結構性能。這就要求設計人員在進行建筑結構設計時，要把提升材料利用率作為工作重點。設計人員要通過綜合應用各種新型材料。例如：預應力混凝土結構、鋼管混凝土結構等新型的建筑材料，提升建筑結構設計的科學性和最終效果。同時，新型材料在許多方面有明顯的優(yōu)勢，如鋼管混凝土結構在穩(wěn)定性、抗壓強度、抗變形能力方面有明顯的優(yōu)勢。鋼管和混凝土材料的有機結合，能夠大大提升該材料結構的穩(wěn)定性[1]。通過充分、高效的利用鋼管對混凝土的作用，使該結構呈三向受壓的狀態(tài)，進而顯著提升該材料結構的抗壓強度。相較于普通的鋼管結構，鋼管混凝土能夠在其自重和承載力保持一致的前提下，有效的節(jié)省將近一半的鋼材，能夠很好的簡化原本需要實施的焊接工序，減少工作人員的工作任務量。鋼管混凝土結構與混凝土相比，能夠減少將近一半的構件截面面積，相應的就減少一半左右的材料用量。能夠在有效的節(jié)省材料的同時，提升材料結構的穩(wěn)定性和強度，大大提升材料的利用率，在保障建筑結構質(zhì)量的同時，還能夠有效的控制工程項目成本，提升材料的利用率[2]。
1.2能夠很好的推動建筑結構的經(jīng)濟性的提升
隨著高層建筑數(shù)量的增加，建筑墻體和柱的面積也在不斷的擴大，建筑結構的自重不斷增大，各種管線鋪設的長度也越來越長。也就是說，如果建筑的層高降低，所使用的建筑材料也會相應的減少，還能夠有效的提升建筑的抗震性。如果建筑的高度降低，兩棟建筑之間的日照距離也會相應的發(fā)生改變，最終有效的減少用地面積。如果建筑面積相同，采用接近于方形的形狀，相對的能夠減少房屋建筑外墻的周長系數(shù)，就能夠減少建筑基礎裝修和建筑內(nèi)表面和外表面的裝修，進而有效的推動房屋建筑經(jīng)濟性的提升。合理的建筑結構優(yōu)化設計，能夠從整體上節(jié)省房屋建筑工程造價，為建筑工程企業(yè)爭取更多的經(jīng)濟效益。
2簡要概述現(xiàn)階段房屋建筑結構設計的實際情況
2.1結構設計圖紙的內(nèi)容不夠完善、詳盡
房屋建筑工程建設離不開圖紙，設計圖紙是開展房屋建筑項目工程建設必不可少的要素之一。開展房屋建筑工程項目施工的各個步驟、各個環(huán)節(jié)，都需要圖紙作為參考和引導。只有設計完善、詳細、科學的結構圖紙，才能夠為后續(xù)開展項目施工提供便利支撐，從而有效的避免后續(xù)施工出現(xiàn)不必要的變更、修改的問題。但是現(xiàn)階段部分單位設計的結構圖紙并不詳盡，許多細節(jié)并未落實到位，對于建筑結構類型、抗震等級要求并未按照規(guī)范標準詳細標明，也沒有詳細的列舉有關墻體材料類型的內(nèi)容。由于一些結構設計圖紙的專業(yè)性不強，未能按照規(guī)范標準要求進行科學、合理的圖紙繪制，圖紙中所涉及的內(nèi)容標識不清晰，內(nèi)容不準確，給房屋建筑施工造成了嚴重的消極影響，成為引發(fā)安全事故問題的導火索。
2.2房屋建筑基礎選型不夠合理
房屋建筑的功能性固然重要，但也絕不能忽視其安全性。提升房屋建筑的安全水平，需要有關人員從建筑結構設計工作中著手，提升結構設計的合理性。建筑工程的安全水平受到多個方面因素的影響，例如建筑結構選型科學與否、使用材料是否符合規(guī)范標準要求、建筑結構的承載性是否符合標準，等等。然而現(xiàn)階段我國建筑行業(yè)存在明顯的基礎選型不合理的問題，房屋建筑承載性不能符合標準要求，房屋建筑施工基礎差，后期建筑物發(fā)生不均勻沉降等等。這一系列問題隨之而來，最終引發(fā)嚴重的房屋建筑安全事故。
3探討優(yōu)化房屋建筑結構設計方法的基本原則
3.1堅持功能性原則
房屋建筑既要滿足用戶的居住需要，還要具備其他多項功能。隨著人們物質(zhì)文化水平的有效提升，人們對住宅的要求也越來越高。因此，房屋建筑結構設計需要堅持功能性的原則，切實為用戶創(chuàng)造更良好的居住體驗。
3.2堅持經(jīng)濟性原則
由于房屋建筑設計所涉及的內(nèi)容有很多，開展設計工作、施工建設都需要用到大量的施工建設材料和相關工藝技術。只有優(yōu)化建筑結構設計方法，才能夠有效的節(jié)省房屋建筑建設成本。人們物質(zhì)生活水平的提升，房屋建筑建設施工的成本也在不斷的增加。在開展結構設計工作時，設計人員需要充分的討論成本問題，有效控制成本，在保證項目建設的質(zhì)量和安全性的前提下，做好對資金支出問題的有效控制，提升預算規(guī)劃的科學性和有效性，才能夠更好的推動房屋建筑工程項目有序、平穩(wěn)、高效進行。
3.3堅持安全性原則
安全性是房屋建筑結構設計需要堅持的最基本、最首要的原則。房屋建筑的安全性直接影響人們的人身安全和財產(chǎn)安全。在房屋建筑結構設計工作中，設計人員需要把安全性原則作為基礎性原則，綜合考慮各方面因素，排查房屋施工建設的安全隱患問題。要落實好安全管理工作，加強安全教育宣傳力度。
4探討優(yōu)化建筑結構設計的具體方案
4.1從整體上優(yōu)化方案設計
推動建筑結構設計工作的整體水平和質(zhì)量，需要有關單位首先對建筑方案展開科學的優(yōu)化設計。具體來講，可以從以下幾方面著手。第一，要科學分析統(tǒng)籌各項因素，全方位定位，要建立在整體的視角上，科學統(tǒng)籌各項資源和各類技術，確保建筑結構設計優(yōu)化的方法能夠符合規(guī)范標準要求。第二，要做好原材料質(zhì)量控制。要確保各個部件、各個材料質(zhì)量合格，確保各個部件的功能符合標準要求，能夠正常、充分發(fā)揮。第三，要充分的分析和考量外部因素。有關單位要做好對建筑結構設計外部影響因素的有效控制，做好對人力、物力等方面消極因素的有效控制，嚴格排查出影響建筑結構設計的風險和隱患問題[3]。第四，要進一步簡化內(nèi)部結構。由于房屋建筑內(nèi)部結構很繁雜，在開展設計工作時很容易出現(xiàn)計算誤差的問題，造成房屋建筑建設成本增加，不利于開展成本控制工作。為此，有關單位需要合理控制影響因素，簡化房屋建筑結構設計方案。簡化建筑結構內(nèi)容，需要按照建筑設計規(guī)范標準實施。以房屋抗震設計工作為例，設計人員要首先明確結構框架設計標準，按照力學原理，進一步提升結構的平衡性和穩(wěn)定性，要有效簡化抗震設計的相關因素，減輕建筑物的抗震負載力，從整體上促進結構抗震性能的提升，并制定符合抗震設計要求的質(zhì)量標準，在保證建筑結構承載力的同時，簡化建筑結構[4]。如下圖1所示：
4.2地基的優(yōu)化設計
地基設計是房屋建筑結構設計的基礎性內(nèi)容。在進行房屋建筑結構設計時，需要把地基的優(yōu)化設計作為設計工作的關鍵。在開展設計工作之前，設計人員需要詳細、全面的考量地基的實際情況，做好科學的地質(zhì)勘測，科學分析和計算地質(zhì)承受力，還要堅持安全性原則，有序、安全、高效的落實好項目安全實施。項目負責人要肩負好自身的職責，全面、細致的分析地基結構設計的影響因素，并以此為依據(jù)做出科學預案，綜合考慮各方面影響地基設計的風險隱患，清晰、明確的梳理安全問題。在施工現(xiàn)場還要安裝防護設備。
4.3優(yōu)化剪刀墻結構設計
為了進一步提升建筑結構設計的強度和抗震性能，有關單位需要高度重視剪刀墻結構的設計，高效、廣泛的應用剪刀墻。良好的剪刀墻結構，能夠大大提升建筑結構的穩(wěn)定性，減少事故問題產(chǎn)生的可能，提升建筑結構應對自然災害的能力，為人們創(chuàng)造更加安全的居住環(huán)境和生活環(huán)境。科學設計剪刀墻結構，需要設計人員做好剪刀墻重量的均勻分布，要確保建筑平面的剛度和房屋建筑各層的結構重點能夠保持一致。設計人員需要關注剪刀墻的承重，關注剪刀墻水平方向的相關問題，綜合考慮剪刀墻的角度平衡的問題。在進行施工建設的過程中，設計人員還要結合項目建設的實際情況，綜合分析剪刀墻的承受能力，科學計算相關數(shù)據(jù)，明確工程項目的實際需要，盡可能的提升剪刀墻結構的強度、剛度和穩(wěn)定性。
4.4做好建筑結構電氣系統(tǒng)的設計
設計人員需要高度重視電氣系統(tǒng)設計和電氣安裝的相關問題。設計人員要以導向的方式為基本方式，做好電氣系統(tǒng)在樓板、墻體等位置的安裝。要按照規(guī)范標準進行設備安裝，確保電氣安裝的科學性。在施工建設的過程中，可能會出現(xiàn)電氣穿過梁體的情況，為此，有關人員應當預留好孔洞，將梁體和墻體的寬度設置為一致，避免出現(xiàn)管線暴露在墻體之外的問題。由于房屋建筑中電梯部位有很多的建筑構件，設計人員需要根據(jù)實際情況，科學計算電梯部分的相關內(nèi)容，保證電氣系統(tǒng)設計的科學性，一切為房屋建筑施工服務。
4.5優(yōu)化排水系統(tǒng)設計
設計人員在進行排水系統(tǒng)設計時，應當以強度、荷載力為依據(jù)，科學、有序的配置機械設備。特別要對地下室結構進行優(yōu)化設計，要科學計算管道預留尺寸和深度，做好對建筑樓板鉆孔位置的管理，做好加固[5]。設計人員還要提升對水平方向管線的關注度，盡可能的避免貫穿梁體的情況。如果一定要穿過承重墻，有關人員需要按照規(guī)范要求，細致、科學的進行加固處理，切實提升排水管網(wǎng)設計的科學性。
4.6做好室內(nèi)裝修設計
做好室內(nèi)裝修設計，包括空間尺寸設計、建筑內(nèi)家具尺寸設計、室內(nèi)色彩設計、室內(nèi)活動區(qū)域設置、休閑區(qū)域和游戲區(qū)域的設置。設計時，設計人員要充分考慮到用戶的實際需求，還要滿足人體工學要求，按照人站立、坐臥等的尺度科學展開之內(nèi)裝修設計。設計人員還要善于利用自然能源，結合溫度、濕度等開展裝修設計，進一步節(jié)省能源消耗。綜上，文章介紹了建筑結構優(yōu)化設計的重要性，分析了當前建筑結構設計的實際情況，列舉了當前建筑結構優(yōu)化設計方法應用需要堅持的原則，最后探討了建筑結構優(yōu)化設計方法應用的具體方案和技術創(chuàng)新，其需要有關單位和設計人員從以往的實際工作中著手，吸取經(jīng)驗教訓，做好案例交流，做好專業(yè)知識技能的培訓和交流活動，切實提升建筑結構優(yōu)化技術的創(chuàng)新，提升房屋建筑結構設計工作的整體水平，希望能夠為有關單位開展相關工作提供一定的參考。
參考文獻
[1]楊悅.結構設計優(yōu)化在房屋建筑結構設計中的應用[J].綠色環(huán)保建材,2020,(05):92-93.
[2]張瑞.房屋建筑結構優(yōu)化設計研究[J].工程建設與設計,2020,(06):5-6.
[3]張凱月.建筑結構優(yōu)化設計方法在房屋結構設計中的應用[J].工程建設與設計,2020,(16):37-38.
[4]趙鑫.高層建筑混凝土結構優(yōu)化設計分析研究[J].工程建設與設計,2020,(05):18-19+43.
[5]丁路通.武漢某250m超高層建筑混凝土結構和混合結構設計方案及造價對比[J].工程建設與設計.2021,(03)：12-14.
作者:張虎 單位:甘肅寧遠建筑設計院有限責任公司