建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的应用

　　摘要:近些年,我国的建筑行业发展快速,建筑工程的结构设计直接影响到整体的工程质量和建筑效果,是整个工程主体的框架结构。随着当前社会经济和科技的发展步入快车道,人们物质生活水平的提高促使对建筑工程的施工质量等方面有了更高的要求。建筑结构的优化设计关系到建筑主体的空间运用和设计艺术感。因此,要在保证建筑物外观艺术感、内在实用性和使用安全性的同时运用当前的先进技术和设计思想将其建筑结构最大程度上的优化,使其在具体的施工过程中更具有可行性、科学性,在建筑工程完成后更具有实用性、安全性,建筑效果更具观赏性,建筑质量达到较高水平。

　　引言

　　随着社会经济的迅速发展,如今,人们的经济条件、生活质量与生活水平得到了明显的提高,从而对生活环境也提出了更高的要求。基于时代进步及社会发展要求,如今房屋建筑结构设计中,往往会在确保质量、安全的基础上,开展结构优化设计,以实现成本降低、节能减排及建筑物使用功能的提高。

　　1 建筑结构优化设计在实际工程中的意义

　　结构设计优化无论在房屋建筑工程还是市政道路等工程中都具有复杂性、多变性特点,优化结果的实现需要多个专业协调合作、共同努力。结构设计优化结果不仅关系到建筑整体使用功能,同时也关系到建筑的经济性。结构设计优化结果的出现,不仅要保证建筑整体结构设计的安全性,同时也符合建筑外观设计需求。对于房屋建筑来说,结构设计的优化还应将实用性、人文关怀紧密结合在一起,这对提升人们的居住质量,提升建筑的居住功能具有重要意义。而当前,大部分的开发商更多的关注建筑的外观和造价,对于结构自身的负载情况把控程度不精准,导致结构设计过程中存在较多质量隐患,施工安全事故较容易发生。科技的进步促进建筑结构设计优化更加重要,建筑结构设计也在不断的进步发展中。结构设计优化的同时,要兼顾房屋建筑结构实用性与安全性,以此增强建筑设计方案的完善性,保证建筑质量,减少建筑成本,降低建筑施工造成的环境污染等。

　　2 结构优化设计方法在房屋建筑中的实际应用

　　2.1 节能环保设计措施实际应用

　　随着现代化建筑施工理念的发展与进步,绿色建筑设计与施工越来越受到行业人员重视,选择节能环保设计措施与方法,也可提升房屋建筑设计水平、保证项目施工质量与安全性。实际工作中,相关设计人员应设计太阳能、风能和潮汐地热能等清洁能源装置和设备,并对相关设计方案的实际应用价值进行研究与会审,促使建筑物更加具有节能环保属性。实践表明,在房屋建筑结构中,利用先进的技术手段和设计方法,对建筑物整体的节能环保性能产生深远影响,尤其是太阳能和污水净化处理方案的设计与应用,集中体现了现代建筑设计理念,提升了人们的居住体验程度。房屋建筑工程项目设计中,需要对影响节能环保效益的因素进行综合管理,并采取有针对性的设计理念和措施,解决相关问题,促使房屋建筑工程更加节能可靠。此外,建筑结构设计中,应对相关的原材料和框架结构进行管理与控制,善于利用节能设计方案与环保型原材料,提升工程项目本身的环保性能。

　　2.2 针对建筑的使用寿命进行优化

　　房屋的使用寿命与房屋的建筑施工质量有着密不可分的联系。一般情况下,房屋建筑的预期使用时长长达七十年,但实际使用过程中,有部分房屋的使用寿命仅能达到四十年左右,主要原因还在于建筑开发商在施工过程中的态度较差,建筑质量得不到充分保证。随着高层建筑的流行, 开发商必须要对建筑质量给予特别重视,要严格按照原先设计好的图纸进行施工,同时要注重在后期加强对于建筑整体的保养与持续优化,以提高建筑整体耐久度。

　　2.3 对高层建筑结构进行合理设计

　　在建筑结构的设计中,高层建筑结构的框架设计难度更大、安全性要求也更高,通常需要较大的防震能力来稳固整体结构。当前的高层建筑结构框架设计中主要采用混凝土作为建筑材料,在具体的设计与施工中必须注意混凝土的强度不能超过C40,严格控制混凝土混合和使用的强度, 以此来增加建筑结构在高层设计与施工、使用时的抗弯、抗压、抗震能力。优化建筑结构的设计,最重要的是其能够灵活应对多种地质情况的变化,使其在各种情况下仍然能够保证安全性和稳定性。在对高层的建筑框架结构进行基础部分的详细设计时,应当考虑到注下拓展基础宽度较宽或地基不匀、地基较软的多种情况。因此,如果基础柱的埋藏深度大于3 米时,建筑设计师应当考虑建设地下室,以增强地基的承载力来满足设计的安全需求。同时,基于风险防范地下室板不能够外伸以达到防水的目的。根据实际情况考量使用微膨胀的混凝土进行浇筑,提高整体的高层建筑框架结构基础的部分牢固程度,以支撑整体的结构稳定。

　　2.4 地下结构的优化

　　地下部分的结构设计是房屋建筑结构设计的重要组成部分,在房屋的使用过程中发挥着重要作用。为了带给人们更为舒适的居住感受,做好地下结构的优化设计非常重要。进行地下结构设计时,应尽量合理布置地下室柱网跨度和主次梁的布置方式,可以将上部结构的嵌固部位埋入地下室顶板中,这样可以使地下室空间得以扩大,有利于人们对地下室的空间利用,还可以通过降低地下室层高的方式进行多层地下室的结构设计, 使地下室层级和面积增加,增强其使用性能。

　　2.5 在建筑结构抗震性能优化设计中的应用

　　建筑抗震设计是结构设计优化的重点,也是提升建筑设计质量、使用功能的基本需求。因此在建筑抗震设计中,一定要在设计理念和思想上得到充分的重视,加强对抗震设计的合理科学研究,并提升房屋建筑结构抗震设计及其使用性能的稳定性,需重点注意的是,在抗震结构设计优化中, 应做到简约化、高效化、均匀对称性。对于抗震性能高的建筑结构来说, 首先要具备一定的使用规则,尽量减少凸角结构设计,避免抗震结构设计的复杂化。建筑结构平面布置不规则的情况下,由于地震的作用会导致产生一定程度的扭矩效应,因此要注意偏离结构刚心远端抗震墙或框架柱承载力的验算。此外,在不对称建筑结构的抗震设计中,要确保结构平面布置结构的刚心和质心相重合,以避免或减小地震所产生的扭转效应。

　　2.6 排水管道系统的优化

　　房屋建筑结构设计中,对结构设计优化进行应用的时候,还可以对排水管道系统进行优化设计。排水系统设计是房屋建筑结构设计中的重要组成部分,其复杂程度较高,应充分考虑实际情况来开展设计。特别是穿墙管道设计中,应以便于施工为原则,提前预留管道碰撞检测的空间,并做好预埋空洞的标记,以便于施工方在施工的时候可以提前预埋孔洞,避免返工问题的出现。对于需穿过承重墙的排水管道,应做好对周围的加固处理,保证承重墙的稳定性。排水管道优化设计中,应考虑施工方面的问题, 避免管道绕柱问题的出现。随着科技的进步,BIM 技术在建筑设计中得到了越来越多的应用。排水管道优化设计中,也可以应用BIM 技术,来开展碰撞检测,确保排水管道、建筑物的协调性,提高排水管道优化设计质量。

　　结语

　　综上所述,房屋建筑结构的设计优化工作应细致、全面、可行性高, 以提升设计质量、施工质量为前提,尽量减少建筑成本,因此作为结构设计人员,应重视房屋建筑结构设计优化方案的反复论证,结合自身的技术经验,协调好各专业、各设计阶段的工作内容。

　　参考文献:

　　[1]吕杨.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].江西建材,2017,(5):42,48.

　　[2]刘毅.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].建筑工程技术与设计,2018,(1):277.

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