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房建建筑结构优化设计分析

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：孙金里

[导读] 摘要：随着我国经济在快速发展，社会发生了翻天覆地的变化。

        机械工业第六设计研究院有限公司四川分公司四川成都 610000
        摘要：随着我国经济在快速发展，社会发生了翻天覆地的变化。在当代的房屋建筑工程上，房屋建筑不仅要在要迎合市场在建筑外观及建筑布局方面下功夫，还要保证质量安全情况下降低工程成本，前期策划与设计决定了房地产项目70%~85%的项目成本，而结构成本在建安成本中占据了40%~60%的比重。房屋建筑结构设计优化在整个房屋建筑业的使用中发挥了重要作用。本文通过所做过工程项目的对比，分析总结了建设结构设计优化方法及建设结构优化方法的实际应用。
        关键词：结构设计优化方法；建筑结构设计；应用分析
        引言
        高质量的房屋建筑必须建立在高水准的建筑结构设计基础之上，尤其在现阶段，房屋建筑结构设计人员更需要结合人们对于房屋建筑的功能要求、外观要求和性能要求对房屋结构进行进一步的优化设计，不断提高房屋建筑的安全性、经济性和功能性。因此，探究房屋建筑结构优化设计对于整个建筑行业的发展具有积极的促进意义。
        1房屋建筑结构设计优化的重要性
        房屋建筑结构设计的合理程度不仅与房屋建筑的安全性息息相关，而且与建设成本、建筑物整体外貌、建筑物内部结构等具有直接关系，在房屋建筑过程中占据重要地位。随着现代化建筑理论的快速发展以及社会对建筑物需求理念的转变，由单一的居住型逐渐向疗养型、生活居住型、休闲型等多元化发展，这就使得建筑结构设计优化技术更加重要。因此，在熟练掌握基本建筑结构设计理论的基础上，展开建筑结构多元化优化设计逐渐成为当前建筑企业生存的有利因素。此外，在现代化建筑领域以高层建筑物、复杂建筑物为主体，尤其是对地下空间资源的利用程度越来越高，这就为建筑结构优化技术提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建设成本。因此，发展房屋建筑结构优化技术具有重要的现实意义。
        2结构优化设计方法在房屋建筑中的实际应用
        2.1整体和局部统一的设计理念
        建筑结构设计是工程项目管理的重要组成部分，对相关设计理念、方法技术进行实际应用，对建筑物整体质量提升具有积极作用。设计实践中，应对建筑整体与局部进行优化，关注建筑工程本身设计的复杂性与层次性，对影响房屋项目设计质量的因素进行分析与整理，以期为相关工作的科学有序开展提供有效参考。坚持整体与局部相结合的设计理念，可促使设计效果叠加，实现1+1＞2的预期设计目标。实践表明，采取优化设计方案，应用先进设计理念对房屋建筑设计方式的创新与进步起到促进作用，相关领域工作人员，需要加强设计理念更新与方法应用，为现代建筑设计施工方案的合理落实奠定良好基础。为实现整体设计与局部优化的有机结合，需要关注设计过程的协调性，对相关设计因素进行优化，重点强化先进设计理念和方式方法的应用，对房屋建筑的立体结构与局部平衡关系进行研究，促使建筑物外观呈现美观性与实用性双重特征，促使建筑物设计质量明显提升，为设计工作的科学开展提供技术保证。具体设计中，应对建筑物的空间布局进行优化，包括其室内空间与公共空间的布局与设计，使得房屋建筑物不仅满足设计理念要求，也符合人们的审美标准。此外，局部设计中，包括桩基部分的设计与优化。建筑物桩基设计通常采取灌注桩技术方案，并且对相关沉降标准进行严格要求与管理，降低施工设计难度、缩短工期。
        2.2结构参数的优化
        参数的合理选用对降低工程成本也有着很重要的影响。作为一名结构设计工程师，能够正确理解规范中各个参数的真正含义和适用范围并合理取值，做到熟练掌握结构概念并应用，这是一种基本能力与专业素养，平时工作中应该重视这种能力的培养。

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比如有些地产公司为了降低含钢量，不管是什么情况都要求梁计算时按T形梁考虑，这种要求是否合理？要确定这个问题的答案，我们需要追根溯源，先从规范着手，《混凝土结构设计规范》（2015年版）中对T形梁计算有明确的条文，也就是说理论是可行的。接下来我们要分析实际工程能否满足T形梁的设计假定？由于地上住宅多处梁两侧有高差、降板，很难满足T形梁的计算假定，进而影响计算的准确性，无高差或高差处较少的纯地下室部分，则满足T形梁的计算假定，个别高差处再局部配筋复核，这种情况下，可以选用混凝土矩形梁转T形梁，对降低结构成本起到一定的作用。理解了结构概念及原理，即便有优化单位参与优化，也可以有理有据，不被动。
        2.3优化建筑抗震设计
        在当下房屋建筑结构设计中，抗震设计直接关系着房屋建筑的安全性和稳固性，所以在优化结构抗震设计时，更需要全面即遵循既定设计流程，做好地质基础勘测，保证建筑高宽比的合理科学。在具体设计时，需要围绕提高建筑抗测力构件性能的原则，多采用钢筋混凝土框架结构来完成对各抗震结构的设置，比如采用钢筋混凝土柱作为框架柱，由于其轴压较低，所以更能够满足建筑结构设计要求。其次，在设计时需要综合考虑各方面因素的影响，比如结构高度、构件的承载力等等。既需要确保房屋建筑结构中各部分构件的受力均匀，还需要结合具体工程情况、地质条件等，对结构设计进行进一步优化，以此来进一步促进结构抗震能力的提升。此外，需要详细细致分析房屋建筑中结构的传力途径和作用方式，然后选择相应的设计方法来降低地震来临时建筑所受到的外界作用力，从而提高建筑结构在地震中的稳定性。
        2.4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。
        2.5优化基础结构设计
        在进行基础结构设计时，首先在设计优化前要先做好对施工当地地质地形、自然环境等条件的实地考察，收集和分析相关数据，在此基础上制定科学合理的设计方案，并根据可能会遇到的问题制定解决预案。如常用的基础形式及经济性优先等级一般为:天然基础＞地基处理＞桩基础;天然基础中:独立基础＞条型基础＞筏板基础;筏板基础中:平板式＞梁板式;地下室基础中:独立基础+防水板＞筏板+柱墩基础(与抗浮水位和地基承载力有关)。
        结语
        综上所述，房屋建筑结构优化设计过程中，应注重采取整体和局部相统一的设计理念，重点关注房屋建筑设计中的质量安全，并且注重采取节能环保设计措施，提升建筑工程整体的施工设计水平。同时，在结构设计中，也应认识到目前技术应用不足、方法使用不当的问题现状，注重在实际中对相关问题进行改进。
        参考文献
        [1]孔水根.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].河南建材,2019(05):291-292.
        [2]付航.试析房屋建筑结构设计的优化[J].建筑安全,2019,34(09):67-69.
        [3]王娜.浅谈优化技术在房屋建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰, 2019(20):114-115.