房屋建筑结构设计中应用优化技术

摘要：随着社会经济的快速发展，人民生活水平不断提高，人们对于房屋结构有了更高的要求，不但要求其安全实用，还要求具有一定的审美和经济性，能够更加有效地利用房屋空间。随着我国经济的发展及土地资源的短缺，未来的房屋建筑将会以高层或超高层为主。而且现在越来越多的年轻人由于各方面的原因更倾向于选择设计合理，空间利用率高的小户型。这些都要求建筑商在房屋设计阶段要充分考虑房屋的使用性能，进行建筑结构设计优化。同时建筑结构设计优化应用于房屋结构设计中，也能够节省工程成本，提高工程质量，增加建筑企业的经济效益。

关键词：房屋建筑结构设计；优化技术

1导言

房屋结构设计是确保房屋质量的基础，为房屋建筑安全性与稳定性提供了基本保障。在房屋结构设计中应用优化技术，可有效降低工程造价、实现经济效益最大化。本文以保障房屋质量为原则、实现经济效益最大化为目标，分析了在进行房屋建筑结构设计中应用优化技术的优势。

2结构设计优化的意义

众所周知的一个情况就是，我国是世界上人口最多的国家，特别是随着时代的快速发展，大量的农村人口开始选择进入到城市工作生活乃至定居，这种情况也就造成了社会对于房屋建筑的需求量也在持续不断的增长，相应的建筑用地也变得越来越紧张。受到这种情况的影响，我们国家的高层以及超高层建筑的数量也越来越多，而对于建筑设计结构的要求就是花费最低的成本满足最多人的需要。所以，要想使房屋建筑发挥出最大的作用，必须要应用最先进的技术对房屋建筑结构进行最合理的优化。

3房屋建筑结构与经济效益间的关系

在进行房屋结构优化设计时应明确房屋结构与经济效益的关系，根据需求进行有针对性的设计优化，提高房屋建筑的安全性和经济效益。

3.1房屋层数与土地面积间的关系

从表面上来看不管建筑的层数是多少，所使用的土地面积都是不变的。但实际操作过程中不仅要考虑建筑物本身的土地使用面积，还需要考虑由于建筑层数增加导致的整体高度增加。此时要适当增加与相邻建筑的距离，才能满足其它建筑物的日照和相关性能的正常使用。

3.2房屋建筑外形成经济间的关系

房屋建筑在总面积相同的前提下，建筑结构的平面周长越小墙体面积也就越小，建筑所使用的材料、后期装修装饰等投入也会相应减少。通过实践对比我们得知，当建筑平面为圆形和方形时，可有效降低建设成本；并且内部构件也更为稳固；受力情况更加合理。

3.3房屋结构与设备间的关系

在进行房屋建筑结构设计时还应对给排水、电气、暖通等设施进行充分考虑，建造房屋的过程中会使用较多专业设备与材料，并且会随着建筑物层高的增加而增多，为保证这些设施的正常使用会建造很多管道井。设计人员应在满足设施功能性的前提下盡量缩小管道井空间，达到节约空间和资金的目的。

3.4建筑子结构与楼层数量的关系

随着建筑物层数的增加，其下部结构承载的荷载也会相应增加，地基承载力、下部结构与构件承载能力都需要相应提高。因此，在已确定建筑物总层数的前提下，应在满足房屋的功能性情况下对建筑所处位置的地质情况、地基处理成本等问题进行充分考虑和优化设计，达到降低工程造价的目的。

4房屋建筑结构优化的主要应用

4.1房屋建设过程中的主要分类

房屋按照其结构形式不同可分为：砌体结构房屋、框架结构房屋、剪力墙结构房屋等等，种类很多。考虑到造价、抗震性能以及使用要求等，针对不同的需要则采用适当的结构形式。一个工程，选择合理的结构体系很重要，不光其使用安全得以保障，在其造价上也能够得到一定比例的成本节约。房屋建筑按照层数一般可以分为三类：低层、多层、高层。3层以下为低层，4～7层为多层，8层以上为高层。这只是一般笼统的划分，我们知道，房屋的使用功能不同，综上所述，结构优化设计势在必行，在发展国民经济的今天又重大意义。

4.2不同建筑形式对结构优化需求不同

4.2.1纵墙和横墙的布置设计要求

砌体结构中主要受力构件就是砌体墙，结构体系布置得合理性直接关系到结构的抗震要求。砌体结构有纵墙承重体系、横墙承重体系和纵横墙共同承重体系。抗震规范中明确要求优先采用横墙承重体系或者纵横墙共同承重体系。不应釆用砌体墙和混凝土混合和承重的结构体系。纵横墙的布置宜均勻，沿平面宜对齐，沿竖向应上下连续；同时纵横墙的数量不宜相差过大。

4.2.2配筋砌体结构设计要求

多层砌体房屋中，有时候会出现墙体受压不满足的情况，这时在墙体里面配上钢筋网片或者钢筋来增强抗压抗震。同时，墙中柱和局部配筋带也提高了抗剪承载力，不仅对整个墙体有一定的约束作用，也对抗震有很大的作用，提高了砌体的竖向和水平承载力。材料的合理先用：提倡轻质高强墙体材料的使用；合理的提高砌筑砂装的等级有效地提高了墙体抗震能力，这个措施即经济又有效；当使用现饶板并合理设计板厚、配筋：通过抗震计算来满足抗震设计是抗震设防区工程设计必不可少的一步。

4.2.3框架结构的设计要求

工程设计依据抗震等级、人防等级，地基的状况和地基的承载力，活荷载值，材料等级，施工中需要注意的事项，选用详图等。各层的梁板柱结构配筋图一般是先使用结构设计软件进行设计校核，在基础上在人为适当修改。比如对于楼梯设计多采用板式楼梯，从施工的角度来看较方便，从设计的角度看也比较美观。基础方面：独立基础它的偏心要求不能太大，必要时可做成柱下条基。也可采用台阶形或者梯形的基础底板，或着把挑梁两端的挑出的长度进行调整。

4.2.4多层框架结构房屋结构设计要求

对于一些特殊要求的多层房屋，特别是一些大开间、大跨度的建筑一般都采用框架，如：报告厅、图书馆、商场、一些学校的大教室等等。框架结构是多层和高层房屋的主要结构形式之一。其中最常用的是混凝土框架结构包括现浇整体式、装配式、装配整体式和钢框架。

总而言之，本文主要对房屋建筑结构设计进行了分析和阐述，重点探讨了房屋建筑结构设计优化的意义和优化技术的应用。目的在于为广大人民群众提供质量优良、安全性高以及舒适性好的房屋建筑。笔者相信，在房屋建筑不断优化的同时，我国建筑行业势必有更加广阔的发展前景。

参考文献：

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[3]胡雪莲.建筑结构设计优化措施探究[J].江西建材，2016（22）：34.

（作者单位：弘宇建筑设计有限公司承德分公司）