摘 要：在本文的研究活動中，針對房屋建筑結構優(yōu)化設計價值展開分析，討論了房屋建筑結構優(yōu)化設計原則，包括節(jié)能性原則、適宜性原則、美觀性原則、經濟性原則等，分析了房屋建筑地基基礎、樓板結構、梁結構、柱結構、剪力墻、電氣系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、安全結構、整體布局等環(huán)節(jié)的優(yōu)化設計要點，其目的在于提高房屋建筑結構設計質量，減少施工時的施工變更問題。

關鍵詞：房屋建筑；適宜性；經濟性

1 前言

所謂房屋建筑結構優(yōu)化設計是指，在已有建筑工程施工基礎上，將美學、藝術、安全等理論融入設計中，以此來提高房屋建筑建設內容的舒適性、美觀性與實用性?；谙嚓P應用原則，做好房屋建筑結構優(yōu)化設計內容的整理工作，以此來提高設計方案的可行性與合理性。

2房屋建筑結構優(yōu)化設計價值

房屋建筑結構優(yōu)化設計擁有以下價值：

（1）提高建筑資源利用率。進行建筑結構優(yōu)化設計時，會對作業(yè)區(qū)域基礎資料、當?shù)亟ㄖ袌鲑Y料進行整理，根據綜合分析結果來優(yōu)化設計方案，從而為建筑材料、施工設備、施工技術等內容的選擇和應用提供可靠指導，在保證建筑工程作業(yè)質量的同時，提高建筑資源利用率。

（2）保證建筑工程安全性。在BIM技術輔助下，能夠建立建筑結構設計模型，依托模型來完成結構間的受力分析，并可以據此來分析房屋建筑結構可靠性，以此來提高建筑工程的安全性。

（3）降低工程整體造價。在項目競爭激烈程度不斷提高的背景下，如何在保證項目施工質量的同時減少工程造價，也成為施工企業(yè)需重點關注的內容。房屋建筑結構優(yōu)化設計活動的進行，能夠通過綜合分析結果來細化設計內容，以此來降低工程造價，提高施工企業(yè)的經濟利潤空間。

3房屋建筑結構優(yōu)化設計原則

3.1節(jié)能性原則

在結構優(yōu)化設計活動中，應遵循節(jié)能性原則，該原則集中體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）進行施工材料選擇時，需要在滿足質量性、安全性、功能性的基礎上，做好節(jié)能材料的選擇與應用，以此來保證整個建筑工程設計結果的節(jié)能性。

（2）在施工技術選擇階段，也需考慮技術的節(jié)能環(huán)保性，同時在技術選擇時，還需要綜合考慮各項技術之間的協(xié)調性與匹配性，以此來降低技術應用時產生的污染與能耗，提高施工結果的節(jié)能環(huán)保特性。

（3）房屋建筑結構設計時，還需要從全局角度來引入綠色環(huán)保理念，對于細節(jié)上的內容進行不斷優(yōu)化，提高自然與建筑物之間的協(xié)調性，以此來降低設計方案落實過程中產生的污染問題。

3.2適宜性原則

不同地域因日照強度、夏季主風向、最大風力等參數(shù)而存在差異，因此在房屋建筑結構設計內容上也會出現(xiàn)一定差異。基于此，在整個房屋建筑結構的設計中，需秉持適宜性原則展開設計。該原則在實踐中需注意以下內容：

（1）在對施工材料進行選擇時，需綜合分析地域因素、市場因素、建筑風格等內容，基于綜合分析結果來篩選配套的施工材料，從而提高所選材料的適宜性與合理性。

（2）在施工技術選擇階段，也需考慮地方抗震強度要求、容積率要求等內容，據此來篩選出最為適合的施工技術，保證施工技術最終的應用效果。

3.3美觀性原則

從目前的發(fā)展情況來看，人們對于房屋建筑外形設計的要求也在提高，這也要求設計人員在應用中，能夠在保證房屋建筑結構安全性和質量性的基礎上，提高整個房屋工程的美觀性。該原則在落實過程中，需要設計人員針對房屋建筑業(yè)主的相關需求進行記錄，圍繞此項內容做好配套信息采集工作，包括房屋建筑外形要求、市場建筑物發(fā)展趨勢等，依托信息技術提供的便利條件，搭建配套的房屋建筑設計方案，以此來保證外形設計內容的合理性。

3.4經濟性原則

在國內建筑領域發(fā)展進程持續(xù)加快的背景下，房屋建筑工程結構設計內容在整體上呈現(xiàn)出較大的發(fā)展趨勢，同時，有關房屋建筑的投資金額也處于不斷增加的狀態(tài)，進而增加金融風險發(fā)生概率。目前有關房屋建筑工程的建設過程，主要通過招投標的方式來籌集資金，很容易帶來工程造價失控風險?；诖耍谡麄€房屋建筑結構優(yōu)化設計活動中，設計人員需重點關注此類內容，結合工程所在區(qū)域的實際情況，積極引入各類應對措施，以此來保證整個房屋建筑工程設計內容的經濟價值，從根源上提高房屋建筑工程成本控制水平。

4房屋建筑結構優(yōu)化設計要點

4.1地基基礎

在房屋建筑工程中，地基基礎屬于重要組成部分，這也是整個建筑結構穩(wěn)固性的重要保障。

首先，設計人員需要對各類建設指標進行充分梳理，基于現(xiàn)場實際情況，獲取完整的勘測數(shù)據，包括土質數(shù)據、地層數(shù)據、地下水數(shù)據等?；诘刭|勘測結果，綜合分析該區(qū)域的基礎性能，了解區(qū)域地質結構的受力狀態(tài)，以此來提高地基安全設計內容的安全性。其次，在對地基結構進行優(yōu)化設計時，需要基于數(shù)值法來整合基礎資料，再基于基礎資料分析結果，對地基結構設計方案展開系統(tǒng)化分析，了解土體用料的各項屬性。同時，在數(shù)值模擬法輔助下，也能夠提高所整理數(shù)據的合理性，并可將其導入計算機軟件中生成三維模型，直觀展示地基基礎設計內容。最后，依托有限元軟件，能夠搭建可靠的群樁地基方案，針對方案中的細節(jié)展開綜合化分析，做好細節(jié)優(yōu)化處理，如基于數(shù)據分析結果調整樁帽尺寸、樁體間距等內容，以提高整個地基基礎結構設計內容的科學性。

4.2樓板結構

在對房屋建筑結構進行設計時，樓板（如圖1所示）也屬于重要的設計內容，在對其進行設計時，需綜合考慮樓板所承受的荷載情況、傳力過程等參數(shù)。在對樓板承載性能進行優(yōu)化設計時，需要綜合考慮樓板厚度和配筋率，以此來得到科學的數(shù)據計算結果。在樓板剛度設計方案中，也需要綜合分析樓板形狀與設計荷載，確保樓板在受力情況下不會出現(xiàn)較大撓度與形變。

在具體的優(yōu)化設計中還需注意以下內容：

（1）科學控制樓板厚度。對于普通跨度在3.0 m～4.0 m的樓板，其厚度不能低于100 mm；針對高層建筑核心位置，樓板厚度不能低于150 mm；對于客廳當中存在異形的位置，樓板厚度應控制在120 mm～150 mm；房屋建筑工程的地下室頂板厚度不能低于180 mm，以保證樓板厚度的可靠性。

（2）合理調控樓板配筋率。基于彈性理論來計算配筋率的理論值，隨后結合實際載荷來調整配筋率，從而提高樓板配筋率設計結果的科學性與合理性。

4.3梁結構

在房屋建筑工程中，梁結構（如圖2所示）屬于重要的水平結構，其主要承擔樓板、屋頂?shù)壬喜拷Y構荷載，并且還會將部分荷載分流到其他豎向結構處。針對梁結構展開優(yōu)化設計時，需綜合考慮梁體荷載、綜合強度、應用剛度等內容，以此為基礎來優(yōu)化梁結構的具體參數(shù)。

基于以往實踐經驗，具體優(yōu)化活動中的要點如下：

（1）科學控制梁高。根據以往施工經驗可以得知，梁體高度會和工程成本保持緊密聯(lián)系，通常情況下的梁體高度會控制在跨度值的1/12～1/18。針對跨度不統(tǒng)一的房屋建筑，會按照最短跨度來控制梁高。

（2）在對框架梁進行設計時，需要綜合考慮整個結構的塑性調幅狀態(tài)，盡量降低梁端的負彎矩，以此來保證整個結構的穩(wěn)固性。同時，在整個框架設計活動中，也需要做好不合格裂縫的規(guī)避工作，降低此類問題帶來的直接影響。

（3）在梁結構設計環(huán)節(jié)，需要做好梁高空間和機電管道之間的容差設計，同時需要在設計時提前預留好洞口，保證管線的順利穿過。除此之外，在整個設計活動中，也需要做好梁體布置與管線的協(xié)調管理。

4.4柱結構

在對柱結構進行設計時，需要盡量使柱結構處于中心位置，從而減少柱結構的偏心問題。并且，在柱結構的優(yōu)化設計中，也需要根據軸壓比參數(shù)來減少配筋數(shù)量，以此來滿足“強柱弱梁”要求。在對縱筋進行配置時，需要提前預留好適當余量，使用到的角筋也需要選擇較大直徑材料，使其可以為整個結構提供較大支撐力。

在對箍筋進行選擇時，需要在契合最小配筋率的基礎上，將Ⅰ級和Ⅲ級鋼混合在一起進行使用，一般情況下，外圍箍筋會使用Ⅲ級鋼，而內部箍筋則會使用Ⅰ級鋼。需要注意的是，利用拉筋復合箍進行施工時，使用到的拉筋結構需要緊挨縱向鋼筋，并且能夠穩(wěn)定鉤住封閉箍筋，從而形成一個穩(wěn)定整體，提高整個結構的穩(wěn)固性，利于后續(xù)施工活動的推進。

4.5剪力墻

在整個房屋建筑結構中，剪力墻屬于保證建筑穩(wěn)固性與安全性的重要載體。據此，在對剪力墻進行優(yōu)化設計時，首先，需要對于工程建設要求展開系統(tǒng)化分析，基于得到的分析結果，對于墻體結構重量進行調整，從而保證建筑結構剛度和結構質量的均衡性。其次，在對剪力墻結構進行設計時，需要對剪力墻質量承載性能以及水平方向進行科學化調整，以此來保證整個剪力墻角度的平衡性與承載性。而且，在剪力墻優(yōu)化設計活動中，也需要切實考量施工現(xiàn)場的具體情況，了解整個施工活動中不同結構部件的具體性能，科學測算墻體結構的受力參數(shù)，并據此有序完成結構強度、剛度的綜合化設計。最后，整個設計活動中，還需要系統(tǒng)化分析房建工程抗震設計系數(shù)，同時也需要積極引入綠色施工理念，依托理念中的相關內容來科學調整建設資源應用情況。除此之外，在剪力墻設計活動中，也需要做好結構抗震性能的綜合化分析，根據分析結果科學調整剪力墻布設位置、布設數(shù)量、結構厚度等內容，從而提高整個結構的穩(wěn)固性與安全性。

4.6電氣系統(tǒng)

在對房屋建筑工程電氣系統(tǒng)展開優(yōu)化設計時，需注意以下內容：

（1）對電氣設備安裝過程進行科學化設計，并且需要對整個電氣程序結構展開優(yōu)化設計。一般情況下，電氣設備多安裝在樓體、墻板等部位，這也需要在設計活動中充分梳理施工現(xiàn)場具體情況，優(yōu)化電氣設備安裝方案，營造良好的電氣系統(tǒng)運營環(huán)境。

（2）基于設計圖紙中的相關內容，提前預留好相關孔洞，如果在設計階段遇到電氣橫穿梁體的情況，那么此時在結構優(yōu)化設計中，也需要做好設計方案的科學化處理，仔細檢查各管線所處的穿梁部位，盡量避免管線直接暴露在外部環(huán)境中。除此之外，在整個設計活動中，也需要做好關乎電梯結構便捷性、安全性等內容的考量工作，使其可以維持健康的運行狀態(tài)。

4.7給排水系統(tǒng)

在對房屋建筑工程給排水系統(tǒng)進行設計時，需要科學考量管線布設情況、管線運行荷載、管線承壓上限值等，據此來完成管線的裝配工作。并且在管線排布時，也需要依托BIM技術來建立三維模型，對于整個管線排布情況進行梳理，并以此篩選出最為合適的布設方案，確定管線預留規(guī)格、布設深度等，避免管線出現(xiàn)布設沖突問題。在樓板鉆孔位置的布設活動中，需要保證鉆孔布設結果的精準度，對于特殊位置也需要做好相應的加固工作，保證整體結構的穩(wěn)固性。如果所布設的管線需要穿過承重墻，那么此時也需要做好對于方案細節(jié)的調整工作，并以此來做好相應的加固工作，從而確保整個給排水管網布設結果的科學性與合理性。除此之外，在整個設計活動中，也需要做好中水系統(tǒng)與徑流管線的科學化布設，以提高水資源利用率，減少水資源的額外損耗。

5結論

綜上所述，進行房屋建筑結構優(yōu)化設計的目的，是能夠提高設計方案內容的功能性、安全性，以此來推動工程項目的有序進行。在具體的優(yōu)化設計活動中，需要做好各細節(jié)內容的綜合化分析，以此來提高設計方案的合理性與有效性。

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