建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用_2

建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
发布时间：2022-02-15T03:47:01.287Z 来源：《全球城市研究》2021年第6期作者：刘照华
[导读] 近年来，随着人们生活水平、经济条件的不断提升，人们对建筑结构及住房条件的要求也从传统注重实用性上升至对建筑物稳定性、安全性、美观度等方面的要求。

而通过优化房屋建筑结构的设计，能够显著提升房屋建筑设计的质量和水准，进而满足人们对房屋建筑外观和功能等方面的需求，减少建筑建造的成本，提升建筑企业、业主的经济效益。

刘照华
乌鲁木齐建筑设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000
摘要：近年来，随着人们生活水平、经济条件的不断提升，人们对建筑结构及住房条件的要求也从传统注重实用性上升至对建筑物稳定性、安全性、美观度等方面的要求。

而通过优化房屋建筑结构的设计，能够显著提升房屋建筑设计的质量和水准，进而满足人们对房屋建筑外观和功能等方面的需求，减少建筑建造的成本，提升建筑企业、业主的经济效益。

关键词：建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计
引言
在城市建设进程的逐渐深入过程中，房屋建筑的建设速度非常快，规模也呈现出显著的进步，由于房屋建筑规模逐渐扩大，建筑集群体量逐渐扩大。

房屋建筑的结构设计被提出了更高的要求。

本文试图探究房屋建筑结构设计所涉及的各方面内容，如地基、结构搭配、结构缝隙等常见问题，对其进行深入剖析后，以问题为导向，全面推进建筑业发展，提升房屋建筑结构设计及施工质量。

1房屋优化设计的意义
房屋结构优化的意义在于: ①实现建筑资源的优化配置，房屋结构设计能够优化房屋结构方案、施工方案，通过采用先进的施工工具、施工工艺以及施工方案，使得建筑方案更加合理，资源配置愈加优化。

传统的房屋结构设计中，施工方案合理性不足、资源配置不合理，影响工程进度与工程质量。

房屋结构优化是在现有的基础上，综合分析各种情况，从房屋外围、房屋细部结构、房屋工程造价、房屋影响因素等多方面进行优化，在提升建筑结构设计品质的同时，也能够优化施工方案，使建筑资源配置更加合理，符合房屋结构工程的需求; ②降低工程造价，建筑工程造价受到多方面因素的影响，房屋建筑的平面布置、层数、高度、柱网等因素均会影响工程造价。

房屋结构设计优化是将经济学的理论纳入房屋结构设计中，对建筑结构的结构、细部、层高等综合考虑，确保设计符合房屋建筑相关标准，也能够满足经济性的要求。

建筑结构设计优化是针对房屋结构的功能需求，对房屋结构的布局、受力、价格等进行综合分析与考虑，从而选择最优化的设计方案，达到房屋结构使用价值、美学价值与经济价值的平衡统一。

2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
2.1梁刚度放大系数
在结构整体计算阶段，楼板主要是选取弹性膜假定、刚性楼板假定等，未能对楼板平面外刚度进行考虑。

上楼板能作为楼面梁翼缘增强梁作用，当前要注重此环节增大作用的影响，对结构整体刚度进行控制。

在相关规定中明确提出，可以运用中梁刚度放大系数，对楼板面外刚度作用进行判定。

建筑混凝土设计规范中规定，装配整体式楼盖、现浇楼盖的设计，要注重判定楼板作为翼缘对梁刚度以及承载力产生的影响。

针对梁受压有效翼缘实施计算，或是选取梁刚度增大系数法进行判定。

其中刚度增大系数要注重基于梁有效翼缘尺寸以及截面尺寸比重进行判定。

计算软件提供两种方法，供大家选用。

第一种默认中梁刚度放大系数 2.0 和边梁刚度放大系数 1.5 近似算法，第二种是基于软件应用，针对混凝土规范表中对应的梁有效翼缘宽度计算方式，基于翼缘 T 形截面、原矩形截面抗弯刚度比值判定刚度放大系数。

从计算情况能得出，平面中不同位置梁刚度放大系数存有一定差异。

梁刚度放大系数，对结构的周期、位移、配筋等均有影响。

一般而言，梁的刚度增大，内力也会相应增大。

因此我们在设计时应采用第二种方法，但是需要注意以下几点 :（1）在没有楼板的空梁，刚度放大系数取 1.0。

（2）在梁左右板厚不一致或楼板有高差时，应按照 T 型梁的实际刚度，除以矩形梁刚度得到刚度放大系数，手动修改其刚度放大系数。

（3）当楼板采用弹性板 6 时，梁刚度放大系数取 1.0。

2.2提升建筑结构环境友好型设计水平
根据目前房屋建筑行业的综合发展情况，随着我国城市建设、城乡结合、市政建设、城市改造和经济的多元化发展，建筑质量可能出现一些问题，建筑行业也会朝向不同的方向发展。

为了能够使得房屋建筑更加适合人居，现代建筑设计正在朝向环境友好型、人文友好型的绿色环保趋势发展。

现代建筑设计应以集群和群落式的面貌出现，保证房屋在未来一段时间的使用过程中，均能为人们带来良好的使用效益，并能不断满足新时代人民发展的诉求。

提升建筑结构环境友好的水平，需要房屋建筑设计团队依托于整体团队的力量，一方面实现施工设计利益最大化，同时又能够杜绝不科学的建筑基础选型，对房建结构设计图纸进行详细推敲。

设计者和建设者在进行房屋建筑结构设计时，应着重于建筑物的关键结构体系的重复组合，对承重墙、墙柱等部位进行重复检查，如果地质勘探资料中的数据不全面，可再次要求勘探人员对细节进行改进，并与建筑设计者交底。

另外建筑设计还要考虑美观的要求，有很多建筑外墙都做了线条或太阳能感应灯，
其中线条的高度可达平均一米左右，屋顶设置有花架，经过严格计算后，设计人员还会设计飘窗或高空阳台。

经过严格计算配筋和房屋结构刚度，这样直接影响飘窗等的安全指数，在完善安全约束条件之后，这些结构配置将会给人们的生活和居住带来更好的体验，合理优化，按照建筑结构设计的力学要求进行设计，能保证整体房屋建筑结构的安全度在合理的范围之内。

2.3优化高层建筑结构抗风性能
高层建筑的结构设计工作要重点考虑风荷载要素，这对于整个高层建筑结构的安全有着特殊意义，因此设计人员要充分考虑高层建筑结构的抗风性能。

具体而言，建筑工程企业要改善高层建筑结构的抗风能力，务必深入到施工建设现场，认真分析和研究高层建筑物的受力点大小和特点，然后有目的地开展抗风设计工作，保证高层建筑施工工作的有效开展。

另外，设计人员还要认真地选择施工地点，并且计算出建筑物的相关数值，然后结合实际情况来变换混凝土的配置，全面地把握各种因素，然后设计出最好的施工方案，还要结合抗震标准来完善钢筋的整体结构，进一步强化高层建筑结构的抗风和抗震性能。

2.4建筑结构构成的优化
建筑结构构成的优化是对房屋结构具体细节的优化，在局部数据基本合理的背景下，建筑刚重比、周期和阵形等均是重点考量的问题。

通过优化结构构成，能够确保结构刚度更为合理，进而最大限度避免因刚度过大而影响到房屋建筑的安全性，而且还能够有效节约材料用量，确保房屋建筑的经济和社会效益。

结语
房屋结构设计优化是对房屋设计进行进一步的优化，实现功能性、科学性与经济性的平衡，满足各方的需求。

房屋结构设计优化对于提升房屋设计水平，控制工程造价十分关键，能够促进我国建筑工程的发展。

为了更好地推进房屋结构设计优化工作，需要合理运用各种优化方法，切实把握各种优化策略，不断地提升优化质量，从而为我国房屋结构的智能化、多样化发展提供助力。

参考文献
[1]史亚东.房屋建筑结构设计中的问题与对策分析[J].智能城市，2021，7（8）：92-93.
[2]孙慧芹.房屋建筑结构设计中的常见问题与解决对策研究[J].建筑技术开发，2020，47（18）：7-8.。