序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的房屋建筑結構設計研究樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

房屋建筑結構設計篇1

引言

房屋建筑結構是建筑使用的基礎，對建筑使用安全和建筑使用功能都有非常重要的作用，但是當前房屋建筑結構設計成本支出較大，原材料需求量大，造成建筑結構重量較大，影響建筑的質量穩(wěn)定與安全。房屋建筑結構設計需要遵循科學性和經(jīng)濟性的原則，從材料、設備、高度、層數(shù)、結構等多個方面進行優(yōu)化，實現(xiàn)成本的最大化利用，節(jié)約施工成本，在質量安全的前提下，提升企業(yè)的根本利益。

１房屋建筑結構與經(jīng)濟性關系的處理

１．１建筑結構設計與建筑設備之間經(jīng)濟關系處理

建筑結構設計是建筑工程的核心框架，對于項目質量安全和功能優(yōu)化起到了關鍵性作用。建筑層數(shù)的增加導致建筑設備增多，無論是電路設備還是排水管道的建設難度增加，所需的施工材料增多，導致工程項目成本變多，因此把控建筑層數(shù)的合理性，優(yōu)化設計建筑結構，滿足人們的使用需求的前提下，分析大數(shù)據(jù)系數(shù)，從而進行科學的結構設計，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。隨著建筑層數(shù)的增加，人們的用電需求和排水量也隨之增加，不僅在房屋建筑結構設計建設過程中造成成本增大，在后期的建筑使用中還會造成排水壓力，對于后期維護方面造成較大影響，因此科學的設計規(guī)劃對建筑工程的建設與使用都有重要意義。

１．２建筑結構外觀和經(jīng)濟關系處理

建筑結構不僅決定了建筑外觀和建筑形狀，并且還決定了建筑整體的穩(wěn)定性和安全性，因此前期進行建筑結構設計時，要遵循安全合理性原則，根據(jù)建筑項目的用途和特點進行結構優(yōu)化，其中圓形結構和方形結構較為常見，使得建筑每個部位受力均勻，能夠起到良好的承載支撐性，規(guī)避各類安全風險。若是考慮到外觀造型的美觀性，設計不規(guī)則的建筑外觀，需要加強建筑基礎結構的強化，提高結構強度，并設置剪力墻，提高建筑防震能力，有效避免在長期的風化和受力過程中造成墻面裂痕出現(xiàn)，提升建筑項目質量安全。

１．３建筑部分結構與建筑層數(shù)經(jīng)濟關系處理

建筑的部分結構與建筑層數(shù)之間也有著直接關系，隨著建筑層數(shù)的增加，建筑基層構件需要進行剛度和強度的優(yōu)化，增加建筑基礎構件的規(guī)格，擴大基坑面積，增加基坑深度，采用鋼筋混凝土澆筑和支架固定結合的方式進行建筑本體的穩(wěn)定，成本也會相對增加，超高建筑會導致建筑穩(wěn)定性下降，因此加強建筑結構設計，設定科學合理的建筑層數(shù)，實現(xiàn)建筑項目利益最大化，保障建筑工程項目質量。房屋結構設計復雜也會導致整體成本增加，需要在后期裝修時耗費更多的材料，但是結構的合理性和舒適性是決定用戶滿意度的關鍵因素，也是決定房屋出售效果的核心要素。

１．４建筑用地面積和建筑層數(shù)經(jīng)濟關系處理

建筑工程項目所占面積基本確定，因此在面積恒定的基礎上，增加建筑層數(shù)就可以增加購買需要，高層建筑的層數(shù)越多，平均分攤的用地面積會越來越少。但是建筑層數(shù)過多，會導致建筑部分區(qū)域光照效果降低，導致部分樓盤的采光性較差，不能滿足人們的住房用房需求，對于部分樓盤的購買力下降，建筑成本上升，企業(yè)經(jīng)濟效益較差。因此科學測量建筑之間的距離，根據(jù)太陽移動軌跡，進行樓盤朝向的設計，并根據(jù)光照角度進行樓間距的設計，不僅要提升整體建筑采光效果，還要保障住房的舒適合理性。

２房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術的運用

２．１房屋建筑結構優(yōu)化技術的前期應用分析

加強企業(yè)對建筑結構優(yōu)化技術的重視，在前期進行項目的多項分析，并且根據(jù)地形特點進行全面優(yōu)化分析，科學進行建筑結構設計，確保建筑項目施工建設的可行性。在前期房屋結構優(yōu)化方案設計中，要綜合建筑項目進行全方位設計規(guī)劃，對工程項目具有非常關鍵作用，后期建筑使用與前期設計息息相關，有效規(guī)避建筑安全風險，科學節(jié)約施工成本。在前期設計工作中要融合工程造價技術，將工程造價管理融入到工程全過程中，從前期設計到最終的質檢驗收階段都要進行充分的預算分析，將結構設計工作貫穿項目建設全過程，加強設計隊伍與施工隊伍之間的溝通協(xié)作，減少設計變更，降低成本浪費，保障工程在合理工期內(nèi)完成。例如，在現(xiàn)階段的房屋結構設計中，多數(shù)設計單位已經(jīng)應用了ＢＩＭ技術。此時，可以將房屋結構二維平面圖的電子版本導入到３ＤＲｅｖｉｔ軟件之中，生成房屋結構ＢＩＭ模型。為了保障整個房屋結構設計優(yōu)化的可靠性，可以配合“族庫”設置，將結構設計數(shù)據(jù)代入到模型參數(shù)中進行驗證處理。同時，也可以將經(jīng)驗值代入到模型中，比較設計值與經(jīng)驗值條件下，房屋結構ＢＩＭ模型差異。由于當前的房屋建筑工程項目中應用了工業(yè)設計思想中的產(chǎn)業(yè)鏈思維，創(chuàng)建了以設計、采購、施工、訂單、營銷、售后為基本環(huán)節(jié)的生產(chǎn)建設產(chǎn)業(yè)鏈條。因此，在應用ＢＩＭ技術時，可以根據(jù)設計施工一體化體系搭建ＢＩＭ技術信息平臺，使設計單位、施工單位、業(yè)主、監(jiān)理單位在統(tǒng)一的ＢＩＭ信息技術平臺上，通過信息交互、數(shù)據(jù)共享，實時的進行溝通，并結合協(xié)同合作機制，降低各方的糾紛與矛盾。尤其是在設計變更方面，應用ＢＩＭ技術后，總項目、分項目、子項目、各個構件的ＢＩＭ模型十分清楚。此時，即使發(fā)生設計變更問題，也可以根據(jù)ＢＩＭ設計一體化體系，通過一次性的系統(tǒng)性變更，降低變更過程中花費的時間、人力、財力等，進而達到節(jié)約變更成本的目標。需要說明的是，在ＢＩＭ技術應用過程中，能夠將生成的ＢＩＭ模型導入到４ＤＮａｖｉｓｗｏｒｋｓ軟件，對施工進行可視化模擬，預測施工環(huán)節(jié)可能發(fā)生的問題，進而制定匹配的預防措施。

２．２注重細節(jié)的優(yōu)化處理

注重細節(jié)的優(yōu)化處理，根據(jù)工程項目特點進行建筑局部的合理調整，確保整體建筑結構安全穩(wěn)定，不會因為局部因素造成整體安全隱患出現(xiàn)。例如，在進行房屋結構矩形板的澆筑設計時，要注重矩形板規(guī)格的設定，根據(jù)建筑造型和結構進行矩形板幾何結構的設計，加強原材料的攪拌制作管控，使得原材料可以充分攪拌，精細化的制作流程避免氣泡產(chǎn)生，增強矩形板梁結構的堅固性，分二層澆筑保障結構的穩(wěn)定性和安全性，確保矩形板能夠有較強預應力，實現(xiàn)對建筑內(nèi)外的安全支撐，提升建筑結構的荷載力。房屋建筑結構矩形施工見下圖１。再如，當前房屋建筑結構設計中，隨著新材料、新工藝和新技術的運用，已經(jīng)逐漸開始應用裝配式建筑。這種裝配式建筑的結構設計時，牽涉到預制件的制作?？墒怯捎陬A制件規(guī)格大小不同，在預制件的設計過程中，要從結構設計的不同組成要素出發(fā)，進行整體設計、局部設計方面的比較與檢驗，盡可能保障整體設計與局部設計關系的一致性。從當前裝配式房屋建筑結構設計經(jīng)驗看，樓梯預制構件、樓板預制構件、剪力墻預制構件等設計時，要將它們與整體建筑結構設計聯(lián)合起來，進行局部設計、整體設計方面的拼合檢驗。另外，由于裝配式建筑中的拼裝施工要求做到嚴絲合縫，所以，通?？梢岳茫拢桑图夹g進行裝配施工模擬，檢驗其是否達到設計優(yōu)化目標。具體操作方面，要求使用ＢＩＭ技術中的碰撞檢查功能，對各個連接位置的節(jié)點定位、連接數(shù)據(jù)、拼裝效果等進行全面檢驗與評估，確保裝配式房屋建筑結構設計方案的有效性以及在優(yōu)化技術應用的條件下，提高其設計的經(jīng)濟性，使其產(chǎn)出綜合效益。需要注意的是，在設計施工一體化體系之下，設計方面的科學技術與管理技術，一般采用融合應用方式。所以，在細節(jié)層面應用基于ＢＩＭ技術的優(yōu)化方案時，也應該配套的做好設計環(huán)節(jié)的管理。建議將結構優(yōu)化設計管理與定額管理結合起來，保障裝配式建筑結構設計的經(jīng)濟性及優(yōu)化技術應用效用。

２．３融合信息技術進行結構設計優(yōu)化

傳統(tǒng)的建筑結構設計已經(jīng)無法全面滿足現(xiàn)代建筑的需求，高層建筑工程項目需要進行分析的數(shù)據(jù)較多，人工分析會出現(xiàn)很多漏洞。因此加強信息技術在建筑結構設計中的應用，通過ＢＩＭ系統(tǒng)進行前期的建筑模型設計，將建筑結構和整體建筑群之間的距離進行分析，實現(xiàn)建筑工程項目設計合理性與可行性，融合工程造價技術進行成本預算的精準化控制。設計部門通過ＣＡＤ進行建筑平面結構的設計，并進行數(shù)據(jù)的標注，再通過３Ｄ模型的設計進行施工預演，分析施工的可行性，針對性的進行設計方案的修改，避免施工階段出現(xiàn)較為嚴重的設計變更，實現(xiàn)建筑設計的精準化。具體而言，在當前的房屋建筑結構設計優(yōu)化時，可以將ＣＡＤ技術、ＢＩＭ技術、數(shù)據(jù)庫技術、大數(shù)據(jù)技術全面融合起來，按照ＣＡＤ—３ＤＲｅｖｉｔ—４ＤＮａｖｉｓｗｏｒｋｓ———碰撞檢查的技術應用流程，進行全面而系統(tǒng)的結構優(yōu)化。從當前實踐經(jīng)驗看，應用上述技術時，可以配套選擇數(shù)據(jù)庫技術完成房屋建筑結構設計要素庫、結構設計指標庫（技術指標、成本指標），提高結構設計的精準性。同時，由于結構設計可以被劃分為多個部分的設計。此時，分部項目設計數(shù)量增多后要實時同步、統(tǒng)一管理，就需要應用大數(shù)據(jù)技術，使各個分部項目設計時可以實時的完成設計數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)分析、生成分析報告、下發(fā)分析報告、調整設計方案等。當前階段，在設計施工一體化條件下，可以將成本、質量、環(huán)境、文檔、資源、進度等專項管理，貫徹到設計、采購、施工、運維各個環(huán)節(jié)，保障在房屋建筑結構設計施工一體化方案實踐中，達到低成本投入、高技術融合應用目標。簡單講，應該積極發(fā)揮設計環(huán)節(jié)的引領性作用，使設計環(huán)節(jié)完成對后續(xù)各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性控制，并通過設計環(huán)節(jié)提高建筑產(chǎn)品的可營利空間等。

２．４提高房屋建筑結構的耐用性及安全性

加強房屋建筑結構的耐用性分析，選用合適的材料進行建筑結構的施工建設，建筑結構框架是確保建筑安全穩(wěn)定的核心部分，因此，加強房屋建筑結構設計優(yōu)化，提升建筑的耐久性和安全性，科學減少材料用量，用鋼結構進行框架建設，用較輕的新型環(huán)保材料進行建筑體的施工建設，提升建筑外表的密度和強度，減輕建筑自身重量，在遇到地震或強風大雨時可以避免高層建筑的橫向剪切，提升建筑穩(wěn)定性，提高建筑的抗震抗災實效性。通過優(yōu)化建筑結構，采用先進的工藝進行結構韌性的提升，從而保障人們的生命財產(chǎn)安全，規(guī)避建筑安全風險。

３結語

房屋建筑結構需要根據(jù)項目的特點和市場指標進行設計，在項目前期設計階段，設計人員要對實地進行勘測，分析建筑施工的安全性和可行性，根據(jù)地形特點和土地面積進行針對化設計，科學合理的進行建筑結構設計，根據(jù)建筑高度進行間距規(guī)劃，保障房屋建筑每層的采陽效果。當前高層建筑逐漸成為行業(yè)內(nèi)的主流，隨著建筑層數(shù)越來越多，建筑高度不斷增加，實現(xiàn)了土地資源的合理化利用。但是層數(shù)的增加，導致管道設備使用數(shù)量和成本增加，建筑基礎結構和地基都需要進行優(yōu)化，使用的施工材料數(shù)量增多，成本也不斷上漲。因此科學合理設計建筑結構，根據(jù)建筑的用途進行層數(shù)的設定，并根據(jù)周圍建筑環(huán)境和生態(tài)環(huán)境進行高度和間距的設計，使得房屋建筑更加具備舒適性與合理性。采用新型環(huán)保材料，降低建筑自重，提高建筑的保溫效果和隔音效果，提升建筑結構的剛度，確保建筑結構安全穩(wěn)定，促進建筑行業(yè)的健康態(tài)發(fā)展。

作者:朱瑾 單位:蘇州立誠建筑設計院有限公司東臺分公司

房屋建筑結構設計篇2

在建筑工程項目施工前，建筑結構設計的優(yōu)化需要建立在施工前期的概念優(yōu)化上，而房屋建筑的結構設計將直接影響房屋建筑的施工質量。在通常情況下，高水平的房屋建筑結構概念設計師在進行概念優(yōu)化設計時，會根據(jù)自身具備的建筑專業(yè)理論知識及豐富經(jīng)驗，有效整合房屋建筑結構的整體概念設計，并在全面分析房屋建筑內(nèi)外部環(huán)境特點的基礎上，優(yōu)化完善房屋建筑結構。近年來，人們對房屋建筑結構設計提出了更高的要求。為適應時代潮流，房屋建筑結構設計師應打破傳統(tǒng)思想禁錮，充分展現(xiàn)房屋建筑結構的美觀性、實用性及經(jīng)濟性。

1房屋建筑結構設計概述

1.1房屋建筑結構設計的基本含義

在進行房屋建筑施工過程中，房屋建筑結構概念設計發(fā)揮著不容忽視的重要作用。房屋結構的概念設計主要是指設計師根據(jù)自身的專業(yè)知識和已有經(jīng)驗，結合客戶對建筑的相關要求進行建筑的結構設計。在建筑結構設計過程中，設計師必須綜合考量多方面因素，確保設計方案與整體房屋建筑結構有效結合，促使房屋建筑結構充分展現(xiàn)其實用性和美觀性價值。目前，房屋建筑結構概念設計需要完成以下目標：①必須滿足對居住功能多樣化的要求；②必須確保建筑造型的美觀、實用；③積極應用先進的建筑技術。在通常情況下，與建筑相關的設計主要可分為結構設計和概念設計兩大類；在房屋建筑修建過程中，二者應該相互結合，緊密相連。

1.2進行房屋建筑結構設計優(yōu)化的重要性

隨著我國建筑業(yè)的高速發(fā)展，建筑能耗越來越高，建筑行業(yè)的發(fā)展必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，而這也對房屋建筑結構設計師提出了更高的要求。設計師必須開拓自身眼界，用更寬泛的眼光完成結構優(yōu)化設計。在完成房屋建筑結構設計后，設計師還要綜合考量多方面需求，對結構設計內(nèi)容進行進一步的修改與完善，從而減少投入成本，同時為后續(xù)施工提供便利。此外，我國房屋建筑規(guī)模不斷增加，現(xiàn)階段的房屋建筑結構設計應建立在縮減建筑工程造價，凸顯房屋建筑后期使用功能的基礎上?；诖?，進行房屋建筑結構設計的優(yōu)化，促使房屋建筑結構科學化、合理化的發(fā)展也勢在必行。

1.3房屋建筑結構設計優(yōu)化的要點內(nèi)容

房屋建筑結構設計的優(yōu)化在一定程度上是指設計理念的完善與創(chuàng)新。在完善理念的同時，設計師還應合理選用設計方法，確保設計方案的科學合理，以實現(xiàn)結構設計效果的最優(yōu)化。房屋建筑結構主要是由地基基礎、主體結構、屋面結構等共同組成的，為全面實現(xiàn)房屋結構的優(yōu)化，設計師在進行結構設計時，也應著眼于細節(jié)，充分考量房屋位置、工程造價結構受力及結構選型等影響因素，在保障經(jīng)濟效益的同時，合理選擇最優(yōu)化的設計方法。簡而言之，設計師在設計過程中需要關注以下要點內(nèi)容：首先，充分掌握房屋建筑平面的平整度和結構的對稱情況，盡量縮小剛性結構和房屋建造質量之間的沖突，提升建筑結構的抗扭曲能力，避免在水平作用力下扭曲變形情況的發(fā)生。其次，為防止外來壓力的集中，有效降低建設成本，設計師不得改變房屋建筑原有的轉換結構；再次，在進行房屋建筑承重結構設計時，應選擇豎直貫通樣式，以充分增加房屋豎直向上的承受力；最后，在進行房屋建筑豎直方向的剛性設計時，必須充分保障其層次性，盡量避免因剛性結構突變而出現(xiàn)應力集中的問題，從而降低房屋的整體抗壓性能。

2房屋建筑結構設計優(yōu)化的具體措施

2.1建筑結構設計方案的優(yōu)化

在進行房屋建筑結構設計過程中，設計方案的選定至關重要。而在進行方案設計時，房屋建筑結構設計師必須綜合考量建筑施工中的多種影響因素，在全面整合內(nèi)外部因素的同時，對房屋建筑施工中的多種約束條件進行透徹分析，并在此基礎上選擇最符合房屋建筑施工安全要求、最節(jié)省施工成本的設計方案。設計方案的選擇應充分應用復合形法、拉格朗日乘數(shù)法及POWELL等方法。房屋建筑結構設計師還應嚴格控制原材料質量，保證所有零部件質量過關，充分發(fā)揮其功能作用。此外，設計人員還應詳細考量建筑結構設計的外部影響因素，將人力、物力、財力等客觀因素可能帶來的不良影響降到最低，合理控制建筑結構設計優(yōu)化中可能出現(xiàn)的安全隱患。最后，在進行設計方案編制時，設計人員需要進一步簡化內(nèi)部結構。在通常情況下，房屋建筑內(nèi)部結構煩瑣復雜，而隨著建筑承載能力的提升，計算誤差很可能會超出規(guī)范要求。而計算誤差很可能導致工程施工成本的增加，因此，精簡內(nèi)部結構設計方案也是提升整體設計方案優(yōu)化程度的有效措施。

2.2基礎結構設計的優(yōu)化

在對房屋建筑結構設計進行優(yōu)化時，設計人員必須充分考慮房屋建筑結構對房屋建筑整體安全穩(wěn)定情況造成的影響。因此，在優(yōu)化房屋建筑基礎結構的設計過程中，設計人員必須全方位、多角度、綜合考量建筑的結構控制情況，在初步制訂后期施工工序方案的同時，完成基礎結構設計的優(yōu)化。以樁基項目施工安裝為例，在進行該項目施工時，施工人員必須仔細考慮樁基項目施工過程中的直徑高度。此外，為了進一步實現(xiàn)建筑基礎結構設計的優(yōu)化，相關人員必須對建筑施工成本進行有效控制，明確施工采用的先進科學技術，同時還要充分保障房屋建筑基礎結構設計與當前行業(yè)及社會發(fā)展戰(zhàn)略理念相契合。最后，設計師應確保房屋建筑結構設計能夠滿足當下用戶的多樣化審美需求，為后期建筑維護奠定良好基礎。

2.3房屋建筑結構設計模型的優(yōu)化

建筑模型的優(yōu)化是房屋建筑結構設計優(yōu)化的第一步，而在優(yōu)化過程中，設計人員必須遵循以下原則：首先，合理選擇結構設計變量。設計人員必須充分了解房屋建筑的各項參數(shù)及系統(tǒng)特性，并對其展開全面透徹的分析，明確設計過程中的各類主客觀影響因素。其次，設計人員應確定房屋建筑物結構設計的目標函數(shù)。參數(shù)的選取是房屋建筑結構優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)，而成本投入的減少也是進行房屋建筑結構設計優(yōu)化的一大目標。設計師在進行建筑模型優(yōu)化時，可尋求相關條件及影響因素，有效控制成本投入。另外，設計師在開展設計工作時，需要綜合考量房屋建筑結構的安全性及穩(wěn)定性因素，為設計方案的有效性和合理性提供充分保障。而在進行約束條件設計時，設計師還應全面分析裂縫寬度、結構強度等約束條件，通過綜合對比約束條件和房屋建筑結構的實際情況，進一步規(guī)范施工要求，促使房屋建筑結構設計工作發(fā)揮最大價值。

2.4上部結構的優(yōu)化

大量研究證明，相較于房屋建筑其他部位的結構來說，上部結構更容易被剪切力影響。一旦上部結構遭到剪切力的干擾，房屋建筑的穩(wěn)定性將大幅下降。基于此，設計人員在進行房屋建筑結構優(yōu)化設計時，也應提出更具針對性的設計方案，最大限度地保證房屋建筑上部結構的幾何中心處于正上方的中心位置，從而為建筑物的安全穩(wěn)定提供更強有力的保障。首先，房屋建筑結構設計師應優(yōu)化剪力墻結構的設計。在優(yōu)化設計過程中，設計人員應重點關注建筑平面形心與結構中心的設計情況，確保二者達成一致。此外，設計人員必須對建筑空間進行科學設計，通過選用合理的計算方式來完成結構計算，確保剪力墻墻體與建筑墻體達成一致。設計工作人員還應對磚混結構進行優(yōu)化。在該階段，設計人員應重點關注承重墻設計，聚焦其中的錯洞和大洞口現(xiàn)象，避免承重墻出現(xiàn)安全事故。而在確定構造柱和墻垛長度時，設計人員也應充分考量適用的建筑工藝技術，以實現(xiàn)建筑層高與層數(shù)的優(yōu)化設計。

2.5地下室結構的優(yōu)化

作為房屋建筑的重要組成部分，地下室的結構成本往往在結構總成本中占據(jù)較大比重。因此，對地下室結構進行有效優(yōu)化，也能進一步實現(xiàn)成本控制。在優(yōu)化地下室結構的過程中，設計師應在滿足建筑設計需求的基礎上，通過降低地下室層高的方式來節(jié)約施工材料，達到成本控制的目的。同時，降低地下室層高也能減少施工階段土方的開挖量，節(jié)省施工時間，降低后期的成本維護費用。此外，設計師還應充分考量施工地段環(huán)境，比如：在地下水源較充足的地段進行施工建設時，必須綜合考量浮力對房屋建筑結構造成的影響，可在一定程度上降低地下室層高，減少抗拔樁數(shù)量及底板配筋使用量。而在正式進行地下室結構設計時，設計人員還應全面考慮地下水浮力、土壤重力轉化等客觀因素，因為此類因素會對房屋建筑結構造成一定的影響。地下室底板及側墻所承受的壓力要遠遠高于地面建筑所承受的壓力，因此在選用鋼筋等施工材料時，設計人員應保證其用量大于地上建筑用量。在實際設計階段，設計師應詳細分析對房屋建筑的每一部分受力情況，在明確操作流程的同時，完成用料的精準計算。在受力較少的結構部位，可使用通用鋼筋建造；如房屋結構部分的受力較大，則可采用局部附加等方式完成建造。

2.6房屋結構與排水關系的優(yōu)化

在進行房屋建筑排水系統(tǒng)施工時，施工單位需要使用多類設備，其中，大型機械的參與度也相對較高。為保證施工設備荷載力滿足施工要求，可將水泵放置在地下室。在通常情況下，房屋建筑結構及功能越復雜，對排水系統(tǒng)設備的荷載能力要求便越高。而排水系統(tǒng)管道通常具有長度不一、粗細不同等明顯特征，因此，設計師在優(yōu)化房屋結構與排水系統(tǒng)關系時，必須打開視野，從宏觀角度出發(fā)，明確每個位置所需鋪設管道的具體尺寸和長度。此外，為保證房屋建筑結構的穩(wěn)定程度，設計人員應盡量避免管線從梁柱之間穿過的現(xiàn)象。如管道必須穿過承重墻，設計人員則應根據(jù)房屋建筑的實際情況開展承重墻的加固計算，為墻體的穩(wěn)定性提供充分保障。

3進行房屋建筑結構優(yōu)化設計時的注意事項

3.1加大前期工作的投入力度

在房屋建筑工程建造過程中，設計環(huán)節(jié)發(fā)揮著不容忽視的重要作用，設計質量的好壞將直接影響房屋建筑的施工成本、功能質量和工程效益。因此，相關工作人員必須提高自身參與度，在房屋建筑結構設計前期便參與工作。此外，設計師也應將自身的設計理念與現(xiàn)代房屋建筑結構的設計需求有效融合，相關工作人員可根據(jù)房屋建筑施工的實際情況進一步完善設計方案并提出建設性意見。

3.2重視先進技術在結構設計中的作用

隨著房屋建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，先進技術的廣泛應用和高效融合已是大勢所趨。而在現(xiàn)代化的房屋建筑結構設計過程中，設計師可根據(jù)客戶需求和設計目標的差異性，將計算機等先進技術有效應用于前期設計階段，進一步提升設計工作的質量和整體效率，減少人工成本投入。此外，計算機等先進技術的應用，還能進一步優(yōu)化建筑結構建模，明確各項工程數(shù)據(jù)，幫助相關工作人員快速且熟練地掌握各項工程項目參數(shù)。

3.3優(yōu)化房屋內(nèi)部建筑結構設計

在優(yōu)化房屋建筑整體結構設計的同時，其內(nèi)部建筑結構設計的優(yōu)化也不容忽視。將內(nèi)部建筑結構設計有效融入設計各環(huán)節(jié)，不僅能保證工程施工符合相應的規(guī)范標準，而且能進一步展現(xiàn)房屋建筑工程價值及使用性能。以現(xiàn)澆板設計為例，設計人員必須對現(xiàn)澆板的受力情況進行綜合分析，并在此基礎上進行優(yōu)化設計。只有這樣，才能有效避免后續(xù)施工中出現(xiàn)的拐角裂縫的現(xiàn)象。

4結語

在房屋建筑工程設計施工過程中，建筑結構的設計工作已得到充分重視和廣泛應用。為了充分保障房屋建筑結構的整體設計質量，順利推進建筑工程后續(xù)施工，滿足人們對房屋建筑結構的多樣化需求，相關單位及設計人員必須對房屋建筑基礎結構、設計方案及設計模型進行全方位優(yōu)化，以實現(xiàn)我國房屋建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

作者:陳旭 單位:山東華邦建設集團有限公司

房屋建筑結構設計篇3

為了提升現(xiàn)代建筑的質量，合理利用空間資源，做好房屋結構設計工作，建筑設計者必須合理運用建筑結構設計優(yōu)化方法，強化房屋結構的安全性能與穩(wěn)定性，選擇較為合理的變量與目標參數(shù)，對不同環(huán)節(jié)的建筑建造活動進行全面優(yōu)化，達成節(jié)約成本、提升房屋建造質量的基本目標。

1建筑結構設計優(yōu)化方法的內(nèi)涵與重要性分析

1.1內(nèi)涵

隨著新時代國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會大眾生活水平獲得顯著提升，住宅市場中的消費者對房屋質量與安全性能提出了更高的要求，建筑業(yè)從業(yè)人員必須采取合理措施，優(yōu)化建筑結構設計方案，結合不同地區(qū)的區(qū)位環(huán)境推出獨具特色的建筑風格，在保證建筑施工效率與質量達到行業(yè)平均水平的同時，節(jié)省建筑成本，控制現(xiàn)代建筑建造工程對社會資本與自然資源的消耗量，提升建筑工程的社會效益與經(jīng)濟效益。設計者應合理應用建筑結構設計優(yōu)化方法，保證建筑能夠發(fā)揮預設的基本功能，突出建筑本身的美感與獨特的外觀風格，分階段做好建筑分層結構優(yōu)化工作與工程總體優(yōu)化工作，推出能夠保證建筑結構安全性的全新結構形式，考慮到材料造價、選型、受力、施工難度等不同影響因素，針對房屋建筑中較為重要的屋蓋、圍護結構以及結構細部的設計方案進行優(yōu)化，秉承經(jīng)濟性、安全性、美觀性等基本原則，對所有可能采取的設計方案進行對比研究，找到能夠滿足各項基本需求的設計方案[1]。

1.2在房屋結構設計中的應用價值與重要性

在新時代房屋建造工程中，通過對建筑結構進行全面優(yōu)化設計，可在保證施工質量的同時，控制建造成本，提升資源利用效率，踐行可持續(xù)發(fā)展理念與綠色建筑思想，讓現(xiàn)代建筑業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展道路，不僅滿足住戶的短期需求，還應維護現(xiàn)代房屋建筑的遠期使用價值，主動淘汰傳統(tǒng)的房屋建造方案與設計思路，讓建筑占地面積和房屋造價之間形成平衡關系，讓工程總成本長期保持在合理范圍以內(nèi)，避免在建造高層建筑的過程中浪費稀缺資源。

1.3降低建造成本

現(xiàn)代房屋施工建筑中高層建筑、大型建筑的數(shù)量逐步增加，建筑業(yè)設計師必須考慮到現(xiàn)代人的工作、生活需求，在壓低成本的同時做好安全防護設計，減少建筑工程中資金的投入量，間接推動我國房地產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，通過對房屋結構設計方案進行優(yōu)化調整，可縮減10%左右的房屋建造成本[2]。

1.4滿足社會發(fā)展要求

隨著我國的經(jīng)濟水平不斷提升，越來越多人開始注重精神需求，而為滿足人們對于建筑結構高層次的需求以及社會發(fā)展需求，建筑行業(yè)也紛紛探索轉型升級之路，以尋求行業(yè)可持續(xù)、健康的發(fā)展。將建筑結構優(yōu)化設計理念融入房屋結構設計，不僅能夠進一步提升建筑工程質量，而且能夠在確保建筑工程“安全使用”這一條件下，滿足人們對空間劃分和使用的需求，符合我國社會綜合發(fā)展需求。

1.5推進建筑行業(yè)轉型升級

社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展使得市場競爭越來越激烈，建筑行業(yè)要想在市場競爭中立于不敗之地，就必須不斷優(yōu)化建筑結構設計方法，以此來提升自身設計質量和建設質量，這在一定程度也促使建筑行業(yè)在實際的房屋結構設計的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)轉型升級，最終完成工程結構設計轉換，提升自身市場競爭力。而在轉型升級過程中，要求建筑行業(yè)不僅要做好前期的勘測、調研工作，還要充分考慮建筑結構外觀的美觀度、內(nèi)在安全性以及客戶的需求等等方面?？梢哉f，建筑結構優(yōu)化方法是一個融合了時代潮流、設計理念、施工技術等方面的綜合性工程，而這恰恰又能作用于建筑行業(yè)，提升其整體發(fā)展實力。

1.6滿足不同審美需求

在具體的建筑結構設計中，業(yè)主審美需求是建筑結構設計優(yōu)化方法的著重點，脫離了業(yè)主審美的意識和需求，再科學、精致的設計方案也無法達到它的經(jīng)濟和社會效益。因此，在實際的房屋結構設計中，為保證業(yè)主和建筑行業(yè)的經(jīng)濟、社會效益，必須立足人們個性化的審美需求，并將業(yè)主所關注的審美潮流作為重點設計思路，方能夠達到建筑結構設計的最優(yōu)化。

2優(yōu)化房屋結構設計的基本原則與核心目標研究

2.1核心目標

在建造現(xiàn)代建筑時，施工人員會使用多種類型的建材，如石棉、砂石、大理石等，此類建筑材料在前期堆放與后期加工施工過程中，容易對周邊環(huán)境產(chǎn)生污染，個別材料在建筑投入使用后依然會造成室內(nèi)空氣污染，散發(fā)有害氣體或容易被人體沾染的化學物質，為踐行綠色環(huán)保建筑理念，控制施工污染的影響范圍、危害程度，使用無公害的綠色建材，保證材料加工方式與使用方式符合有關部門所提出的環(huán)保要求，嚴格控制剩余建材與廢舊建材的回收利用方式。建筑設計師必須在調整設計方案、主動使用綠色環(huán)保材料的同時，細致地檢查能夠決定房屋安全度的各類環(huán)境條件與建筑要素，如架構設計合理性、橫梁間距、結構應力大小等因素，以提升房屋安全度，優(yōu)化建筑的整個上部結構，把握多層次的結構變量，對其施加全面約束，避免建筑內(nèi)部某一部位構件所承載的應力大于理論負荷，讓水平層面的應力與豎直承載力被整體建筑結構框架所承擔，通過后期優(yōu)化設計，全面強化房屋的力學性能，在延長建筑使用壽命的同時，避免房屋在長期使用過程中發(fā)生形變[3]。

2.2基本原則

2.2.1功能性

房屋建筑不僅要滿足人類的居住需求，還需要具備其他的功能。現(xiàn)代社會人們的物質文化水平不斷提升，對于住宅的居住要求也在不斷提升，所以在建筑結構設計當中滿足功能性要求也是基本原則之一，這樣才能夠為用戶提供更加良好的居住體驗。2.2.2經(jīng)濟性建筑結構設計涉及的內(nèi)容是非常多的，設計活動、施工活動都需要相應的原料以及技術組成，所以對建筑結構設計方法進行優(yōu)化，可以在很大程度上減少浪費，節(jié)約成本。在物質生活水平提升的同時，房屋建筑施工的成本也在提高，在設計施工中很容易因為成本問題產(chǎn)生矛盾，無法很好地滿足項目所需的各種條件，所以工程項目的設計人員必須對經(jīng)濟問題多加考慮，在保證安全的基礎上管控成本，對資金支出問題進行嚴格控制，做好預算規(guī)劃等，這樣才能夠保證整個工程項目的如期進行。

2.2.3安全性

在房屋結構設計當中安全是最基本的，房屋施工質量和安全問題直接關系著人們的居住的舒適性，關系著人們的人身財產(chǎn)安全等，所以在建筑結構設計方法的優(yōu)化過程中堅持安全性是基礎。在房屋建筑設計當中影響因素是很多的，部分不當因素的出現(xiàn)必然會給房屋施工埋下安全隱患，發(fā)生安全性的問題。所以，為了避免此類事故的發(fā)生，加強安全管理，重視安全教育，多考慮安全性的因素。同時，還需要考慮建材的節(jié)約性、環(huán)保性等問題，嚴格避免資源浪費，提升資源的利用效率。

2.2.4耐久性

對建筑結構的優(yōu)化設計與節(jié)約建筑材料并不同，其是在確保房屋建筑結構的使用壽命及服務周期的基礎上，再借助專業(yè)的建筑結構知識并結合建筑工程的實際情況從而對建筑結構進行的設計優(yōu)化，這樣對于房屋建筑的耐久性要求，設計優(yōu)化工作也能將其滿足。

3做好房屋結構設計、合理利用優(yōu)化方法的正確路徑

3.1優(yōu)化房屋形體，調整外觀與室內(nèi)布局

房屋結構設計優(yōu)化不僅應以強化建筑安全性、穩(wěn)定性作為基本目標，還應處理好形體優(yōu)化工作，建筑設計者必須基于住戶的審美要求、周邊環(huán)境背景，做好調整室內(nèi)布局，改善外觀布局的基本任務，調整建筑內(nèi)部各類基礎設施的布局，突出空間層面的協(xié)調感與美觀性，推出內(nèi)容完整的設計方案，基于水文天氣、地理環(huán)境、人居需求等因素重新設計房屋外形與內(nèi)部布局，針對建筑中的游戲區(qū)、休閑區(qū)、活動區(qū)等進行優(yōu)化，保證其能夠在投入使用后發(fā)揮相應的作用[4]。

3.2構建房屋設計模型，科學選擇變量

為在短時間內(nèi)檢驗不同類型設計方案的合理性，找對優(yōu)化方向，必須利用數(shù)字化軟件搭建建筑模型，選擇貼近實際的建筑內(nèi)部參數(shù)變量，為建筑結構設計的進一步優(yōu)化打好基礎，在搭建數(shù)據(jù)模型、優(yōu)化設計方案之前，建筑設計師可立足整體性角度分析某一建造方案中建筑的各項基本性能，把握后期結構優(yōu)化的切入點與關鍵點，對影響整體方案應用效果的關鍵因素有準確的認識，例如地基土層的厚度、承載力以及空氣濕度等，將建筑工程所涉及的各類參數(shù)引入建筑結構模型之中，讓結構設計優(yōu)化工作獲得可靠的數(shù)據(jù)支持，建筑設計者必須基于數(shù)字化建筑模型，分析各類因素與環(huán)境條件對建筑使用性能所產(chǎn)生的負面、正面影響，控制后期結構優(yōu)化工作給建筑設計方案精確度帶來的偏差，選擇能夠提升優(yōu)化效果的函數(shù)與計量標準，在保證現(xiàn)代建筑的安全性、實用性的前提下，突出房屋結構優(yōu)化設計工作的經(jīng)濟性，壓低建筑工程成本，合理選擇較為適宜的房屋建造結構、技術器材使用方式、建筑材料，結合具體環(huán)境條件，調整施工工藝，全面提升建筑建造效率。建筑設計師可基于數(shù)字化模型對各類變量進行精確計算，選擇經(jīng)過實踐驗證有效的計算方法，根據(jù)建筑的整體功能與住戶所提出的質量要求，設計配套的數(shù)據(jù)分析標準，對主要的變量數(shù)據(jù)進行模擬運算，整合并深入研究基于模型和函數(shù)進行的數(shù)字化模擬活動的統(tǒng)計結果，發(fā)現(xiàn)建筑設計方案的潛在缺陷與固有優(yōu)勢，平衡能夠對建筑質量產(chǎn)生影響的主要變量，把握各個建筑設計方案的技術含量、經(jīng)濟效益大小，對建筑的設計功能布局進行研究。

3.3優(yōu)化建筑上部結構

建筑設計者必須基于數(shù)字化模型，選擇正確措施優(yōu)化系統(tǒng)設計方案，堅持合理性、科學性原則，優(yōu)化建筑內(nèi)部剪力墻結構的設計思路，讓建筑內(nèi)部剪力墻數(shù)量保持在合理范圍內(nèi)，控制剪力墻的建造方式，強化建筑結構的剛度、強度，減少各類安全事故發(fā)生的概率，讓我國現(xiàn)代建筑有能力應對地震、泥石流、臺風等自然災害，防止發(fā)生墻體破裂、管道泄漏等問題，給廣大住戶提供一個較為安全的居住環(huán)境。建筑設計師應當保證剪力墻重量均勻地分布于樓層整個橫截面上，使用鋼筋混凝土制作的梁柱支撐剪力墻，讓高層建筑中不同樓層的結構中心保持一致，突出建筑平面的剛度，建筑設計師可在保證建筑結構穩(wěn)定性的前提下，調整剪力墻的水平方向和承重能力，處理好角度平衡性問題，強化剪力墻的延展性，根據(jù)現(xiàn)代建筑項目的整體質量要求、參數(shù)指標，對在現(xiàn)場搜集到的數(shù)據(jù)進行分析研究，爭取滿足工程的實際質量需求。

3.4優(yōu)化整體設計方案

建筑業(yè)從業(yè)者必須針對具體的設計方案進行全面、深入的分析研究，調查具體施工現(xiàn)場的環(huán)境，對建筑工程的規(guī)模、質量、使用性能、參數(shù)標準進行準確定位，從整體角度入手對關鍵性技術設備的使用方式、資源調配機制進行規(guī)劃，嚴格控制容易影響建筑建造質量的外部因素，如人工操作錯誤、建造工藝不合標準、原材料質量差等，做好配套的質量控制工作，對建筑結構設計方案進行反復核查，分析建筑的受力條件與結構穩(wěn)定性，合理化控制各類建材的使用數(shù)量，避免浪費工程資源，消除可能存在的安全隱患。設計者必須根據(jù)質量要求簡化大型建筑、高層建筑的內(nèi)部結構，控制在建筑結構優(yōu)化設計環(huán)節(jié)計算的誤差大小，壓低施工成本，確認與建筑結構設計相關的各類約束條件，如應力約束、尺寸約束、空間約束等，在建筑建造過程中將實際約束條件和建造規(guī)劃中的目標約束條件進行比對，保證各個主要的約束條件符合基本要求。

3.5優(yōu)化電氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)設計

建筑設計者應當提升對電氣系統(tǒng)設計優(yōu)化活動的重視程度，在施工過程中主動使用耐久性較高、容易進行后期維護的材料建造電氣管道，選擇合理的導向安裝方法，在墻體內(nèi)部與樓板下方安裝電氣管線。在現(xiàn)代建筑工程建造活動中，部分電氣管道必須穿過橫梁，因此建筑設計者必須在設計方案中預留多個孔洞，為后續(xù)電氣系統(tǒng)的施工工作提供便利，讓梁體與墻體的寬度保持完全一致，避免電氣管線暴露于墻體之外。排水系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中不可或缺的組成部分，建筑設計師必須根據(jù)建筑結構的強度、荷載能力、墻體厚度等因素對排水系統(tǒng)中的各類機械設備進行優(yōu)化配置，科學設計從樓頂?shù)降叵率业呐潘到y(tǒng)，適當?shù)馗鶕?jù)住戶要求擴大排水管道的尺寸，延長排水管道的長度，加固被排水管道橫穿的樓板連接處，以此提升房屋建筑設計優(yōu)化活動的實際效果。

4結語

建筑設計師應當在優(yōu)化建筑模型的過程中選擇具備一定影響力的變量參數(shù)，快速找到與最終設計目標相契合的數(shù)據(jù)，選擇能夠與各類具體條件相符合的函數(shù)，從房屋的具體施工條件出發(fā)，在保證建筑工程經(jīng)濟效益的同時，縮減建材用量，提升建筑主體的質量水平。

參考文獻

[1]沈麗.建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].居舍，2021（4）：85-86，88.

[2]胡歡歡.建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的實際應用[J].居舍，2020（12）：81，104.

[3]韋緯嬌.建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用探討[J].中國住宅設施，2020（3）：43，63.

[4]侯登科.房屋結構設計中建筑結構設計優(yōu)化方法的應用[J].居舍，2020（1）：86.

作者:王騰 單位:漢中職業(yè)技術學院