房屋建筑结构设计优化措施分析

摘要：文章详细论述了优化房屋建筑结构设计的重要性及具体措施，阐述了其内涵与意义，包括主体结构优化、上部结构优化、地下室结构优化、排水结构优化等，最后结合实例对房屋建筑结构优化在设计中的实际应用进行研究，提出相应的优化措施。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化措施

在建筑结构设计阶段，必须秉持设计优化的理念，才能确保工作的顺利进行，既可以确保房屋具备高质量，还能切实提升房屋安全性与美观度。为了优化结构设计阶段，达到提升建筑结构质量水平的目的，必须切实分析设计状况，采取安全、先进的技术，为优化升级设计工作提供帮助。

1房屋建筑结构设计优化的含义及重要性

房屋建筑结构设计优化工作内容较多，较为繁杂，影响因素多，需要综合考虑。为实现优化结构设计的目的，既要综合考虑施工材料的价格、性能、安全性，还必须站在宏观的角度考虑建筑空间如何安排，确保设计的空间既美观又具有功能性，综合上述内容及建筑结构的优势，结合具体设计要求开展设计工作。此外，房建结构设计优化还必须制定目标，明确结构的具体功能和使用目的，细分设计工作的内容，循序渐进地开展优化工作，保障最后得出的优化方案切实可行、性价比高，设计出的结构安全、美观。房建结构设计优化工作的优势：（1）房建结构设计工作内容繁杂，与建筑行业的许多知识相关，其优化工作也与许多学科存在联系，具有较强的关联性。（2）优化后的房屋结构设计方案相较于优化前，在美观性、安全性、功能性等方面都具有较大优势，经过优化的房屋建筑的质量大幅度提升，实用性更强。（3）经过优化的结构设计方案具有便于管理和便于施工的特点，规范的施工以及系统化的现场管理可以大幅度提升施工安全性和工程质量，还可以加快施工进度，有效减少施工成本。（4）新颖的结构设计方案可以推动建筑行业走向多元化，满足人们的居住需求，提升人们的居住质量。

2房屋建筑结构设计中的优化措施

2.1优化主体结构

设计师开展设计工作时，应将重点放在提升结构安全性和实用性上，通过持续优化设计达到提升结构承载能力的目的，还可以在一定程度上提升建筑质量。在环境条件欠佳的情况下，依然能够确保安全，尽可能降低建筑结构受外界不良条件影响的程度，防止沉降、倾斜、坍塌破损等情况发生。剪力墙结构建筑稳定程度与建筑剪力墙布置存在关联，设计师可以由此入手，开展针对剪力墙的优化设计工作，促使建筑刚性中心与质心重合。减少剪力墙数量、增大剪力墙长度是常用的剪力墙优化措施，该措施通过对剪力墙的优化，提升了建筑结构的安全性与稳定性。通常情况下，在优化剪力墙设计时会加大钢材的使用量，在一定程度上提升了建筑成本。因此，未来一段时间建筑结构的优化方向应为在确保建筑结构稳定性和安全性的同时，适当降低材料成本造价、节约用料。

2.2优化上部结构

相关学者经过研究得出，建筑的上部结构较比其他部分结构更易受到剪切力的干扰，稳定性大幅度下降。优化设计必须提出科学性更强的设计方案，尽可能使上部结构的几何中心位于正上方的中心位置，确保建筑安全[1]。剪力墙的具体设计需要结合房屋建筑实际情况开展，在确保满足设计需求的同时，科学地设计剪力墙数量、尺寸等各项数据，充分利用建筑原料，加大墙肢长度，减少墙肢数量。另外，建筑物周边环境也会影响其质量与稳定性，所以进行设计前，相关人员应去往施工地点进行实地考察，避免方案与现实情况不符，不能投入实际应用。

2.3优化地下室结构

地下室是高层建筑的重要组成部分，从资金支出的角度分析，地下室结构成本占结构总成本的比重较大，如果能够提出有效措施优化地下室结构设计，对于控制项目成本支出具有促进作用。（1）设计师应在满足设计需要的前提下，合理减小地下室层高，节约材料，达到控制成本支出的目的，还能够减小施工阶段土方的开挖量，节约施工时间，降低维护成本。（2）在地下水源丰沛的地段建设时，必须考虑浮力对建筑建设的影响，如果可以降低地下室的层高，则可以减少抗拔桩数量，减少底板配筋的使用量。（3）在开展地下室结构设计工作时，应注意地下水的浮力、土壤重力转化的压力都会对结构建造产生一定影响，底板与侧墙所承受的压力远高于地面，因此钢筋等材料的用量多于地上部分的用量，设计阶段应细致分析结构每个部分的受力情况，根据操作流程完成用料计算，受力较少的结构部分可以选取通用钢筋建造，受力较大的结构部分可以采用局部附加的措施进行建造。

2.4优化结构与排水的关系

在房屋建筑给排水系统施工时需要用到许多设备，也需要大型机械的参与，在施工时应确保设备有足够的能力承担高强荷载，所以应当把水泵放置在地下室。排水系统设备的荷载能力强、荷载强度大，房屋结构与功能越复杂，需要建造的排水系统就越复杂。给排水系统管道具有粗细程度不一致、长度多样等特点，要求设计师应在宏观的角度进行设计，精确计算每个位置所需铺设管道的尺寸和长度。除此之外，为确保结构的稳定性，应尽可能防止管线从梁柱之间穿过的现象发生，若管道必须穿过承重墙，应结合实际情况开展对承重墙的加固计算，保证墙体的稳定性。

3房建结构优化在结构设计中的应用

3.1工程简述

某建筑工程占地面积约55000m2，为多层多功能建筑。房屋建筑结构采用钢筋混凝土框架结构，楼盖梁为井字梁。该房建工程占地面积广，建筑使用情况较为复杂，房建结构设计优化的工作难度较大，为了确保优化工作顺利开展，设计师应结合当地施工水平，综合考虑用户需求，开展设计方案的优化工作，确保建筑安全、美观。

3.2提升建筑结构设计的合理性

在优化建筑结构设计时，设计师应当选择合适的建筑结构，以其为基础构建科学的优化模型，再具体分析模型特点，开展对原有设计方案的改进优化工作。例如，该房建工程中，结构设计人员必须根据实际情况确定相关参数值与约束数值，确保建造的结构足够稳定坚固，避免安全事故的发生。针对变化性较弱的局部因素，设计师可以使用预定参数的办法，降低施工成本[2-3]。另外，结构设计人员还应合理建立优化目标函数，结合建筑使用需求，利用电子设备准确计算各原料的使用量，节约结构成本，提升设计方案优化效果。为提高施工效率、更好地落实房屋建筑结构的施工方案，设计师必须了解该建筑的结构体系约束因素，并开展约束因素的比较与研究工作，确保各约束因素与房建工程设计优化相适宜。通过建立科学的建筑结构优化模型，可以在极大程度上帮助设计人员了解与掌握房屋结构特性，帮助其扬长避短，确保经过优化的方案更具可行性。该房建工程的占地面积较大，施工内容繁杂，工期长且成本高，在某种程度上对结构设计方案优化产生了一定影响。因此，设计师需要持续更新设计理念，汲取先进设计知识，与时俱进，充分了解房建结构优化模型的特点，获得最佳的设计方案优化效果[4-5]。房建结构优化模型如图1所示。

3.3优化建筑结构平面布置

建筑结构平面布置是设计工作的重要内容之一，设计时应根据实际建设情况对结构平面布置开展相应的优化工作，借助计算机等设备准确计算该建筑结构的刚重比。经反复调整计算可知，该房建工程X方向的刚重比为3.15%，纵向刚重比为2.88%，横向剪重比为2.68%，纵向剪重比为2.58%，横向的质量系数为98.3%，纵向的质量系数为99.73%。

4结语

综上所述，通过建设科学的结构优化模型，优化房建结构平面布置，可以达到提升设计合理性和建筑实用性的目的，有效节约建筑材料，降低建设成本。要求设计师必须不断学习具有创新性和先进性的相关知识，提升自身专业水平和技能熟练度，优化方案设计，提升建筑质量和效率，推动建筑行业的稳定发展。

参考文献

[1]朱粟郁.高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析[J].工程建设与设计，2020（22）：22-23.

[2]刘俊杰.民用建筑结构设计的要点探究[J].工程建设与设计，2020（21）：15-16，19.

[3]申晓宝.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程建设与设计，2020（19）：29-30，33.

[4]张凯月.建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的应用[J].工程建设与设计，2020（16）：37-38.

[5]浦绍武.房屋建筑结构加固设计及加固施工技术的应用[J].工程建设与设计，2020（14）：23-24.

作者:苏培洪 单位:潮州市建筑设计院