房屋建筑结构设计优化措施研究

钟智谦

基于近些年来社会经济发展水平的逐步提升，建筑行业得到了温润的成长环境，整体发展态势良好。随着人们生活质量的日渐提高，对于建筑功能性的要求也在持续增加，因而使得房屋建筑结构设计需求产生了较大的变化。为保障建筑结构设计的安全性，提升设计质量，需要积极引入新型技术手段，保障原有居住功能及房屋建筑安全性的同时，提升房屋建筑结构的美观性，为民众创设更加舒适的居住环境。本文将基于此展开初步探索，就房屋建筑结构的设计优化措施提出几点建议，以期为相关人士提供参考。

现代人们的生活质量较以往有明显的提升，对于房屋建筑的需求也不再仅停留在居住方面，实用性、美观性同样是人们关注的重点。由此，仍以传统设计理念进行房屋建筑设计是不可取的，需要在保障房屋建筑居住功能的同时，积极革新设计理念，保障房屋建筑质量的同时提升其安全性及美观性。应明晰优化房屋建筑结构设计的必要性，明确设计要点及具体设计措施，实现设计合理化、品质最优化以及工程造价最节省化。

一、房屋建筑结构设计概述

对于房屋建筑施工而言，建筑结构设计的作用是极为凸显的。在进行房屋结构概念设计时，设计师需要基于自身专业知识，充分调动已有设计经验，依据客户的具体要求科学制定建筑结构设计方案。在此过程中，需要处理好多方因素，保障设计方案和实际工作建设情况间的契合性。现阶段，进行建筑结构设计时必须达成下述几点：一是保障房屋建筑的居住功能多样化；二是保障建筑造型的美观性及建筑实用性；三是保障所使用建筑技术及设计原理的先进性。建筑设计一般包含结构设计、概念设计两大类，具体设计环节中，需要始终保障两者间的相辅相成、紧密相连。设计人员不仅需保障自身设计理念的先进性，还需积极引入现代信息技术，为建筑结构优化设计提供帮助。

如图1，设计人员可使用BIM技术制作房屋结构优化模型，对其区位布局、功能定位等各细节内容加以可视化分析。设计人员需明晰的是，落实好房屋建筑结构优化的核心在于对先进技术的应用，应在保障建筑结构满足民众使用需求的同时，把控好工程建设成本。随着我国民众经济收入水平的不断提升，对于居住环境的要求已与以往大有不同，无论居民的日常活动所需，还是居住舒适度，都是必须要保障的。开展建筑结构优化设计工作时，需要以安全性、美观性、舒适性及实用性为核心原则，做好建筑资源配置。设计师需树立良好的创新意识，不断优化自身设计理念，保障结构设计的协调性，支撑荷载及承重截面设计的合理性，基础造型设计的科学性，并做好设计细节把控。

图1 房屋结构优化模型

二、房屋建筑结构设计的优化思路分析

1.落实整体方案选型

设计人员需要把握好建筑内在结构、建筑外貌与周边环境间的协调性，这是衡量建筑结构设计合理性的一大关键点。现阶段，房屋设计已不再是仅以满足民众的衣食住行需求为主，还应考虑外观造型的美观性、与周边关系的协调性以及建筑自身的艺术价值。基于此，房屋建筑结构设计的难度持续增长，结构方案选型的关键性愈发凸显。相关设计人员需要明晰建筑结构选型的重要性，合理运用计算机技术展开设计完善，通过不断的调整来保障最终设计方案具备高度准确性及可操作性。具体设计过程中，还需要引入计算机技术来保障建筑结构安全性，不得过度追求外观而产生不符合建筑力学指标的设计。若所设计的建筑基础造型较为怪异，因过度造型而导致重心偏移，将极易导致偏塌现象。

2.强化结构细节设计

优化整体结构的同时，应当充分认识到建筑工程开发的不可逆性，做好细节把控。若工程设计人员对细节设计因素的把控不到位，将容易使隐蔽建筑区域存在过多使用缺陷，如墙体管线连接等方面的细节欠缺，不仅影响整体结构规范的合理性，还会造成极大的安全隐患。为此，需要在具体工作过程中强化结构细节设计，将设计隐患降到最低。例如，配筋率是建筑工程设计中的重要环节，设计人员需要将配筋率控制在合理范畴内，保障建筑工程项目的安全及质量。而在设计建筑框架结构及剪力墙结构时，需以冷轧带肋钢筋为施工材料，控制好钢筋材料投入成本，在建筑质量与安全性不受影响的同时，有效缩短建设成本。实际施工设计阶段，可使用信息技术检测设计方案的可行性及时效性。例如，在项目建设前，可使用BIM技术来创设虚拟三维立体模型，对施工设计方案执行等比例还原，借此来展开可视化分析，针对构件设计等细节内容进行详细核查，以便于及时发现设计漏洞，并及时予以填补。基于此，相关设计人员需要提升自身信息技术素养，确保能够将各项信息化软件利用好，最大限度地降低细节设计出现纰漏的可能性。

三、优化房屋建筑结构设计的路径探索

1.优化建筑主体结构

实际设计过程中，需将工作重心放在对房屋建筑安全性、实用性的提升上，保障建筑结构的整体承载能力达标，在此基础上进行建筑质量优化。若环境条件欠佳，应尽可能地防止因外界不良条件而导致的建筑结构性破损，以免产生建筑倾斜、塌陷及沉降等问题。针对此，需考虑到剪力墙结构对建筑稳定性的重要影响，可由此入手来展开优化设计，使建筑质心和刚心重合。具体而言，减少剪力墙数量及增大剪力墙长度是最为常见的优化策略，可借此来保障建筑结构稳定性及安全性。一般而言，优化剪力墙设计时钢材的使用量会相应增大，建筑成本也有所提升。后续应当将在提升建筑结构稳定性、安全性的同时，在合理范畴内压缩材料成本造价，并节约材料使用量。

2.优化建筑上部结构

相关研究表明，相较于其他部位而言，建筑上部结构更易受剪切力干扰，若无法加以解决，将严重影响其稳定性。为此，需要制定出更为科学合理的设计方案，将建筑上部结构几何中心控制于建筑正上方中心位置。设计剪力墙时，需要遵循建筑项目的设计实际需求，科学控制剪力墙的数量与尺寸，提升建筑原料利用率，使墙肢长度增长，墙肢数量减少。此外，房屋建筑稳定性也极易受周边环境影响，为此，开展建筑结构设计前设计人员必须前往施工现场进行实地考察，保障最终设计方案与实际施工环境的契合性，保障设计方案的可执行性。

3.优化地下室结构

地下室结构成本是房屋建筑结构总成本中的大头，优化地下室结构设计能有效控制项目成本支出。首先，设计师需在保障设计需求不受影响的前提下，适当降低地下室层高，从而有效节约材料、控制成本，并减少土方开挖量，缩短施工周期。其次，若建筑地段的地下水源较为丰沛，应当充分考虑到浮力影响，适当降低地下室层高，减少抗拔桩数量，从而有效控制底板配筋使用量。另外，除去地下水浮力外，土壤重力转化压力也是影响建筑结构的关键因素。由于底板及侧墙承受压力远超地面所受压力，因此需在此部分加大钢筋材料用量。应细致分析各部分建筑结构的受力情况，遵循相关操作流程落实材料使用量计算。

综上所述，对于现代房屋建筑而言，居住功能已不再成为唯一的要求。本文从不同角度分析了房屋建筑结构的优化问题，提出了具体的优化措施，以供相关人士参考。