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房屋建筑工程结构优化设计分析兰媛媛

发表时间：2020/9/10 来源：《基层建设》2020年第14期作者：兰媛媛

[导读] 摘要：面对社会的快速发展，尤其是城市化脚步的发展与推进，房建施工中必须做好质量层面的处理，为人们提供舒适性、功能性达标的工程与建筑。满足这一目标、这一前提的基础在于优化与处理好结构设计要求。

        中铁合肥建筑市政工程设计研究院有限公司安徽合肥 230041
        摘要：面对社会的快速发展，尤其是城市化脚步的发展与推进，房建施工中必须做好质量层面的处理，为人们提供舒适性、功能性达标的工程与建筑。满足这一目标、这一前提的基础在于优化与处理好结构设计要求。正因如此必须做好房建结构的优化工作，突出美观性、安全性、经济性以及实用性价值。设计人员在优化处理房建结构的过程中必须秉承严谨的态度，妥善、合理地区分房建结构之间的联系，在保障质量的基础上，赋予房建更出众的功能。该过程将会成为房建设计最大的挑战。设计员要掌握最新的行业标准、设计理念，结合实际合理性研究，为国内建筑行业的发展打好基础。
        关键词：房屋建筑工程；结构设计；问题；优化措施
        引言：房屋建筑工程建筑质量问题，一直都是人们关注的热门话题之一，一直以来，由于房屋建筑工程建筑引发的事故，虽然有所减少，但是并未完全杜绝，依然影响着人们的生命财产安全。为了保证房屋建筑工程建筑的质量，必须首先做好房屋建筑工程建筑结构设计。如果房屋建筑工程建筑结构设计存在问题，缺乏安全性、耐久性等考虑，那么，以此来完成的建筑，又如何能保证质量，满足社会对于建筑的需求呢?所以，对于房屋建筑工程建筑结构设计，必须引起足够的重视。
        一、房屋建筑工程结构设计中存在的问题
        1、房屋建筑工程地基的设计问题
        房屋建筑工程的地基作为承载房屋建筑工程全部荷载作用的直接支撑的部分，它对于保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用，是保障房屋建筑安全性的决定性因素。但是往往在实际建造的过程中，由于前期地质勘测不全面或者建设成本不足等问题而影响后期房屋施工的质量。目前很多的房屋在施工之前都缺乏对周围地形环境的有效考察，造成在施工过程中没有准确的地质勘测数据作为参考，设计人员很难准确计算房屋的地基承载力。所以在房屋建设完成投入使用后，非常容易造成房屋沉降等安全事故，威胁到人们财产和生命的安全。
        2、构造柱、承重柱存在设计方面的问题
        从功能角度来说，构造柱主要承担的是建筑物的竖向承载力，其和面梁是直接相连的，这样可以确保建筑物发生开裂的几率大幅降低，建筑具有的抗震性能提高很多。承重柱主要承担的是建筑物整体重量。从建筑工程的现状来看，有时会利用承重柱来承担地震荷载，这样一来，结构柱受力就会变得过于集中，其也就变为整个结构中最为薄弱之处，一旦发生地震的话，房屋结构必然会受到影响法，发生变形的几率非常大，严重时会直接倒塌。
        3、框架结构设计方面的问题
        在现阶段，设计人员在进行框架结构设计时，对水平框架是较为重视的，而竖向结构则明显忽视，如此就会导致竖向合力的承担出现问题，房屋安全无法保证。对建筑结构展开抗震设计时，必须要做好轴线的计算工作，只有两个轴线的计算更为精准，建筑安全方可真正得到提升。
        4、承重构件设计方面的问题
        在对房屋建筑进行设计时，模板设计是重要的组成部分，而在进行设计的过程中，必须要保证楼层荷载是合理的，如此方可确保安全。然而在进行施工时，有些设计人员会通过一些更为简便的方法来使得外部压力能够切实降低，而建筑结构的应力问题则并未得到关注，这样会使得建筑结构出现裂缝的几率大幅增加。
        二、房屋建筑工程建筑结构设计的几点措施
        1、在设计理念上，增强安全性、耐久性意识
        在房屋建筑工程结构设计过程中，设计者要充分考虑建筑的安全性、耐久性。

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对于实际情况要考虑周全，提前找出安全隐患，并在设计上予以消除，尤其是一些自然灾害等情况，也不能麻痹大意，要确保建筑的整体，稳固结实，能经得住自然灾害的侵袭。同时，在设计中，也要兼顾建筑的耐久性，全面考量房屋建筑工程建筑周围的环境，了解空气湿度、土壤质量等外部条件，对此，选取相应的材料，或是采取一定的措施，防止建筑遭受损害，确保建筑的耐久性。总之，在设计理念上，必须把建筑的安全性、耐久性放在更加突出的位置，并以此来指导房屋建筑工程建筑结构设计的完成。
        2、房屋建筑结构设计模型的优化
        建立更科学、精确的结构模型是优化建筑结构设计的第一步，也是最关键的一步。借助科学的发展，综合运用数学函数和物理受力，建立一个完整的结构模型。在试验检测过程中，严格控制各种参数的变化，结合以往的经验和数据，选取对结构整体性起决定性因素的几组数据作为主要变量进行重点研究。对结果影响不明显的可适当减少工作量，将主要精力放在对重点部分的突破上，保证结构设计模型的建立能高效、科学地进行。
        3、剔除不合理设计，优化结构设计
        （1）剔除忽略伸缩缝的因素。准确的伸缩缝对建筑工程的安全有一定影响。某些设计师缺少经验，无法准确的预留出伸缩缝，使得建筑结构不完整，更可能直接影响整个建筑的安全性。（2）优化承唐柱截面积高度。承唐柱截面积高度直接影响建筑的承重能力，较小的承唐柱截面积高度会造成房屋安全性方面的问题，无法带给购房者安全，在面临重大自然灾害时，也会因为承重力的不足导致楼体坍塌，导致居民的生命财产损失。（3）优化梁高设计。这里指的梁高是指悬挑梁的梁高。悬挑梁的高度影响着建筑物的受压面积，较小的梁高使得建筑受压区的压力远远大于正常应承受的压力，这种压力极易导致梁板出现裂缝，最终造成房屋不能使用。
        4、加强建筑结构的刚度设计
        进行建筑刚度的设计过程中，设计人员对概念理解不同，设计的水平也有差异，便会出现经济指标偏差，在刚度上对建筑结构的抗震性能有影响。在土地持力层较浅地区，基础以桩基为主使整个建筑物的承重层陷入小型化结构。岩层当中，具备很好的强度及稳定性能。为此针对这种情况，进行设计时所需要的刚度可稍低。控制的标准要符合结构极限的变形能力。设计结构刚度时，要保证变形极限时结构刚度可以做到尽可能小，便可以在抗震中有极大的效果，共振的出现也降低了。结构中力的平衡、变形的协调以及构件内力都是通过构件自身的线刚度以及连接构件的相对刚度大小来体现。一栋建筑的结构设计关键是结构的整体刚度以及构件相对刚度控制是否合理。要在结构设计过程中牢牢抓住刚度的概念，结构设计才能达到安全并且安全度可以掌控，同时经济也达到了要求。
        5、外形展开的优化操作也不容忽视
        深刻剖析我国现阶段的建筑结构设计，存在很多令人担忧的问题，创新和优化工作必然是急于展开的。设计方必须在实践操作中强调外形的优化，适当调整和完善建筑物的结构性能以及内部的具体性质，保障整体操作无误才能够进一步将设计优势显现出来。房屋建筑结构设计人员在具体的实践工作中，应该充分了解和掌握房屋建筑的整体情况，结合当前建筑行业结构设计的相关标准，对于初始设计方案进行适当的修改，应用房屋建筑的设计标准来对建筑结构的外形特征进行划分，设计阶段主要选择连续性结构和杆系结构，杆系结构外形设计，应该选择建筑结构节点坐标，将节点坐标作为设计变量，这样才能够满足外形优化设计的既定标准。
        三、结语
        总的来说，随着人们对房屋建筑工程需求的增加，其内部结构需要得到不断优化，只有这样才能满足房屋建筑行业市场的需求，才能在很大程度上降低房屋建筑工程的施工成本。现在很多房屋建筑工程开发商为了利益而忽视了房屋本身的质量，房屋建筑工程结构设计优化必须是在确保房屋建筑功能的基础上进行的，从而有效提高其质量，有效实现环保的理念。
        参考文献：
        [1]罗兴阳.房屋建筑结构设计中优化技术应用探索[J].居舍，2019（21）：112.
        [2]连平.结构优化技术应用于房屋建筑工程设计研究[J].建材与装饰，2019（20）：105-106.