重庆市设计院重庆市渝中区 400015
摘要：随着我国城市化建设的高速发展，结构设计安全性及经济性受到业主越来越多的重视。选择合理的结构体系，合理运用结构分析软件，将结构优化贯穿整个建筑方案设计、装修、施工过程，才能够体现出设计优化的价值。本文通过重庆某工程的实例分析，探讨了结构优化的应用，值得同类工程的借鉴。
关键词：结构设计，房屋建筑，优化技术
1房屋建筑结构优化设计的意义
建筑设计时有效贯彻执行国家节约和保护环境的技术经济政策，推动社会的可持续发展，将建筑设计成环保、节能、节材的绿色建筑，与结构设计优化的工作密不可分。结构优化设计的目的，是在满足建筑功能更合理的基础上，充分发挥建筑设计的作用，以便能够合理利用建筑的空间资源、降低工程造价、使得房屋结构合理、安全、可靠，提高使用者的满意度。
2建筑结构设计优化的基本原则
在进行结构设计优化时，通常围绕以下主要原则进行：
1）满足建筑功能、提高建筑舒适度。结构优化不仅要有效保证建筑的使用功能，还需要从美观性、协调性、舒适性等角度进行完善，满足设备安装等各专业的需求。
2）满足结构安全性。结构优化设计更重要的是需要满足安全使用要求，结构安全性在方案、设计、施工、使用等各个阶段都必须得到充分的保证。
3）满足环保、可持续发展的需求。结构设计时还应做好对资源利用的优化，选择可再循环、再利用材料，降低对环境的影响。
4）满足经济性原则，节约资源，降低造价。经济性是指通过建筑结构的优化设计，因地制宜的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。选择能耗低类材料，并最大程度上减少各项材料的利用。
3结构优化在房屋建筑结构设计中的应用
3.1工程概况
项目位重庆嘉陵江边，总建筑建筑面积约13.8万方，包含2栋高层办公楼，框架核心筒结构，结构高度139.3m、116.0m。
结构设计时根据建筑方案特点、使用功能等要求，结合重庆地区地质条件、常见的施工工艺及方法，综合考虑结构混凝土用量、钢筋用量、施工便利性、综合造价，主要从基础及抗浮底板、主体结构体、楼盖梁系等多方面进行优化设计。
图1 项目鸟瞰图
3.2结构体系优化
结构体系优化主要是指在满足建筑功能及造型的要求，通过合理的结构布置来合理地节约工程造价，选择结构受力直接、比较规则结构方案。本工程使用功能为办公楼，为了能有一个舒适的办公环境及最大化的可视面，减少结构构件的遮挡，建筑外围采用框架柱，选用框架核心筒结构体系是最可行的结构方案。常见的结构布置方案有混凝土框架核心筒结构、钢框架混凝土核心筒、型钢混凝土框架混凝土核心筒结构等。
因梁板式底板，钢筋含量及混凝土含量均最大，施工速度慢，而抗拔桩采用普通钢筋混凝土，因抗裂要求，钢筋量大。抗拔锚索采用的是1860MPa钢绞线，钢材强度高，符合采用高强材料节材的目的，而且锚孔为机械钻孔，施工速度快，虽然需要二次张拉，但是总的经济性最佳。
3.4楼盖梁板布置优化
根据塔楼框筒的结构布置体系，楼盖梁系可选用单向梁、双向梁、无梁楼盖等多种方式，通过比较我们可以发现，因单向梁楼盖结构，采用常规梁系布置方式，钢筋及混凝土量均较小、而双向板梁系不利于控制结构的净空及不能完全发挥楼板的作用，钢筋及混凝土量次之，采用空心无梁楼盖，虽能有效降低结构的高度，提高净空，但建筑总高度及建筑面积确定的情况下，反而会增加结构自重、增加钢筋的用量。最终选用普通单向梁楼盖布置方式。
3.5采用轻质隔墙和普通砖墙对比
考虑将来业主可以自由分割。本工程办公区分隔墙采用轻钢龙骨双面石膏板墙，该分隔墙重量不超过50kg/m2，采用工厂预制加工，且材料可循环利用，达到节能环保的目的。与常见的烧结页岩空心砖相比，轻质隔墙减少了砖墙抹灰及重量，较普通空心砖楼盖减轻了近95%。能有效减轻结构的总重量，降低成本。
3.6建筑结构节能设计优化
现阶段，可持续发展理念已经深入各行各业，特别是在建筑行业当中，节能优化技术的运用，能够减少施工材料的损耗和浪费，同时节省大量的施工费用。
本工程在材料选择上，采用高强、高性能、可循环利用材料，混凝土最高选用了C60，钢筋采用HRB400级以上钢筋，有效减小了结构尺寸，降低了结构自重。办公区分隔墙采用轻钢龙骨双面石膏板墙，其余部位选用空心砖砌体，采用了预拌砂浆。
综上所述，本文通过在设计中进行多方案比较，通过对基础、结构体系、楼面布置等优化设计，选择了合理的结构体系及构件，尽量减少建筑材料的使用。从节约材料资源的角度出发，取得了可观的节材、节能效果。在房屋建筑结构设计中，结构优化分析极为重要，以保障建筑行业的绿色发展。
参考文献：
[1]陈鹏.房屋建筑结构设计中优化技术探讨[J].居舍，2019（02）：86.
[2]乔継华.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].居舍，2019（02）：55.
[3]王舜.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实践[J].工程建设与设计，2018，（23）：27-29.
论文作者:吴胜达
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/9
标签：结构论文; 楼盖论文; 结构设计论文; 建筑论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 隔墙论文; 《防护工程》2019年9期论文;