山东文德工程设计有限公司
摘要：随着生活水平的不断提高，人民对住房品质的要求也越来越高。建筑结构的安全性、可靠性事关人民群众的生命财产安全，建筑工作者在设计工作中必须细致认真，确保房屋质量安全。
关键词：结构设计；构造柱；承重柱截面；纵向框架；楼板设计
房屋设计是工程建设的首要环节，是整个工程建设的灵魂。更是一项繁重而又责任重大的工作，直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性，所以设计成果不仅要美观、适用、安全，还要经济。笔者根据自身多年的实践经验，总结了房屋结构设计中容易被忽视但应引起重视的几个问题，在此与同仁共勉。
一、建筑结构设计优化的现实意义
1、结构优化设计降低总造价
进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。
2、进行结构设计优化提高建筑结构经济性
建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
二、房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略
1、概念设计
如果在施工的过程中想要解决突发事件，利用概念设计是一个很好的方式。它的主要作用是能够把遭到损坏的建筑物的迫害程度降到最低点。所以在概念设计的制定上，相关工作人员的主要工作就是要全面的了解在特定的环境下建筑物所面临的一些问题。而在这些问题里，最难以把控，同时破坏力度又最大的，就要数地震了。所以在设计的时候，设计人员要从建筑的抗震性性入手来制定相关的措施，同时淘汰掉起不到抗震作用的一些方法。而在建筑领域里，公认的有利于抗震的材料就是对称和刚，因此，要在建设中更多的加以利用。
2、优化选择房屋建筑结构类型
不同的形式的房屋建筑结构类型是会产生不同的造价管理模式的，而在建筑结构设计中常用的结构类型有如下几种，第一，剪力墙结构类型。该类型主要应用于高层房屋建筑中，所依托的基础为混凝土结构施工技术，该种优化结构类型同“短肢剪力墙”结构类型相比就有抗震性能强、钢筋材料使用数量较少等特征。第二，框架结构类型。这种类型主要优点在于开间大、灵活布局、造价较低等优点，但是该结构类型也具有一定的缺点，柱的截面面积比较大，抗震能力相对较薄弱。第三，“框架剪力墙”结构类型。这种类型的结构是对剪力墙和框架两种结构的优化组合，其能够综合以上两种结构类型的优点，结构布置比较合理，实际应用能力也比较强，该结构的最突出特点就是抗侧力能力比较强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
综上所述的三种房屋结构类型，无论是哪种都会有优点和缺点，在进行结构类型选择过程中一定要从建筑质量和建筑成本两个角度出发优化选择，对于建筑质量一定要符合业主和相关标准的要求，而对于建筑成本控制来说，要对房屋建筑工程的投资水平和施工单位的实际施工能力等进行分析和选择，最好是实现利益均衡。
3、积极应用信息优化技术
在房屋建筑结构设计中存在的变量比较多，房屋建筑结构的优化造成了一定的障碍，因此考虑到房屋建筑结构中存在的各种复杂因素，在优化设计中就应该积极应用先进的信息技术，比如应用一些参数定义软件，这样就能够有效的减少房屋建筑结构优化设计中设计者的工作量，提高工作质量和工作效率。目前比较好用的软件系统为“TBCAD系统”，该系统能够通过对结构方案进行指导性的设计来实现“方案的人力、物力和财力资源等趋于最优状态。”该系统的信息优化过程可以分为两个阶段：第一阶段是对材料使用量进行优化配置，也就是说要使用最少数量的材料，实现最好的结构性能，在该阶段中需要把混凝土用量设置为目标函数，而“结构构件断面大小”需要设置为变量。第二阶段是优化所设计结构中的各种构件强度，就是指对构件中钢用量与断面大小进行调整，实现质量和造价的完美结合。
4、连续梁按单梁进行设计
这种情况多发生在阳台边梁的设计中由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计者的重视，为图受力分析方便，设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计，致使梁在支座处上部负筋配置量过少这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝如果该边梁长度较长时，问题将会变得更加严重因为该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁在支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。笔者在实际工作中，多次发现类似情况出现，因此应引起设计者的重视。
三、房屋结构设计中建筑结构设计优化方法应用的注意事项
在房屋的建造过程中，要始终把工程的质量放在第一位，切实保障消费者的合法权益。在此基础之上，选择房屋结构设计的优化方法，锦上添花，这是建筑结构设计优化方法应用的原则问题。如果本末倒置，过分强调突出建筑的艺术性，通过缩短工期、减少工程用料、降低质检标准等手段，偏重建造商一方的利益，那么建成的房屋注定只是一个只具备观赏价值、而没有任何实用价值的“空中楼阁”，这样就失去了房屋本身最根本的用处，也严重损害了消费者的合法权益，对房产业、对经济、对社会产生极为不良的恶劣影响。
由于房屋建筑有不同的形式结构，因此在建筑结构设计优化方法应用时，应根据实际情况，选择合适的房屋结构类型。在实际应用中，常见的房屋结构有三种：框架结构、框架―剪力墙结构合段支剪力墙结构，它们侧重不同、各有千秋。为了保障工程质量、提高工程利益，要全面考量房屋的功能需求和经济承受力，选择最合适的房屋结构类型。
另外，在房屋结构设计的过程中，要尽量融合节能环保这一里程碑式的设计理念，这是对环境友好型经济转型的重要探索，是对人与自然关系定位的深入思考。房屋建筑的节能环保设计理念能有效提高资源利用率、减少资源的消耗，实现人与自然的和谐相处，是经济、社会和生态三效的高效统一。
结束语
结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，以不断提高自身的结构设计水平。
参考文献：
[1] 周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居，2014
[2] 王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居，2013
[3] 徐建民．房屋底框混合结构的抗震设计分析，地震研究，2004
论文作者:石广禄,刘怀标,朱诗济
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第14期
论文发表时间:2019/6/11
标签：结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 房屋论文; 类型论文; 建筑结构论文; 方法论文; 《建筑模拟》2019年第14期论文;