张乐 周威
浙江佳境规划建筑设计研究院有限公司 浙江杭州 310000
摘要：在建筑工程建设中，结构设计是其中重要的影响因素之一，严重的影响着建筑物的质量，因此，做好建筑工程结构设计的优化工作十分重要。本文主要是对房屋建筑结构设计进行了概述，探析了房屋建筑结构设计的特点以及优化设计措施，以供参考。
关键词：建筑工程；结构设计；优化措施
随着我国经济的发展，建筑企业得到了飞速的发展，同时对建筑结构设计的要求不断提高和广泛，在传统的对建筑结构安全性、适用性和耐久性的基本要求上，更加注重绿色、节能、美观、宜居等更高层次的要求。为了适应经济社会的转型发展，房屋建筑的结构设计必须以确保经济适应、安全耐久的基本前提下，深入研究房屋外观的美观、与环境的协调、环保绿色和舒适宜居等，因此，优化房屋建筑的结构设计就成为重要的研究课题。
一、房屋建筑结构设计的概述
在房屋建筑结构设计中，首先，应该从整体上对房屋建筑的布局、朝向、层高、建筑间距等有科学合理和准确的把握尺度。其次，要考虑建筑结构的差异性和层次性，不论是从安全性的角度出发，还是从美观的角度出发，差异性是房屋建筑结构优化设计的重点思路之一。如不同楼栋的设计尽量避免简单的复制式、单元式重复，总体一致、细节差异的方式让建筑更加适应不同位置，更加具备错落有致的特点。第三，房屋建筑结构设计中充分重视抗震性能的设计，抗震设计的本质是对房屋建筑抗击垂直荷载、水平荷载、偶然荷载和抗击倾覆的结构设计，传统的钢筋混凝土房屋建筑工程的结构设计中的抗震设计关键在配筋的设计上，随着现代新材料、新结构形式的出现，设计者应该考虑从建筑外形、结构形式上进行防震抗震的设计，另外，对逃生通道、疏散场所的设计也是防震设计的重要方面。柔性材料的使用，在抗震设计中应该予以考虑，通过“以柔克刚”的基本理念，释放地震荷载能量，减少和避免地震对建筑结构的脆性破坏，造成人员和财产损失。最后，对建筑结构与环境适应性和节能措施的设计应该在新型设计理念中得到考虑和应用，利用循环型资源利用设备设施，充分利用资源，减少废弃物排放，让建筑与自然环境协调辉映是设计追求的主要目标之一。
二、房屋建筑结构设计的特点
1.房屋建筑结构设计的延性特点
在房屋建筑工程建设和使用过程中，由于受到外部荷载的作用，可能发生形变，这种形变的发生往往是长期的、缓慢的、塑性的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了避免在发生形变时，对房屋的使用性能和安全性造成影响，往往通过延性设计措施进行防范，这种延性设计主要从建筑材料和结构形式两个方面予以达到，如钢筋的抗拉强度、屈服强度、伸长率等就是材料延性的重要指标。
2.抗水平荷载设计
水平荷载一般在高层建筑结构设计中更加得到注重，水平荷载主要包括地震荷载、风荷载等。房屋建筑队水平荷载的抗击主要通过增大结构整体刚度和优化建筑外形予以防范和抗击。增大刚度，可以使得建筑在水平荷载作用下保持结构整体稳定，防止倾覆，直接对抗水平荷载；而外形的优化往往可以有效减少水平荷载的作用，通过“回避”而不是“对抗”的措施巧妙减少水平荷载对建筑安全的影响。
3.抗震设计
尤其对于处于地震带的房屋建筑，抗震设计应该作为重中之重予以考虑。房屋建筑结构的抗震设计要符合“大震不倒、中震可修、小震不坏”的基本原则，通过优化建筑结构的外形、结构形式、材料配置等措施提高建筑的抗震能力，要强化柱的强度，严禁“强梁弱柱”。抗震也要重视柔性材料的使用，达到“以柔克刚”的效果。
4.房屋建筑结构的防侧移设计
当前，随着土地资源的日趋紧张，城市用地越来越少，因此，为充分利用土地资源和追求更高的经济利益，房屋建筑越来越向着高层化方向发展。高层建筑受水平荷载作用大，且受竖向偏差和刚度的影响，容易发生侧移形变。应该通过精确控制竖向偏差、增大建筑的整体刚度等方式，减少和避免侧移。侧移的危害是整体性的，完全性的，建筑结构发生侧移往往会影响整个建筑所有楼层住户的安全和使用，且修复难度极大，往往要整体返工，很难从根本上得到纠正，因此应该在设计阶段予以高度关注，采取有效措施予以预防和优化。
三、房屋建筑结构优化设计的措施
1.优化房屋建筑结构形式的选型
房屋的结构选型，简单的说就是选择砖混结构、钢筋混凝土结构、框架结构、剪力墙结构、钢结构、筒体结构等结构形式中的一种或者混合搭配出一种混合结构，以符合建筑工程实际和满足安全使用的要求。建筑结构的选型优化，重点在对建筑结构所处环境的地质情况、气候条件、地质状况和使用过程中荷载的分析测算，根据测算结果选择满足受力条件的结构形式。结构形式的选择往往受到投资总额和实际状况的限制，因此，要进行有约束条件下的优化，实现性能最大化。结构选型要适应形势的发展和与周围环境相适应，而并不是单一的、独立的、不受约束的。
2.优化控制房屋建筑的构件受力
房屋建筑构件主要受到轴向力、侧向剪力和弯矩的作用，轴向力又包括压力和拉力，受压构件的抗压能力要满足规范和实际使用要求，抗拉构件的抗力强度要满足要求，受弯构件的抗弯能力和受侧向力构件的抗剪能力要满足要求。上述控制的重点是对梁板柱等主要受力构件和悬挑构件的控制。同时要通过合理的构件组合形式，使得荷载的传递路线和形式合理。避免应力过度集中，对构件造成持续的集中的作用。另外，在持续应力作用下的构件往往会发生徐变，对徐变的验算难度较大，往往采取极限设计思想和假设思想进行强化构件的受力能力，避免过大徐变和塑性破坏。
3.关注结构延性
房屋建筑结构延性设计是保证在突发自然灾害和偶然荷载作用下，为人逃生提供足够时间的重要设计措施。延性设计的本质是建筑结构在偶然荷载作用下，构件已经发生屈服，但是其强度仍然满足承载偶然荷载的要求，结构整体性能够在一定时间内得到保持，人们可以借助从发生屈服到完全破坏这段时间空隙进行逃生，这是结构延性的重要作用。如钢筋在屈服强度下已经失去整体刚度，结构开始发生形变，但是尚未达到抗拉强度，仍然能保持结构的完整性。但是这种延性并不是无限度的，因此要结构逃生通道、预警设施的配套设计给人们的生命安全提供保障。总体来说，结构延性是一种预警，而并不是完全的抗击和保持。
4.重视与环境的协调统一和节能环保
房屋建筑的主要作用是为居住者提供舒适宜居的居住环境，与环境的整体协调程度是房屋建筑舒适度的重要标志，同时也是建筑符合生态环保、美观大方设计理念的重要体现。同时要关注节能环保的设计，通过节水措施、循环水措施、通风采光措施等设计，让建筑工程的环保品质更高，节约能源，同时符合现代人绿色、环保、时尚的生活理念。
四、结语
目前，房屋建筑工程设计已经从传统的只注重安全性、实用性、耐久性的基础上，开始关注其生态、环保、时尚、美观等功能性属性，设计者要通过对房屋建筑结构设计的优化措施，使其具备良好的结构延性、抗击水平荷载能力、抗震能力、和抗击侧移形变能力，以使其保持良好的结构稳定性、整体性、构件的安全性，同时要通过合理的结构形式选择和与自然环境的整体协调，实现其舒适宜居、低碳环保等功能属性，实现更高的设计价值，让房屋建筑工程为人民提供可靠、安全的居住环境，同时服务于经济社会的可持续发展。
参考文献：
[1]邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J]科技传播，2010(5)：26.
[2]陈大冲.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]价值过程，2012(5)：68-70.
论文作者:张乐,周威
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/28
标签：荷载论文; 结构设计论文; 延性论文; 结构论文; 房屋建筑论文; 建筑结构论文; 构件论文; 《基层建设》2016年3期论文;