中国空分工程有限公司浙江杭州310051
摘要：房屋建筑结构形式多样化，结构设计过程中的问题也随之而来。若在设计环节不能妥善处理这些问题，则必然会对建筑结构自身的安全稳定性造成威胁。本文先对目前国内房屋建筑结构设计过程中的常见问题进行分析，并在此基础上就如何进行优化结构设计，谈一下个人的观点与认识，以供参考。
关键词：房建建筑；设计；结构；问题；策略
结构优化设计是确保建筑安全可靠性的关键，设计人员应当严格按照规范和要求进行优化设计。实践中常见的问题，应当采用针对性措施进行解决，而且还要积累经验和提高设计水平，从而规避安全隐患问题。
一、现阶段国内房建工程中的结构设计问题概述
对于现阶段房建工程结构设计过程中的主要问题而言，其中表现为桩间距小，没有足够长的桩身钢筋笼，而且承重砖基础以多孔砖砌筑为主，对于房屋的高度与高宽比而言均不达标。对于桩间距太小问题而言，不满足桩最小中心距规范和要求，尤其是试桩以及锚桩间距，设计人员往往会忽略，以致于试桩结果受到影响。同时，桩身钢筋笼自身的长度不够，也会对挤土灌注桩产生不利影响；桩身钢筋笼长度未穿越软土层层底，达不到桩基规范要求。
对于承重砖基础而言，多采用的是多孔砖砌筑，其主要是基于多孔砖墙体自身的结构构造，室内防潮层以及地面以下基础使用多孔砖砌筑不合理。对于房屋的高度与高宽比而言，超过规范以及规程限值，就目前规范以及规程而言，给出房建工程结构最大适用高度与高宽比限值。就房建工程结构平面与立面布置而言，结构布置应当适宜合理，这是结构设计的基本要求。其要求建筑架构平立面外形尺寸以及抗侧力构件与质量分布合理。板作为房屋建筑的承重构件，其将楼面与屋面荷载直接传至周围墙、梁，设计者为方便计算或者因对板结构的受力状态缺乏认知，只是将双向板按照单向板进行计算，以致于计算假定结构与受力实际状态之间不相符；在该种情况下，某个方向上的配筋过大，而其他方向只是按照构造进行配筋，以致于因配筋不足而导致板裂缝。
二、房屋建筑结构优化设计方法
1、桩基础
基于桩型的视角来看，主要有两类，一是灌注桩、二是预制桩。在成桩过程中无法对灌注桩施工质量进行准确把握，而且施工周期与预制桩相比更长，因此满足基础总重、上部承载以及沉降控制基础上应当尽可能使用预制桩。由于基础深度的增加会导致地基土对桩端以及桩身侧摩阻力不断增大，因此选桩过程中应当以长度较大的桩为宜。基于桩位视角而言，若想使钢筋用量以及基础底板厚减少，建议采用轴线桩，在剪力墙下布设。选用轴线桩，则应当选用条形承台。若房屋建筑物地下室部分，建议采用条形承台梁；若有地下室，则应当利用条形承台梁。对于高度不高的房屋建筑而言，承台梁的高度可等同于该房屋建筑地下室中止水板厚度；若房屋建筑较高，则应当根据计算结果对梁高进行确定。实践中应当具体问题具体分析，根据不同的建筑结构特点和施工条件选择桩基础类型以及承台梁等。
2、房建工程上部结构
在建立房屋建筑上部结构模型时，首先应当布设剪力墙，并且将严格遵循剪力墙平面对称与均匀分布、结合楼层结构重心和楼层平面刚度中心等原则，尽可能减少风荷载与水平地震条件下扭转效应。实践中，若房屋建筑结构允许，则应当采用大开间剪力墙结构，并且将墙肢长度加长一些，从而减少剪力墙墙肢总数。同时，在楼层侧向相同刚度时，尽可能减少剪力墙施工过程中的混凝土用量。在此过程中，由于暗桩为剪力墙结构施工过程中最多使用钢筋之处，在选择大开间剪力墙结构以后，可在一定程度上减少暗桩钢筋用量。需要强调的是，若房屋建筑工程所在地的地质条件相对比较差，而且对房建工程有较高的抗震要求，避免采用该种类型的剪力墙结构。墙柱的后跨高度比不超过5的情况下，则连梁高度采用窗顶、楼层间高度；若上述比例超过了5，则跨度相对较大的框架梁高度以跨度1/12为宜。值得一提是，楼板厚度应当与规定要求相一致，而且准确输入楼层层高以及层数，以此来确保各楼层荷载计算的正确性。确定好构件以后，即可采用人工方式进行修改和干预，比如梁端铰接布设与框支梁柱定义、混凝土容量以及风荷载等参数与定义，从而使计算模型与实际房屋建筑相匹配。
3、房建建筑结构与给排水设计
对于给排水房间而言，其中含有设备基础以及相关机械设备，较之于其他类型的房间而言荷载更大。基于此，建议在半地下室、地下室内布设水泵间。给排水房内设有粗细不均匀、为数不少的管道设施，预埋件、预留孔洞尺寸以及位置应当准确，并对楼板孔采取局部加强措施，避免水平管道穿过梁柱。如果管道必须穿过承重墙，则应当采取有效的加固措施。实践中为了能够有效避免管道绕梁或者出现绕柱等问题，需对管网系统进行统一规划布局。房屋建筑特别是高层房建工程，空调设备布设过程中应当与楼梯（电梯）、卫生间等结构的布置相协调，结构优化设计过程中应当充分考虑各类房屋建筑结构以及室内楼面负荷情况，避免该类房间因管道较多而超负荷。
4、房屋建筑中的各结构与电气系统协调设计
在房建工程结构优化设计过程中，应当密切结合结构与建筑平面，综合考量其美观性与实用性，同时还要实现建筑结构设计的合理性。建筑墙柱布设过程中，应当与建筑物内的平面功能和指标要求相一致。在此过程中，为了能够构件标准化，需统一各房间开间进深；同时，建筑体系在尽可能简单化的条件下，墙柱应当避免错位，截面面积不能有太明显的变化，应当尽可能保持与楼层内标高的一致性，不可设置夹层。对于应力较为集中亦、受力相对比较复杂的转角位置，不建议设计楼梯或者电梯，而是应当以轻质材料用于非承重构件之中。在此过程中，为了能够有效减轻房屋建筑结构自重，选择承重构件时以高强度材料为宜。实践中还要优化设计房屋建筑结构与电气系统，如果电气管线形式安装在金属管外部、楼板和墙体位置，则可能影响预制结构施工质量。基于此，如果管线穿过了房屋建筑梁，则在梁预制时应当先留出孔洞，确保墙体厚度与梁的宽度保持一致。如果不能保证二者一致，则应当保证墙体一侧平面与梁侧平面相齐，管线不能裸露在墙体之外。对于绝大多数的房屋建筑工程而言，其电梯房空洞较多，而且预埋构件较多。基于此，实践中应当对房建工程电梯房强度进行单独计算，以此来保证设计方案的合理性以及施工质量。需要强调的是，房屋建筑结构设计过程中，应当进行整体优化和局部优化设计，层次性与复杂性等系统性设计特点为房屋建筑工程设计中不可或缺的一部分。在优化设计整个过程中，如果优化各子系统、分系统，则实际上是就是讲局部间横向联系隔断，并且叠加起来形成该房屋工程项目的最优整体。
结束语
总而言之，房屋建筑结构设计过程中应当因地制宜、根据实际情况和工况条件进行优化设计，尤其是高层房建结构优化设计时应当充分考虑更多元素，顾及更多细节以及影响因素，从而使房屋建筑结构设计更加科学合理、美观舒适。
参考文献：
[1]姚红梅.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].四川建筑，2016，36（03）：228-229.
[2]许若翊.房屋基础建筑结构优化设计及概念设计问题研究[J].河南建材，2016，（01）：88-89.
[3]于辉，陈志鹏，周芸等.一体化复合材料上层建筑结构设计优化[J].中国造船，2017，58（2）：30～37.
[4]王玲玲.试论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].低碳世界，2017（32）：164～165.
[5]王志强.结构设计优化在房屋结构设计中的应用[J].建筑建材装饰，2017（8）.