浅议建筑结构的优化设计

浅议建筑结构的优化设计

刘帅

身份证号： 130181198408****

摘要：现代人们越来越关心房屋建筑，我国高速发展的建筑行业也催生出了各种问题，这就要求我们的建筑结构设计人员要不断累积经验、优化设计，在不断进步的过程中反思设计中的问题并给与解决，在出现问题与解决问题当中不断提升自身判断力与创新力。本文就对建筑结构的优化设计提出自身的一些看法。

关键词：建筑结构；设计；优化；基本原则

一、前言

伴随着现代人们的对于生活品质的要求越来越高，对房屋建筑的要求也不断提升，如今的建筑结构设计不仅要考虑工程成本与使用、维护的节能，而且对于建筑结构本身的功能需求提出了更高的要求，对于结构设计优化也就要求更多。结构设计指在满足基本建筑要求的前提下将目标做最优化设计方案，要做好建筑结构优化设计合理的结构方案至关重要，对于同一设计方案来说结构设计并不是唯一的，每一个结构方案都会产生不同的工程造价与工程质量。

二、建筑结构优化设计基本原则

1、建筑平面布置产生规则结构效应的原则

有规则建筑体型和平面布置的结构，由于受力比较的简单工程造价比较低，但由于功能需求或客户要求，建筑的体型和平面布置会千差万别，就需要在满足客户需求的前提下，通过布局与墙肢长短的修饰，将建筑体型的不规则进行规则性修改，同时也可以将建筑结构形成经济合理与安全的预期目的。

2、 提升建筑舒适度原则

现在建筑讲究整体优化设计，包括从结构、建筑、装饰装修再到配套设施安装等各专业的优化设计组合，只有做到整体优化设计，才能设计出好的建筑；建筑结构设计要充分考虑平面布置、建筑立面、内部空间高度以及整体美观的要求，使人们在投入使用后充分感到舒适与美观，这是每个建筑结构设计的出发点，将提高建筑的舒适度作为建筑结构优化设计的重要基本原则。

3、安全系数的结构优化设计原则

现在钢筋混凝土楼板已经大幅度的提升力楼盖梁的承载力，这对于保证建筑工程质量至关重要，但是目前还不能精确的反映现浇楼板的这种约束作用，因此从现浇楼盖梁的安全系数考虑，就应该按力学计算结果进行建筑结构设计。此外从一些垮塌事故分析调查可以知道，除了结构计算本现有错误的情况，由于楼盖梁或楼盖问题产生的结构破坏事故很少出现；对一些地震灾害破坏案例分析，多是由于破坏了墙、柱等竖向构件导致的。因此在实际的结构设计中，要从安全性与合理性两方面综合考虑，确定符合承载能力的安全系数合理的构件，对独立构件、竖向构件等要采用安全系数较大的构件，二楼盖与楼盖梁则可以设当降低安全系数，这样在保证工程质量的前提下，既降低了成本造价有保证了结构综合安全度。

三、 建筑结构设计优化的应用分析

建筑结构优化设计的目的就是在保证建筑正常功能的前提下，通过优化设计降低工程造价、提升结构安全性能，建筑结构设计优化贯穿于建筑工程整个阶段：

1、结构优化设计的前期参与

建筑工程是一项非常重要的工程，由于建筑物使用年限一般较长，因此就需要保证其在正常使用年限内保证良好的使用功能与空间环境，因此在建筑方案设计阶段就要做好结构优化设计，这样可以从一开始就避免或降低结构不合理、造价过高等问题出现，在设计初期就进行优化设计是提升建筑利用率的有效方式。

2、要注重建筑结构的细部优化

伴随科技的进步，建筑结构优化设计不断地与电子技术有机结合，现在建筑结构设计优化的具体操作逐步被计算机转化为数学问题，这可以提高结构设计的精确性，这就需要设计工作人员加强电子技术方面的建筑设计，在重视建筑工程整体结构设计的同时，加强各基件的细部设计，合理的划分矩形现浇板，确保其受力的合理与均衡性，避免在一些基件的拐角处发生裂缝现象。

四、建筑结构优化设计的具体措施

1、加强剪力墙的设计

在进行剪力墙墙肢试验时我们可以看出在轴压比超过极限值时，就很难成为延性剪力墙。对压弯构件的延性与屈服后变形能力的影响因素主要包括：截面尺寸、混凝土强度、轴压比以及箍筋量等，其中最重要的两个因素为配箍特征值与轴压比。通过连梁将墙肢联结形成联肢墙这可以有效地对墙肢进行约束，增大连梁剐度可以有效地提高建筑结构的抗震能力，但是这样就加大了连梁与墙肢的分配内力，相应的就会增大构件的钢筋量，这会加大材料的浪费。

2、注重结构设计的细部优化

在建筑工程结构设计时，加强对局部构件的精细设计也同样重要。柱构件施工时采用高强度的混凝土对工程质量是一个保证；在满足建筑受力要求与最大限度节约成本的前提下，水平构件混凝土可以适当的降低混凝土的标号；现代计算机技术不断普及并应用到建筑工程当中，在进行结构设计时，可以利用计算机上的分析软件构造出优化设计的分析模型，可以将一些结构设计的细节部位进行处理，运用计算机强大的运算与分析能力实现建筑结构的细部优化。采

3、结构设计优化方法的应用

结构设计优化方法包括总体优化设计与分部优化设计。其中分部结构的优化设计包括：基础结构优化设计、楼盖优化设计、围护结构优化设计以及细部优化设计，进行结构优化设计时，要充分考虑造价、受力以及选型等，在满足建筑结构设计要求的前提下，结合实际情况，尽量在控制造价的同时，实现建筑工程结构优化设计的完整性与安全性。

4、结构设计优化方法的实践价值

对建筑企业来讲，最好的效果就是在满足建筑结构稳定的前提下，尽量提升建筑结构的合理性与安全性并尽量降低近期投资。现代采用的优化设计与传统设计相比，可以降成本降低5％-30％。现代优化设计可以更好地实现材料的合理运用，更好地对建筑结构内部单元间进行协调，确保建筑的安全，结构优化设计将为建筑工程的安全、经济与适用提供帮助。

五、结束语

综上所述，如今的建筑结构设计不仅要考虑工程成本与使用、维护的节能，而且对于建筑结构本身的功能需求提出了更高的要求，对于结构设计优化也就要求更多。建筑工程结构优化设计对于实现建筑企业降低成本、保证工程安全度至关重要，提升结构设计的合理性与经济性，已经成为每个设计单位的追逐目标，建筑结构的优化设计不仅可以提升建筑物安全度，并且可以降低工程造价实现投资效益最大化。