建筑结构设计优化方法

建筑结构设计优化方法

摘要：改革开放以来，我国人民的经济收入得到了很大提高，对生活各方面的追求也是越来越多。随着经济不断发展，城市规模不断扩大，房屋建筑工程建设数量也在迅速增加，要实现建筑经济性和适用性的目标就要对建筑结构进行优化设计，从而有效的降低工程造价。本文分析了民用建筑结构设计的常用选型和适用特征，并结合实际重点分析了建筑结构设计的优化方法。

关键词：建筑；结构设计；优化方法 一直以来，居民住房问题是整个社会的焦点问题，房屋建筑设计也成为大家关注的话题。建筑结构设计必须从多个层面去考虑，首先是对工程建筑成本的投入和预算，工程竣工后怎么使用，还要在设计的同时尽可能地满足居住、使用者对建筑的各种需求等，所以在建筑机构设计优化方面提出了更高更多的标准。

一、建筑结构设计优化的意义

国家宏观调控力度在不断加大，原材料价格在不断上涨，在工程建设前期挖掘潜力，节约建筑成本、科学优化设计，有利于节约建筑原材料、保护环境，符合国家“低碳、节能、环保”理念，利国利民。

建筑工程造价中建筑结构成本大约占到总造价的50%，对建筑结构进行优化设计可以在很大程度上降低上程总造价，节约工程造价成本。建筑结构优化设计能有效的节省房屋建筑的投资成本，具有巨大的经济价值。据统计因为在设计过程中，设计质量差，造成功能布置不合理，相关专业工程师没有相互沟通，导致在施工过程中出现进行修改及返工现象，更是没法控制施工工期。同时因为工程存在安全隐患、工程质量差等问题，使得投资经常被消耗浪费。所以通过建筑结构设计优化可以减少投资浪费、降低安全隐患，有效的提高工程设计质量。

二、满足建筑结构设计优化的要点

首先，在完成建筑结构优化设计时安全性是首先要考虑的因素；其次，在社会不断进步、科学技术快速发展的背景下，人们的思想也在随之发生改变，在这些改变的基础上，人类在建筑功能上的要求也越来越多；再次，在建筑结构优化设计方面，应该从节能环保建材、优化建筑结构整体布局来实现节能环保。在建筑施工过程中产生的废弃材料要做好科学处理，注意废水排放的方式；最后，在确保安全稳定、功能全面、节能环保的同时降低投资成本才是建筑结构优化设计的经济性所在。

三、结构设计优化技术在应用中的问题

结构设计优化方法应用于实践之中，是目前一个比较广泛的课题，利用结构优化的方法在适用性能不改变的前提下使工程造价有所降低。结构设计优化设计

应用于项目的前期设计、整体设计，抗震设计、旧房改造等设计的各个部分，多种效益都是非常可观的。在模型进行实践以及按照结构设计优化方法过程中，要注意以下几个方面。

（一）前期的设计参与

建筑总投资受前期方案的直接影响，所以现在存在的问题大都是前期方案阶段结构设计并不参与进行，建筑师进行设计方案时大多也不考虑结构的可行性及合理性，而建筑设计的最终结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑总投资提高。如果在方案初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。

（二）地基基础的结构设计

地基基础的结构设计优化首先就是选择最恰当的方案，如果为桩基础，一定得依据施工现场的具体情况选择桩基类型，节省成本，减少不必要的浪费。对灌注桩的选择影响较多的就是桩端持力层，应多进行比较以确定最合适的方案。

（三）细部结构设计优化

概念设计应用于没有具体数值量化的情况，设计过程中需要设计人员灵活运用结构设计优化方法，达到最佳的效果。与宏观把握相对应，设计过程同时要注意对于细部结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做立面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。

三、建筑结构设计优化方法

我国社会经济不断发展，人们的生活水平也不断提高，对房屋的设计质量和居住舒适度要求也越来越高，但由于人口增长迅速和土地资源有限，再加上近几年房价迅速飞涨态势，人们对于居住的房屋设计，包括空间设计、成本控制等方面要求越来越高，若对民用建筑结构进行优化设计，可有效降低成本，从根本上实现经济效益。设计人员在设计民用建筑结构时，应严格遵守经济、合理等原则，采用先进的现代化房屋设计理念，制定经济合理的房屋建筑方案，以实现减少工程造价、达到经济利益最大化的目的。结合实际，从具体实际情况出发，选择正确、合理的计算参数，有效完成结构计算。

（一）不可盲目依赖计算机

计算机功能毕竟不是绝对万能的，计算机程序本身也存在很多漏洞，所以结构设计人员不可完全依赖计算机完成结构计算，否则很容易出现计算结果出错的

情况。设计人员应该对结构计算做出基本分析，还要清楚了解计算机程序的应用范围、理论基础与限制条件等。

（二）合理运用材料

材料是建筑结构的最基本物质，对材料选用必须要求合理、规范。所有材料都是宝贵的物质财富，都必须充分利用起来，不可浪费。将材料合理运用到结构构件的具体空间、环境特点以及力学特性上来，正确处理好一些边角材料，提高材料的利用率，降低投资成本。

（三）做到数据录入精准无误

建筑实施过程中数据的作用是十分重要的。结构尺寸、荷载及几何图形等数据记录，做的时候必须耐心核对，认真仔细。尽量避免因数据计算结果出现误差或错误，不然一定会为其付出悲痛的代价。

（四）加强建筑结构设计深度

民用建筑结构设计时，存在设计粗糙、标注不全、图纸偷工减料、图纸缺漏等问题，这主要由于设计师设计水平有限或缺乏责任心，严重影响了结构设计的安全性和整个建筑工程的质量。因此，为提升建筑结构设计深度和质量，设计师应注重自身设计能力的提升，并端正工作态度，做到认真负责。

（五）注重整体意识和具体空间的结合

整体把握好结构同结构之间，以及结构同构件之间的关系。来创造你自己与大自然、与这个场所、与这里的传统的对话，并将它们融入你心中的童话。同时将建筑物的空间性、时间性、安全性等纳入其中，让建筑物发挥出时代气息、科技气息、人文气息，从某种意义上应该更具有生物气息，要使建筑与人类、与自然相互衬托，实现社会与人类、自然的和谐发展。

（六）注重提高结构体系设计水平

在民用建筑结构设计中，普遍存在抗震结构不合理、规则性差以及楼层错层等情况，这与选用结构体系不合理有很大关系，因此，优化结构体系设计很有必要。

（七）重视实际结构与计算模型的差异

计算机所使用的结构计算程序从理论上来讲，是一种虚拟的计算模型。尽管这种虚拟的计算模型非常科学、严谨。因为现实的结构受力不是计算机可以直接处理的，所以用到现实中来又存在一些差异。必须从实际出发，不能忽视计算模型与实际结构的差异，将各种可能影响建筑结构的因素综合参考，确定好它们之间的约束关系，反复核对计算结果，仔细检查计算过程。确保结构设计和计算

结果的正确性。

结语

总而言之，结构设计是个系统、全面的工作，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。通过概念设计、正确的计算及合理的构造措施来保证，设计要在实践过程中不断的研究、探索和创新，使其经济性和适用性的目标得以实现。

参考文献：

[1]姚大园. 建筑结构设计优化方法及应用[J]. 江西建材,2012,06:52+54.

[2]杨宏刚. 有关建筑结构设计的优化设计的分析[J]. 企业导报,2013,23:265-266.