建筑结构优化设计之我见

闫红宾

河南中实建筑工程有限公司

摘 要：建筑结构的设计水平直接影响建筑工程的质量，为此必须提高对建筑结构设计的重视程度，采用优化技术在保证建筑结构基本功能的基础上应该考虑空间利用率、材料的使用、造价控制、居住舒适度等因素。本文将从设计优化的角度出发，对结构设计优化的意义、原则以及具体措施进行分析讨论。
　　关键词：建筑结构;优化设计
　　在工程建设的过程中，最基本的目标是在提高工程质量的同时尽可能地减少成本的支出，而对建筑结构的设计是否合理将直接关系到该目标的实现与否。在满足建筑基本功能的基础上通过材料的充分利用、先进技术手段的应用等提高设计水平，使在激烈的建筑市场竞争中获得更多优势。通过建筑结构优化设计，一方面是提高建筑的整体安全性，另一方面是提高设计产品的经济性，有效降低工程造价实现效益的最大化。在建筑结构设计中，可通过设计方案的优化，包括结构选型、布置优化以及精心的设计和准确的计算等来优化建筑结构。
　　1 建筑结构优化设计的意义
　　1.1提高整体建筑的安全稳定性
　　建筑工程设计的基本目标之一是保证建筑的安全与稳定，因此在进行结构设计时必须将安全性放在首位，通过优化设计不仅可提高建筑结构的安全性，还能提高整体建设质量，将合理的材料用在合适的位置，提现建筑的效能，延长建筑整体的使用寿命。可通过优化设计及时发现原来设计方案中存在的缺陷并进行改正，此外还要通过合理的受力计算与分析及时发现受力不合理的地方并加以处理。
　　1.2改善房屋建筑的功能
　　为提升整体建筑结构的质量，使房屋建筑协调统一，且更具有实用性和外观的美观性，必须做好设计阶段的方案设计。通过设计优化及时改进方案中的不足之处并加以完善，可有效改善房屋建筑的功能，使打造出来的建筑更符合宜居的特点。如住宅中通过合理地布置剪力墙与梁，可以方便住户后期改造，实现设计和使用很好的结合。
　　1.3提高建筑的经济性
　　通过建筑结构优化设计，一方面可以提升整体建筑的性能，另一方面还能降低工程造价。因此在设计阶段进行合理的优化设计，可为建筑企业获得更多的经济效益，提升建筑的经济性。譬如可以通过含钢量和混凝土含量指标的测算，来控制建筑结构造价。
　　2 建筑结构设计优化的原则
　　建筑结构的设计包括建筑结构本身，也包括建筑经济效益、居住舒适度和对建筑空间的利用等。因此，在建筑结构设计时需要严格遵守以下原则：
　　第一，在建筑结构优化设计时应根据建筑不同的功能需求，对墙柱布局以及墙肢长短等进行调节，从而使建筑结构符合经济结构与安全使用的要求。第二，在建筑结构优化设计时必须要满足建筑居住舒适度的要求，具体可以从建筑结构、装饰装修、电气安装等进行整体优化设计。第三，需保证整体建筑结构的安全性，使最终满足建筑结构安全耐用的目标。第四在保证整体建筑结构安全稳定的基础上还要考虑结构造价的问题，尽量在满足建筑整体性能的基础上考虑建筑的经济性。

3 增强建筑结构优化设计的有效措施探究
　　3.1要认真的选择结构形式和设计方案
　　直接影响到企业的总投资成本是选择房屋初期建造的设计方案，会影响到房屋的建筑进程和房屋建成质量等，因此说，想要成功就要有好的开头，所以能够看出，最为关键的是选择前期的方案。在进行设计的时候，优化设计融入到房屋结构中，就能够针对房屋不一样的种类，建筑类型进行合理的、相应的结构设计与调整。有关设计师能够对房屋结构进行优化设计，建筑结构在初期实施优化设计的时候，建造阶段中的困难度就会降低，这样就能够合理的减少建筑成本与施工损耗，所以，在整个建房的阶段中最为关键的就是认真的选择建房初期设计方案。
　　3.2结构计算方面
　　为了确保建筑结构正确的计算，这样建筑结构设计就获得了合理的优化，需要在计算结构的时候，设计人员一定要做到下面要求：首先，结合工程实践。在建筑结构进行计算的时候，一定要有效的调查与分析建筑项目的状况，以确保正确的计算建筑结构数据；其次，运用计算机系统。为了有效的提高计算建筑结构的正确性，设计人员一定要对计算机系统进行合理的运用，对建筑结构实施全面而且合理的分析计算构造；再次，输入正确的数据。为了防止计算建筑结构出现差错，计算建筑结构数据输入的阶段需要设计人员合理的进行控制，而且设计建筑结构图形、构件和荷载等参数实施认真的审查；最后，审查计算结果。当计算完建筑结构后，审查制度一定要完善好，对计算结果进行合理的审查，以及时发现问题，并使用有效的处理方法，以确保对建筑构造进行正确的计算，这样就能够完成建筑结构的优化设计。
　　3.3加大对结构延性的关注度
　　结构的延性在建筑构造进行设计中占有非常重要的位置。环境因为经济的迅速发展而遭到了破坏了，也常常出现部分自然灾害。其中在中国相对常出现的地震是一种自然灾害，一旦地震出现，就要严重的危害到人们的生命财产安全。所以，假如在设计建筑结构上对增强抗震功能进行思考的话，那么就能保护人身安全。对于相对高的建筑出现地震的时候，建筑的结构特别容易出现变形，那么假如在以前的设计建筑结构中就认真的考虑了建筑延性的话，那么就不会有那么多建筑倒塌了。在相对大级数的地震时，假如建筑物设计的延性相对高，那么人们就有更多的时间走出建筑内部。在当前建筑中，关键是由混凝土建构组成，同时是非弹性的状态，而又有非常好伸缩性的延性，如果就算出现地震，延性也可以把震动的能力吸收掉，然后确保了建筑的安全。所以，建筑结构的延性一定要增强，如此建筑才可以更有伸缩性。

　　3.4进行优化箍筋和框架梁的距离
　　箍筋和框架梁因为不一样的抗震等级框架，所以也不一样的距离。通常状况下，加密区箍筋和框架梁不超过10cm的距离，非加密区钢筋和框架梁不超过20cm的距离。在建筑项目结构优化设计中一定要对箍筋直径与其箍筋和框架梁的距离进行合理的设计，这是有非常关键的意义的。需要关注的是，在对非加密区柱、梁设计配筋的时候，高剪应力弱弯矩的规定不用进行考虑，就能够对剪应力的增大系数和弯矩的减少量不用进行计算。
　　3.5优化建筑结构的材料
　　在建筑结构中要充分的考虑好经济性与安全性，也提出了相对高的结构材料要求，在选择材料上不但需要其质量好并更要合理的经济，如此优化的基本目的才可以达到。在应用材料的时候，材料的受力特征与力学功能要进行充分的考虑，尽力做到变废为宝，避免出现浪费。比如在钢筋混凝土构造设计中，因为充分的考虑钢筋混凝土材料中的高抗压性，所以高标号的混凝土是作为受压为主的柱子，如此不仅建筑应用的空间能够增加，构件的截面也能减少，同时构造自身也可以降低重量。另外，在应用钢筋混凝土材料上要关注匹配好钢筋和混凝土之间的强度，在完成发挥材料最大功能的同时，完成合理的运用和节约材料，然后完成优化设计结构。
　　4 结语
　　现阶段，在实际操作中，优化建筑结构设计更多的是运用“检验”的“整体优化”方法的基础上，然而，实际中依然是不完整的建筑结构优化设计。在建筑构造设计中，结构工程师一定要关注结构计算的正确性和结构方案的实际状况，新标准一定要充分的熟悉，紧密结合新标准与项目现实状况，要做出合理的选择结构方案。建筑结构设计人员要依据详细状况实施具体分析掌握的知识处理现实建筑设计中遇到了各类问题，这样才可以积累经验，在设计的时候正确的运用概念，让工程设计水平渐渐的提高。
　　

参考文献：
　　[1]吴勇.建筑结构优化设計分析[J].建材世界，2013（03）.
　　[2]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，2014.3
　　[3]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）.