建筑结构优化设计与措施

宋建阳,朱珉江

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371327199401075110山东省临沂市276000

摘要：随着我国时代的发展和经济水平的不断提高，我们在保证建筑的安全性和实用性的同时对建筑的美观性和和经济性方面的要求也正在不断地提高。既要保证建筑安全、实用，还要做到建筑经济、美观，与此同时也要加强对施工便利性和时效性的考虑。所以对建筑结构做完整的优化设计也是十分重要的。

关键词：建筑结构；优化设计；结构措施；

引言

建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑类型与功能越来越复杂，建筑的数量日渐增多，建筑的结构体系也是越来越多样化，因此结构设计也越来越成为建筑结构工程设计工作的难点与重点。

1建筑结构设计的意义

我国建筑领域快速发展，为了满足人们对美好居住环境的向往，积极响应国家节能减排的政策，建筑结构设计在整个设计工作中发挥着不可忽视的作用。结构设计文件作为指导工程施工的重要技术资料，必须严格把控结构设计各各环节，避免出现错、漏、碰等问题。如果设计文件出现错误，轻则影响到施工进度，重则造成工程事故，甚至会危害到人们的生命财产安全，造成巨大经济的损失；结构设计时应严格把控设计质量，避免肥梁胖柱，造成浪费。

2建筑结构优化设计中存在问题

2.1结构设计缺乏完整性

建筑设计的完整性体现在建筑的内部结构以及建设项目能否与环境建立和谐的关系，这也是建筑企业经济效益和社会效益的重要因素。在一些建筑结构的设计中，设计人员忽视了整体性的问题，对建筑结构进行分散设计，导致设计工作较为零散，缺乏相关性，会在一定程度上影响建筑的舒适性与整体性。

2.2细节不够严谨

影响建筑使用性及安全性的重要因素是细节问题。在结构设计中对细节问题进行有效的处理，能够极大地提升建筑的质量以及安全性。但在当前阶段的建筑结构设计中，一些设计者往往容易忽视细节问题，对工程整体的施工质量造成十分严重的影响，增加工程返修量以及建筑的成本。

3建筑结构设计的优化措施

3.1确定合理的结构方案

设计的优化需要从结构布置方案出发，合理经济的结构布置方案对项目的成本能够起到决定性的作用，所以合理的结构布置方案可以说是结构设计的源头。为此，结构设计优化应该从源头开始介入，从根源上对结构布置进行优化。剪力墙结构是指纵横向的主要承重构件全部为剪力墙墙的结构。当墙体处于建筑物中合适的位置时，它们能形成一种有效抵抗地震作用作用的结构体系，剪力墙结构体系具备刚度大、整体性好、抗侧能力强、稳定性好等优点，但同时受剪力墙布置的影响存在开间小，无法形成大开间，空间利用率低等缺点。框架结构存在空间布置灵活，可以形成大空间，空间利用率高、易于形成标准等优点，但同时也存在抗侧能力低、结构刚度小、节点应力高等缺点。所以结构方案的选择尤为重要，在设计伊始我们就需要结合建筑的使用功能，充分利用剪力墙、框架的优点，选择最优的结构布置方案。

3.2确定合理的基础埋深

近年来,住宅建筑多为高层建筑,高层建筑箱型和筏型基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性的要求。在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱型和筏型基础埋深不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础埋深不宜小于建筑高度的1/18。位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑要求。同时很多高层建筑都会设置地下室,其优势在于丰富了建筑的功能,扩大了建筑物的空间,提高了土地资源的利用率,同时能够很好的解决基础埋置深度的问题,但也相应增加了建筑的成本以及施工的难度,所以确定合理的基础埋深,在满足规范要求和使用功能要求的前提下，尽可能的减少基础埋深和地下室的层高，能够很好的节约成本，方可将地下室的利用价值最大化。

3.3确定合理的基础选型

近年来，建筑高度越来也高，基础成本在土建成本中的比重也越来越大，合理的基础选型，对成本优化起到重大的作用。一般来说，天然基础（独立基础、筏板基础）存在天然的优势，具备施工简单，施工速度快，造价低，对周边场地环境影响小等特点；而桩基础存在施工周期长，施工工艺复杂、造价高、对场地要求高且对周边环境影响大等特点。故当场地土层具备较好的地址条件，具备采用天然基础的条件时，建议优先采用天然基础。当土质条件较差无法采用天然基础时，也应该针对预应力管桩基础与钻孔灌注桩基础或者地基处理等其它基础形式进行细致的比选，选出成本与施工周期最优的基础选型，使得成本与方案最优。

3.4确定合理的抗浮方案

随着城市化进程的推进，城市内涝的现象也越来越多，地下室开裂渗水、地下室局部浮起的事件也越来越多。所以，地下室的抗浮工作也显得尤为重要。一般的抗浮措施有：配重法、锚杆法、抗拔桩法、泄水减压法等。每种抗浮措施均有自己的优势，同时也有自己的劣势。在结构设计时需要根据项目的地质情况以及地下水文的分布情况具体分析，选择合理的抗浮措施。在做到成本最优的同时，还需要考虑施工、方案合理性的最优，保证项目在交付使用时，业主有更好的客户感受。

3.5确定合理的材料

材料自重对结构受力影响较大，应尽量选用轻型材料。如填充墙、隔墙采用轻质材料，可显著减轻自重，降低含钢量。同时，可适当提高混凝土强度等级以减少钢筋用量和混凝土用量，但混凝土强度等级越高越容易开裂，所以混凝土强度等级也不能无限提高。一般建议梁板混凝土等级取C30，墙柱混凝土等级取C30~C60，转换层水平构件取C40，非承重构件取C20，基础取C30~C40，垫层取C15。一般楼层层数越高受力越小，故混凝土强度等级宜从下到上逐渐减小。为便于施工，同一楼层各构件最好采用同一等级混凝土。

3.6确定合理的荷载

荷载输入值的计算是否准确，关系到整个工程的含钢量是否正常。荷载的计算应尽量精确，做到不漏算、不重算、不多算、不错算。荷载取值应严格按照最新版荷载规范取用，不要擅自放大。对于一些特殊功能的建筑，应会同甲方共同测算荷载的取值。填充墙上门窗开洞面积较大时，应扣洞口部分的重量。地面、楼面、屋面、填充墙、隔墙、构架、线条等恒载取值应按建筑做法和大样详细计算。荷载的取值要本着精细化节约化的原则取值，在保证建筑物安全性的前提下尽量精细化荷载取值，以达到节约成本的目的。

结束语

综上所述，建筑工程对于我国社会经济建设发展有着极为重要的作用，施工单位在进行建筑施工的过程中，需要依照实际情况进行精细化管理工作，加强对建筑结构设计优化的重视程度，并以此为基础进行主体质量的管控，既要满足人们有关建筑的各方面需求，同时在自身素质方面也要实现有效的保障，提高建筑工程的安全性与可靠性，对于国民的生活质量与经济发展也会产生良好的促进作用。

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