建筑结构方案优化设计探究

1、建筑结构方案优化设计探究中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司130021摘要：我国城镇化建设的快速发展，使得土地资源越远越紧张，建筑成 木也越来越高。人民牛活水平的提高，对建筑结构的要求也随之增高。在这种情 况下，为了提高的企业的经济效益，必须对建筑设计结构进行优化。基于此，木 文主要对建筑结构优化设计的原则与方案进行探讨。关键词：建筑结构；优化原则；优化方案一、建筑结构优化方法的重要性如今，随着城市化进程的不断加快，城市建筑土地资源越来越紧缺，因 此高层或超高层住房将成为城市住宅的发展方向，相较于传统的建筑模式，高层 建筑等新型建筑的建设具有更大的难度，这就要求相关的施工建设人员应该重

2、视 房屋结构优化问题，在减少资金投入的同时，进行细致的建筑设计方案规划，运 用新技术和新理念，建设出既安全又经济的建筑。不过，在实际的施工建设过程 中，优化设计的实施往往不是一帆风顺的，可能因为多方面的限制而难以进行。 首先，很多施工单位都会因为赶工程进度，而不顾施工质量，对于房屋设计的缺 陷不予及时的优化处理，而对最后的建筑质量造成影响。其次，还有一些施工建 设人员自身经验不足、专业素质不高，无法进行建筑设计优化。最后，还因为一 些施工建设人员和设计人员只注重建筑的部分建设，而忽视建筑的整体设计，不 能准确的制定工程预案，影响建筑整体的造价。对建筑的结构进行设计优化能够 合理的规划建筑设计，

3、减少工程资金投入，房屋结构各个方面整合起来，保证建 筑质量，为人们提供经济安全的住房。2.建筑结构设计的基木原则建筑结构优化设计在保证木身的使用功能外，也要保证外形设计也能 够让人们赏心悦目的欣赏美化城市的原则。所以建筑师在设计建筑物的时候，不 仅仅要考虑到建筑物的使用功能，还要考虑到建筑物的外形设计。这就要求结构 设计和建筑的施工技术能够相互协调、配合。在进行建筑结构设计的吋候，其主 要目标是安全、适用、经济、美观和施工简单。而所谓的建筑结构优化设计，就 是在原有的建筑物工程结构满足施工约束条件下，按照预设的目标寻找出最适合、 最经济的施工方案的设计方法。优化建筑结构设计不仅可以满足人们对于

4、建筑外 形的美观要求，还可以令建筑结构设计满足经济适用建筑的条件，例如令建筑物 的设计变得合理、提高建筑物的安全性能、降低建筑物的施工成本等等。般来 说，优化建筑结构设计的主要内容主要是优化建筑物工程的总体结构和建筑物工 程的部分结构。此外，在进行建筑物结构设计优化的过程中，应该要以符合设计 规范和建筑物使用要求的前提下，一切设计以实际情况为基准，以最人程度提高 建筑物的综合效益为原则。三、加强建筑结构优化设计方法1.结构设计上的优化在建筑机构优化设计中，结构方案的优化是设计优化的基础和保证。对 建筑设计者而言，所能采用的建筑结构方案往往不是唯一的，但是不同的结构方 案的选择，其所耗费的过程造

5、价和实际的过程质量也是不同的，为了实现结构优 化设计的最终目的，就必须要选择一个最优的结构方案，实现架构方案的优化。1.1保证整个结构的协调一致性在结构方案的设计上一定要充分考虑整体结构中的每一个构件，使其结 构构件可以在整体上实现协调一致性，发挥出整体上的最大效应，以确保实现建 筑规范所规定的设计目标要求，从而实现结构设计上的优化。1.2保证整个结构的协调一致性在结构方案的设计上一定要充分考虑整体结构中的每一个构件，使其结 构构件可以在整体上实现协调一致性，发挥出整体上的最大效应，以确保实现建 筑规范所规定的设计目标要求，从而实现结构设计上的优化。1.3避免结构上的扭转结构上出现扭转的原因一

6、般都是由于结构平面布置中抗侧力的刚度中 心跟建筑物的质量重心或者是外力作用重心相偏离而导致的，这种扭转所消耗的 材料量是很大的，同时也会出现相应的不安全因素，因此在结构方案中主要加以 重视和避免。2 概念设计结合细部结构设计优化在没有具体数值量化的情况下，我们可以使用概念设计。例如，对地震 的烈度进行设防时，由于它存在这不确定的因素，所以我们无法找到与实际相符 合的计算式，所以在进行设计优化的吋候我们可以使用概念设计的方法，把相应 的数值作为参考与辅助相关的依据。同吋在设计过程中，相关结构设计人员必须 合理并灵活的使用结构设计优化的方法，从而达到最佳的效果。在设计过程中必 须对细部的结构进行相

7、应的设计优化，例如，在现浇的混凝土异形的板料，其拐 弯处容易开裂，我们可以简化成矩形板，然后再合理的选择钢筋，在满足其结构 的基本要求条件下，达到既安全又经济的目的。3 地基基础结构的设计优化在地基基础的结构设计优化中，我们必须选取合适的方案，如可以根据 工地的地质条件选择相应的桩基类型，并尽量减少相应的工程造价。并根据桩端 的持力层的厚度合理的选择灌注桩的桩长度，通过对多种设计方案进行必要的分 析比较，然后选取最佳的设计方案。4 建筑结构材料上的优化处于对建筑结构中的经济性和安全性的双重考虑，对结构材料的要求也 就比较高，在材料的选择上需要质量好同时经济合理的材料，同时在材料的使用 上充分考

8、虑材料的受力特点和力学性能，应尽量做到物尽其用，优化合理。例如 在钢筋混凝土的结构设计中，出于对钢筋混凝土材料中的高抗压性考虑，应该采 用高标号的混凝土用于以受压为主的柱子，这样不但可以增加建筑使用的空间, 减少构件的截面，同时也能减轻结构自身的重量。对于梁板而言，应该采用高强 度的钢筋，因为钢筋的韧性较好，比较受弯，同时使用高强度的钢筋也为了减少 钢筋的用量。此外，在钢筋混凝土材料的使用上要注意钢筋与混凝土之间的强度 匹配，在实现材料最大性能发挥的同时，实现对材料的合理利用与节省，从而实 现结构上的优化设计。在实际的建筑施工建设中，因为建筑材料的选择和使用上 岀现问题而造成资金和材料上的浪费

9、情况的很多。例如在混凝土的现浇板中，经 常出现混凝土的标号过高的情况，高标号的混凝土在其并不能很好的发挥其高强 度的特性，而且为了配合混凝土的高标准，对于板中的钢筋量也随之增加，因此 不但造成了钢筋使用的浪费，也在增加了工程的造价。5.科学利用利用计算机技术随着计算机技术的成熟发展，计算机技术已经广泛的应用到了建筑的结 构设计中。通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合，设计师利用计算机仿真 的设计优化方法对建筑结构优化设计带来了很多新的思路。建筑设计师能够利用 计算机软件建立各种便于分析的模型，并通过计算机的优化计算，为设计师提供 精确的数据，最后达到建筑设计的优化。计算机技术的运用可以说把建筑结构优 化设计这样一个工程的问题转变成一个数学的问题。总结：综上所述,建筑结构的优化设计是一个比较科学系统的设计过程。 作为设计师在实际设计中，要充分考虑设计的基本原则。在结构、材料、环保与 实际使用中力