刍议建筑结构优化设计探讨

1、刍议建筑构造优化设计讨论摘要：构造师在保证平安性的前提下，当然应该敢于挑战新的构造形式，使建筑师的意图得以实现。在建筑构造设计的过程中，在根本满足建筑师设计意图的根底上，平面布置应尽量规那么，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；使建筑物在程度荷载作用下不致产生太大的改变效应。关键词：建筑 构造设计中图分类号：TU318 文献标识码： A引言：任何一幢建筑的构造设计方案提出之后，从构造选型和构件布置开始就已经存在是否优化的问题，再加上随后的每一个设计程序也都需要构造工程师去进展精心考虑、准确计算和合理选用建筑材料等全过程的优化设计，才能最终产生优化的构造。构造优化设计不应仅仅在构造本身，而是

2、应包括建筑的各方面，比方，进步建筑空间利用率、增加建筑投入使用后的舒适度和进步建筑的经济效益性价比等。为此，科学地确定建筑构造优化设计几项根本原那么并有效地按照这些根本原那么去进展建筑构造设计，是非常重要的。一、建筑构造优化设计1. 建筑构造优化设计的原那么建筑构造设计不仅仅包括建筑的构造本身，而且包括建筑的经济效益、居住的舒适度及建筑空间的使用率等等。所以建筑构造设计需要严格按熙一定的根本原那么。1使不规那么建筑平面布置产生规那么构造效应的原那么。在建筑构造优化设计的过程中，需要根据不同功能的需求，通过对调节墙柱的布局和墙肢长短，使建筑构造到达经济构造和平安使用的目的。2进步建筑居住舒适度的

3、原那么。建筑居住的舒适度是建筑构造优化设计的出发点和落脚点。为进步建筑居住舒适度应该从建筑构造、装饰装修、电气安装等各方面进展整体优化设计。3保证建筑构造整体平安度的原那么。建筑构造的平安性主要表达在建筑的抗震设计，其标准已在我国的?建筑抗震设计标准?被提出。因此需要保证构造设计涉及到的每个部件承载才能的可靠性，最终到达建筑构造平安经济耐久的目的。4针对不同构件采用不同平安系数的构造优化设计的原那么。假设为了确保建筑的整体平安性而不分构件的实际承载才能，对所有构件均给予一样的平安系数，这样反而会导致构造设计的不合理。可以根据建筑不同部位的承载才能设计其需要的平安系数，到达整体优化的目的。5降低

4、建筑构造造价的原那么。在保证建筑构造整体性能到达指标的前提下，尽量考虑建筑的经济性。2. 构造设计优化方法的理论价值笔者认为，在满足建筑构造长远效益的前提下，应尽量减少建筑构造的近期投资并进步建筑构造的可靠度和合理性。与传统设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%30%。优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑构造内部各单元得到最好的协调，并具有建筑标准所规定的平安度。同时，它还可为建筑整体性方案设计进展合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、平安和经济目的的有效途径。二、建筑构造经济设计分析1. 构造设计与用地的关系多层或高层住宅建筑中，总建筑面积是各层建筑面积的总

5、和，层数越多，单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加，房屋的总高度也增加，房屋之间的间距也必须增大。因此，用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。2. 令不规那么建筑平面布置产生规那么构造效应的原那么有规那么建筑体型和平面布置的构造，因其受力较简单，造价相对较低。但由于不同使用功能的需要，建筑的体型和平面布置是多种多样的，不可能因构造要求规那么而对建筑设计师的创作提出无理要求，倒是可以在满足不同使用功能的前提下，通过对构造墙、柱的布局和墙肢长短的调节，使不规那么的建筑体型和平面布置产生规那么构造的效应，同样可以使建筑构造到达经济构造和平安使用的预定目的。当然，从

6、理论上讲，任何建筑体型都有一种相比照拟规那么的构造受力方案，因为当建筑体型确定以后，整体建筑的形心和质量中心重心就也确定了，构造设计师在设计时只要使构造的荷载中心和刚度中心尽可能地接近乃至重合，该建筑构造就根本具备了稳定和规那么性的条件，而且，楼层平面面积越大，内部可分隔的空间越多，就越能做到规那么的构造布置，建筑构造的整体稳定性和平安度就越有保障。从力学观点来说，构造的荷载传递途径应力求简单和直接。建筑构造中空间关系较复杂的部位，在设计时常会出现屡次转换的构造构件，犹如转换层，这样，会导致造价进步，也容易发生因失稳而引起的平安问题。构造构件的传力途径有多种多样，其支撑构件也可根据传力需要按科

7、学、合理的方案进展变换，因此，可以说没有固定不变的构造布置，也没有一成不变的传力途径。而假设设计师采用最直接、最简单的传力途径，就可以省去许多中间传递的构造构件，从而也可减少构造的平安隐患，使构造受力更明确，材料更省，其造价自然也会更低些。3. 高层住宅构造设计与经济性的关系住宅的层高直接影响住宅的造价，因为层高增加，墙体面积和柱体积增加，并增加构造的自重，会增加根底和柱的承载力，并使水卫和电气的管线加长。降低层高，可节省材料、节约能源，有利于抗震，节省造价。同时，除降低层高可以减少住宅建筑总高度，缩小建筑之间的日照间隔 ，所以降低层高能也获得节约用地的效果。在一样建筑面积时，住宅建筑平面形状

8、不同，住宅的外墙周长系数也不一样。显然平面形状越接近方形或圆形，外墙周长系数越小，外墙砌体、根底、内外外表装修等也随之减少，并且受力性能好，造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性，通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。三、构造设计优化技术应用分析1. 直觉优化概念设计优化技术与建筑构造设计对于同一建筑方案，可以有许多不同的构造布置设计；确定了构造布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：建筑物细部的处理更是不尽一样，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在构造设计的一般规律指导下，根据工程理论经历进

9、展，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进展选择的过程中。2. 概念设计处理的实际建筑设计问题概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计，建筑构造能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏，或将破坏程度降至最低。因此，分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于进步抗震才能的措施，不利于抗震的作法那么应尽量防止。刚度均匀、对称是减小地震在构造中产生不利影响的重要手段；延性设计那么能有效地防止构造在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。完毕语：建筑是凝固的艺术，建筑师总是希望通过建筑物表达自己的设计意图，力求艺术性和实用性的完美结合。构造师在保证平安性的前提下，当然应该敢于挑战新的构造形式，使建筑师的意图得以实现。在建筑构造设计的过程中，在根本满足建筑师设计意图的根底上，平面布置应尽量规那么，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；使建筑物在程度荷载作用下不致产生太大的改变效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上