建筑结构设计优化方法及应用探讨

建筑结构设计优化方法及应用探讨

Summary：建筑结构优化设计是我国建筑领域设计阶段非常重要的一项工作，结构优化能够提升结构稳定性、经济性，是设计环节必不可少的。文章对建筑结构设计常见问题进行分析，探讨结构设计优化方法措施。Keys：建筑结构；结构设计；设计优化；结构优化引言在房屋建筑工程项目建设中，切实做好结构优化设计极为必要，如果房屋建筑结构方面出现偏差问题，则必然会严重影响到后续房屋建筑的整体构建以及应用效果。伴随着当前房屋建筑结构复杂性的不断提升，相应结构设计难度同样也正在不断加大，极容易在多个方面出现偏差问题，而任何细微偏差问题都很可能带来不利危害和影响。基于此，在房屋建筑结构优化设计中加强重视程度至关重要，要求从多个角度入手予以严格把关控制。1建筑结构设计优化的意义首先，有效节约建筑成本。建筑结构设计的优化,既能够缓解资金压力,节约资源成本,也能够在有限的条件下提高建筑质量,充分发挥出资源的最大价值,提高建筑空间的利用率,满足人们对建筑居住性、舒适性与实用性的要求。此外,在建筑结构设计上遵循一定的经济发展原理,能够实现资金、土地资源以及空间利用的最大化,有利于节约建筑成本,从而促进建筑行业的长远发展以及社会经济的可持续发展。其次，有利于提高建筑的安全性。建筑的安全性是建筑工程建设的重中之重,关系着建筑施工人员和住户的生命安全。通过建筑结构优化,设计人员能够有效把握建筑结构的整体性,保证建筑结构设计的合理性,增强建筑结构的抗震性能,从而保障建筑的整体安全,避免安全事故的发生。另外，有利于改善建筑功能。随着经济的发展,人们的消费水平不断提高,生活水平也不断改善,对于建筑结构的质量也提出了更高的要求。加强建筑结构设计优化,有利于设计人员在设计阶段对设计方案中双方争议点进行改善与优化,例如,对房间内的墙壁、房梁、门窗的位置进行合理布置,以方便住户后期的改造,保持美观性与实用性的有机结合,有效改善建筑功能,使建筑内部的各方面设计达到协调与统一。此外,建筑结构优化设计,能够促进绿色建筑的发展。设计人员可通过对整体布局的优化来改善建筑功能,使功能单一的建筑变成具有多种功能的建筑,从而在保证建筑舒适性的同时,又能体现设计美感与绿色理念。2房屋建筑结构设计常见问题分析2.1地基问题通常情况下，地基施工主要涉及地质、设计参数等内容。首先，在地基建设过程中，部分设计人员过于信赖报告而未进行实地勘查，或者受客观条件的限制而缺少地质勘查报告的支持，甚至有个别设计人员直接参考其他工程的地基标准，并且只根据自己掌握的信息来开展房屋建筑设计工作。这种不注重细节、敷衍了事的做法通常会给房屋建筑的后续建设和使用埋下安全隐患。其次，房屋建筑结构设计通常会涉及耐力容许值的问题，部分设计人员没有经过专业的培训，以为耐力容许值越小，房屋建筑的结构就会越稳定，因而他们往往会降低设计图纸上的耐力容许值。但实际上房屋建筑结构的稳定性除了与耐力容许值有关以外，还与土质力学指标、地质结构的稳定性、地下水的物理和化学性质等有关。最后，少数地区的地质条件较差，在修建房屋之前，施工单位一般会采用换土垫层法来加固地基。但在施工现场，由于缺乏科学合理的设计方案，部分施工单位只能凭借以往的经验进行施工。如此一来，虽然地基的稳固性有所提高，但是其承载力却十分有限。在这种情况下，后续施工过程很有可能出现歪楼、地基下沉等现象，对施工人员的安全造成威胁。2.2抗震结构设计问题我国处于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震活动相对较为频繁，可以说我国是地震的重灾区，因此在建筑结构设计方面尤其要注意建筑结构设置的抗震性能，减少地震对我国建筑尤其是人身安全造成的危害。数据显示，每年我国因地震造成的死亡人数约占全球地震死亡人数的一半，由此可见，地震给我国带来的危害不容小觑，导致的房屋损害、倒塌现象比比皆是。因此，如何建造出抗震性能较好的建筑是当前建筑行业重点关注的问题。2.3消防设计有待加强大部分建筑内都会有地下车库，车库内存在很多车辆，车辆内含有大量汽油，如果火势蔓延到地下车库，很容易发生爆炸。在进行消防设计时，设计人员没有在高层建筑内设置足够的消防设施，当危险来临时，无法利用消防设施灭火。另外，消防逃生通道的设计位置比较隐蔽，当火灾发生时，人们无法快速逃离。因此，高层建筑的消防设计水平提升工作，是设计人员首要解决的问题。3建筑结构设计优化策略3.1优化地基设计地基是保障房屋建筑顺利建成的关键，因此，设计人员必须做好地基数据收集和实地勘察等工作。首先，设计人员必须了解地基的性质。对此，设计人员需要对施工现场的地质条件和地面受力状况等进行实地勘察和数据采集，并在此基础上出具勘察报告，从而准确判断该地区是否适合建造房屋。其次，设计人员需要使用符合建筑要求的勘察设备，并做好相关记录，以便对勘察结果进行审核，从而确保勘察工作万无一失。最后，地基设计必须遵循协调性原则。在地基设计过程中，设计人员必须考虑其他建筑对本建筑的影响以及本建筑是否可以融入周边环境，从而在降低本建筑对周边建筑和环境的影响的同时，避免周围建筑和环境对本建筑的稳定性造成不利影响。3.2抗震性能优化应用抗震性能是建筑结构设计中强调的一种基本性能要求。基于高层混凝土建筑工程的实际情况，选择合适的抗震性能分析方法来进行抗震结构的设计，不仅能够对高层混凝土工程的结构体系进行优化，还能够在保证建筑抗震性能达到相应标准的同时，提高建筑整体的经济效益。从整个建筑结构体系入手，为了形成良好的设计优化效果，设计人员除了考虑到基础结构的稳定性外，还应该围绕整体结构抗震性能严格把关，明确影响结构抗震性能的各个因素，以形成更为理想的抗震性能保障效果。设计人员可以借助一些先进软件予以综合分析，比如BIM技术不仅仅可以辅助设计人员评估各个结构位置的抗震效果，还能够实现准确计算分析，进而有效处理各个故障点，降低优化难度。3.3强化消防设计在设计时，设计人员要做好规划工作，在建筑物内要设置防火分区，当火灾出现时，能够更好地防止火势蔓延。在进行高层建筑设计时，要将防火性较强的材料运用到高层建筑当中，并在每个区域内安装感应式防火卷帘门，当火灾发生时，卷帘门会受到感应，及时关门，防止火势蔓延。在设计防火卷帘门时，要注意卷帘门要紧贴墙壁房梁，二者之间不能存在空隙，否则火势会蔓延到其他区域。防火卷帘门在一定程度上能够减缓火势蔓延的速度，能够为消防人员争取到更多的救援时间。设计人员要在建筑内设计排烟管道，火灾发生时，会产生大量的浓烟。为了防止居民吸入大量的浓烟，设计人员要做好排烟设计工作，将排烟通道放置在墙体上方，当火灾发生时，人们能够快速找到排烟通道并打开。在设计建筑墙体时，设计人员要按照防火规定进行设计，确保墙体的防火性能达到规定的标准。结语综上所述，随着现代建筑对质量要求的提高，结构更趋向于复杂化，功能更加多样化，为了保证质量安全和功能实现，必须在结构设计阶段应用优化技术，完善结构设计方案，针对当前建筑结构设计存在的诸多问题，在设计中还要强化地基基础、抗震、主体结构等多方面的优化分析，从而提升建筑结构安全性、稳定性、经济性。Reference[1]李迎