建筑结构设计优化方法初探

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【摘要】文章从建筑结构设计的优化内涵入手，简要阐述了其重要性，通过对建筑结构的优化要点进行总结与分析，探究其在实际使用中的具体应用措施，促进建筑设计的不断完善。

【关键词】建筑结构;结构设计;优化方法;应用研究

合理地使用建筑结构优化方法可以全面提升建筑的实际使用性能，有效地控制资本投入，实现建筑企业的经济利益最大化。为了在激烈的建筑市场中得以发展，各建筑单位应对建筑结构的设计与施工环节进行深入研究，在保证建筑质量安全的基础上减少经济投入，在规定时间内完成施工目标。

1建筑结构设计的优化内涵

建筑结构的设计优化指的是通过对先进科学的设计理念进行综合运用，将其以合理的设计方式进行表达，从而呈现出最优的建筑设计方案，将设计出的建筑物实现实用性与美观性的双重优化，就是建筑结构设计优化的过程。对于建筑结构而言，其优化设计主要针对两个方面:其一，是建筑外观的整体优化;其二，是建筑内部空间的各项细节优化。设计师要做到对建筑的整体优化，不单要根据建筑本身的特点进行调整完善，同时还要结合建筑周边的环境进行优化，将建筑物与周边环境进行有机结合，呈现城市与自然的和谐景象。

2建筑结构优化设计对房屋建筑的意义

建筑结构对房屋建筑设计的意义尤为重要，从建筑理论与实践操作两方面同时实现了对建筑本身的优化。在我国城市化进程不断推进的今天，建筑数量已经实现了成倍增长，城市中心空余土地早已消失殆尽。这就在一定程度上决定了建筑高度的增加，已经成为现代化进程的必然趋势，这也为建筑结构的优化调整提出了更高的要求。只有在保证建筑质量安全的基础上，做好建筑结构的优化工作，并为房屋的结构设计融入更多的先进、科学理念，利用高科技的建筑技术实现建筑结构的优化设计。通过对房屋设计进行结构方面的优化，能够实现建筑设备性能的高效发挥，提高建筑材料的利用率，避免造成建筑材料的浪费，为建筑企业谋求利益最大化，提高房屋的实用性与美感，充分利用建筑内部的有效空间，增加人们的居住舒适度。

3建筑结构设计的优化要点

3．1注重设计协调性

建筑结构的设计优化要注重对设计协调性的重视，若想加强建筑与房屋立体结构与平面设计之前的关联程度，促进其紧密度的贴合，充分利用现有空间进行有效利用，实现布局上的美观，就要注重结构设计中的全局协同特性。在建筑结构的墙体设计时，要结合居住用户的实际生活需求，对墙体与立柱的位置进行人性化设计，以房屋的简洁设计为主要核心思想，在各层面的高度调整与截面设计体现建筑结构的协调性。

3．2注重优化层次性

在建筑结构的优化设计同时，应根据实际房屋建造需求进行全方位的综合考量，包括整体机构优化问题中的复杂细节。在设计优化过程中，要重视建筑的整体设计结构，从设计体系入手，实现建筑工程叠加设计的目的。实现建筑使用寿命的有效延长，就要将建筑设计进行阶段性的开展，在保证房屋建筑质量及安全的基础上，最大程度地减少建筑企业投资成本，提升企业经济收益。

3．3重视设计系统

在对房屋建筑结构进行优化设计的过程中，还要对外围以及房屋顶部的屋盖进行优化设计，将周围的环境因素也考虑到对建筑结构的优化问题中，从而结合实际开展全方位的综合考量。设计师要结合建筑的使用类型、结构布局以及工程造价预算进行优化设计，保证房屋的使用性能及经济性。为了顺应飞速的时展与科技革新，建筑设计师应不断突破传统的房屋设计方法，不断地推陈出新，注重在房屋结果方面的创新设计，促进房屋建筑符合时展的大背景。在实现人们对居住空间建筑的日常生活需求的同时，将承重构件安置在建筑的垂直方向上，避免其相互错开，以确保建筑的安全质量与建造质量。

4建筑结构设计优化方法的具体应用

4．1处理好局部优化与整体优化之间的关系

所有的房屋建筑结构都具有层次性与复杂性的双重特点。对于房屋建筑的复杂性而言，指的是在其建造过程中，要选取诸多种类的建筑材料以及配件等进行使用，同时还要对施工团队的使用加以综合考量，测试其参建人员是否具备专业的理论知识与丰富的实践经验，从而在阶段性的施工过程中找寻最佳的建筑结构优化方案。在保证房屋建筑结构质量与安全的基础上，完成建筑的美观设计，给业主以美好的视觉享受。同时，为建筑企业降低经济投入成本，实现经济收益最大化。基于建筑结构中的层次性而言，就要立足于建筑的整体特性，将整体设计与局部优化实现协调统一，从而完成建筑结构的优化工作。

4．2建筑结构的抗震性能优化

随着我国人口数量的增加，高层建筑以及超高层建筑将会成为未来建筑的主流趋势，未来建筑将以其高度取胜。对于这些高层与超高层建筑来讲，其抗震性能的不断完善与优化，将在很大程度上决定着建筑的整体质量与住户的人身安全。由于高层建筑的稳定中心较高，如果建筑自身的抗震性能较差，那么极有可能引发建筑的坍塌，对住户的人身及财产安全造成威胁，因此，高层建筑的抗震性能优化就显得极为关键。决定高层建筑抗震能力的强弱关键在于建筑结构本身的强度及刚度这两个方面，若想提升建筑的抗震性能，就要从建筑结构的强度与刚度入手进行结构设计的优化。根据不同地区的建筑抗震能力需求，对屈服部位的受力机制进行合理控制，选取一些相对较为稳固的建筑基础进行建筑上部结构的设计，重视地基的沉降处理，最大程度地减少由于地震引起的建筑晃动，从整体上提升高层建筑的抗震能力。在高层建筑的结构优化设计中，使用减震或隔振等高科技技术，选取一些抗震性能较好的建筑材料，通过对延性结构与抗震系统的融合，结合使用一些软垫以及悬吊等相关的建筑防震措施，从根本上转变建筑的动力特征，减少振动对高层建筑造成的一系列不良影响。最大限度的提高建筑耗能能力，降低地震作用对高层建筑的不利影响，减少建筑物在面临地震时受到的伤害。

4．3钢筋混凝土的框架结构优化

对于建筑行业而言，无论是房屋建筑还是道路建设，钢筋混凝土结构都是首选结构，其对于各项工程的开展与建设都有着极为深刻的意义。在部分建设过程中，可以通过准则法对钢筋混凝土的结构设计进行完善与优化，依照建筑物截面部位框架的尺寸，通过单元法对其进行科学合理的有效分析，最终制定出符合钢筋混凝土框架尺寸的建筑结构设计优化方案。

4．4结构平面布局优化

影响建筑结构稳定的因素有很多，特别是针对高层建筑物，风压作为影响最大的自然因素，其对建筑安全的影响也同样极大。因此，设计师在进行建筑结构平面布局的同时，要将风压融入到设计的考虑之中，通过对建筑物所在地近一年来的四季风向及大小进行考察，结合当地的气候文献进行全面考察，研究风的变化规律，降低风压对建筑造成的安全隐患。因此，在建设结构的优化过程中，要结合建筑物所处的地理位置及条件进行综合分析，设计出科学合理的建筑外形，在实现建筑美观的同时保证建筑物的稳定与安全。若建筑物的位置处于沿海城市及地区，由于沿海风力较为强劲，时常有台风等恶劣的自然气象出现。因此，地处于沿海城市的建筑群落在结构优化设计时，其外表不宜有凹凸花纹的设计，且建筑外表面积不宜过大，否则，将直接危害到建筑物的稳定。由于楼面数量较少，特别是对于那些楼面开洞过多的建筑而言，对建筑的安全及稳定极为不利。因此，在开洞大小的控制问题上，对开洞数量要经过科学严谨的计算，只有认真的核算才能保证楼面整体刚度的增强，提升危险情况来临时的安全储备。

5总结

综上所述，建筑结构设计优化对于房屋建筑的设计工作而言至关重要。设计师在进行房屋结构设计时，要兼顾建筑的生活实用性与视觉美观性，应在现有的设计方法基础上进行调整与优化，满足人们日益增长的多样化需求。通过大量的建筑实例表明，对房屋建筑的结构设计进行调整及优化，可以最大程度的提升企业及社会的经济效益，保证建筑质量及居住安全的基础上，促进建筑企业健康长久发展。

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作者:郑维兵 单位:成都创构建筑设计有限公司