建筑結構優化設計意義分析

導語：建筑結構優化設計意義分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］本文通過對建筑結構設計優化的意義和相關問題分析，對建筑結構設計進行探討研究，為類似的項目和建筑設計優化提供借鑒。

［關鍵詞］建筑結構；結構設計；優化方法

進入21世紀，我國經濟進入快速發展時期，城市化建設和日益增長的人民物質文化生活需要，以及大量資本的流入，使城市建筑得到了大力的發展；幾代建筑者的辛勤工作和付出，不斷總結經驗，逐步形成了具有行業規范的設計體系。經濟合理、安全實用是建筑設計的基本原則，也是建造者和使用者達成合作的基礎，這一原則在行業中有著舉足輕重的作用。這就要求建造者必須非常了解和精通建筑結構設計，有扎實的專業知識和豐富的工作經驗，對于建筑結構有很好的把控能力，對相關的經濟數據和專業數據十分精通。

1建筑結構設計優化的兩個重要意義

1.1建筑結構設計優化可以降低投資成本，節約資金。同樣建設的建筑標準，一樣的占地面積，如果建筑的樓層越高，可用面積增加越多，單位面積的建設成本就會降低，節約用地的同時還可以降低成本。例如居民住宅樓的建設，同樣的占地面積，建設多層的住宅和建設高層的住宅相比，高層的住宅面積遠遠超過多層，同樣的土地投資成本，高層的單位面積會大大降低，節約成本；而且，高層的建設為建筑提高了更多可用的空間，從采光、視野、通風、環境等多個角度提高可用空間，減少了因多層建設采光不好等多方面的考慮因素帶來的成本投入。最后，也是最為關鍵的部分。建筑結構成本、土石方，地基處理成本和設施安裝，裝飾施工等構成了整個建筑成本，其中費用占比在50%以上的是建筑結構成本，所以建筑結構設計優化對整個建筑的成本控制起重要作用，優化設計結構是降低成本的有效措施。1.2進行結構設計優化提高建筑結構經濟。性同樣的占地面積，建筑的樓層越高，需要的建筑材料越多，隨著樓層的增加，墻體的重量和建筑主體的重量會不斷增加，地基和墻面的承載力增加，并且所需要的水電的管道和勞動力都會相應增加；相反，樓層低，建筑材料減少，建筑高度降低，防御自然災害的能力增強，會降低建設成本。眾所周知，當柱體接近于圓形時，周長會相應減少，且承重能力增強，所以當建筑面積相同，建筑平面形狀會影響建筑的成本，只有當建筑平面形狀接近于圓時，才能最大限度的達到經濟，實用、安全的建筑標準。

2建筑結構存在的問題探討

2.1建筑結構存在超高的問題。為了降低建筑的風險和提高抗災害的能力，在建筑抗震規范中，建筑結構設計處理方法與之前大不相同，發生了很多的變化。在實際的建筑中，出現過很多類似的建筑，由于建筑超高，嚴重超出規定的建筑高度，導致相關部門審查不通過，設計方需要重新收集數據，重新開專題會議進行研究論證，對建筑存在的問題進行修正，給建筑設計的工期、成本和整體建筑布局造成重大不良影響。2.2建筑結構存在結構的規則性問題。建筑結構必須遵循實用性和經濟性的原則。在一些居民小區，為了增加建筑面積，部分建筑單位對室內和陽臺部分進行不規則設計，導致實際驗收工作滿意通過，后期整個項目整改既影響了樓體的安全性和穩固性，也增加了建筑成本，所以設計者要嚴格避免此類不必要的設計結構出現，以免造成重大的損失，給工作帶來被動和麻煩。

3建筑結構設計優化方法

建筑結構設計優化是為了實現經濟、安全、適用、便于施工等目的，達到“經濟適用”房的標準。建筑結構設計優化方法是實現目的的有效手段，通過對建筑結構方案，屋蓋系統、圍護設計、造價、承載力等幾個關鍵方面運用數學模型進行測算，結合實際工作，因地制宜，實現建筑綜合經濟效益最大化。3.1運用設計模型進行測算。結構優化設計模型運用了許多數學概念和模型，在保證一定參數不變的情況向，通過變量的變化，獲得最佳值。結構設計優化也運用了這一思想，建立數學模型，科學合理的進行數值的取值，從而實現經濟合理的目的。模型要保證兩個方面：（1）設計變量的合理選擇。對建筑結構有重要作用的參數作為變量，比如：屋蓋、圍護等，對設計要求影響較大，將所涉及的參數按照各自的重要性區分，通過對參數的變化，多次測算，得出最佳答案值。（2）將建筑的約束條件考慮結構優化設計，如：結構強度、裂縫寬度、尺寸要求等因素也要納入結構優化設計中，使建筑設計符合行業規范的要求。3.2選擇合理的結構方案。衡量結構方案應該從結構之間的融合性、建筑抵御自然災害的能力、和建筑之間協調作用能力三個方面考慮。首先，結構之間要有關聯性，保證建筑的承載力和剛度；其次，建筑的安全性要求建筑結構之間必須具備抵御自然災害以及其他風險的能力，如圓形平面設計優于其他不規則設計，既能降低成本，又能提高建筑本身的承載力和抗災力。最后，設計方案需充分考慮和處理好工程建筑中各部件間的協調作用和一致性，保證設計方案的實用性、經濟性及安全性。目前，一方面，隨著經濟的快速發展，人口的不斷增加，城市化進程使得建筑得到快速發展，城市建筑，交通建設都需要得到更多可能的擴張；另一方面，我國國土資源緊張，各級政府都在出售土地使用權，可用的資源減少。這種嚴峻的局勢使得建筑不斷向高層發展。

4結束語

高層建筑的發展和建筑群的發展都對建筑結構設計提出了更高的要求，既要降低建筑成本，保障建筑安全性，又要滿足使用者的使用需求。建筑結構設計不僅關系到成本投入，更關系到建筑的安全，是一項非常復雜的工作。建筑結構設計的專業科目比較廣泛，相對繁多，并且有些問題現在的技術也不能有效的解決。本文通過對建筑結構設計的意義和存在的問題進行探討分析，提出應對措施，希望能夠在實踐中得到證實，促進我國建筑設計水平的提高，促進建筑行業的不斷發展。

參考文獻

[1]李運超.基于土木工程建筑結構設計的優化分析[J].建材與裝飾，2018（40）：61-62.

[2]謝靜.探析建筑結構設計的常見問題及應對措施[J].建材與裝飾，2018（21）：99-100.

作者:王志富 單位:天津星凱房地產開發有限公司