建筑結構設計優化方法初探

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【摘要】文章從建筑結構設計的優化內涵入手，簡要闡述了其重要性，通過對建筑結構的優化要點進行總結與分析，探究其在實際使用中的具體應用措施，促進建筑設計的不斷完善。

【關鍵詞】建筑結構;結構設計;優化方法;應用研究

合理地使用建筑結構優化方法可以全面提升建筑的實際使用性能，有效地控制資本投入，實現建筑企業的經濟利益最大化。為了在激烈的建筑市場中得以發展，各建筑單位應對建筑結構的設計與施工環節進行深入研究，在保證建筑質量安全的基礎上減少經濟投入，在規定時間內完成施工目標。

1建筑結構設計的優化內涵

建筑結構的設計優化指的是通過對先進科學的設計理念進行綜合運用，將其以合理的設計方式進行表達，從而呈現出最優的建筑設計方案，將設計出的建筑物實現實用性與美觀性的雙重優化，就是建筑結構設計優化的過程。對于建筑結構而言，其優化設計主要針對兩個方面:其一，是建筑外觀的整體優化;其二，是建筑內部空間的各項細節優化。設計師要做到對建筑的整體優化，不單要根據建筑本身的特點進行調整完善，同時還要結合建筑周邊的環境進行優化，將建筑物與周邊環境進行有機結合，呈現城市與自然的和諧景象。

2建筑結構優化設計對房屋建筑的意義

建筑結構對房屋建筑設計的意義尤為重要，從建筑理論與實踐操作兩方面同時實現了對建筑本身的優化。在我國城市化進程不斷推進的今天，建筑數量已經實現了成倍增長，城市中心空余土地早已消失殆盡。這就在一定程度上決定了建筑高度的增加，已經成為現代化進程的必然趨勢，這也為建筑結構的優化調整提出了更高的要求。只有在保證建筑質量安全的基礎上，做好建筑結構的優化工作，并為房屋的結構設計融入更多的先進、科學理念，利用高科技的建筑技術實現建筑結構的優化設計。通過對房屋設計進行結構方面的優化，能夠實現建筑設備性能的高效發揮，提高建筑材料的利用率，避免造成建筑材料的浪費，為建筑企業謀求利益最大化，提高房屋的實用性與美感，充分利用建筑內部的有效空間，增加人們的居住舒適度。

3建筑結構設計的優化要點

3．1注重設計協調性

建筑結構的設計優化要注重對設計協調性的重視，若想加強建筑與房屋立體結構與平面設計之前的關聯程度，促進其緊密度的貼合，充分利用現有空間進行有效利用，實現布局上的美觀，就要注重結構設計中的全局協同特性。在建筑結構的墻體設計時，要結合居住用戶的實際生活需求，對墻體與立柱的位置進行人性化設計，以房屋的簡潔設計為主要核心思想，在各層面的高度調整與截面設計體現建筑結構的協調性。

3．2注重優化層次性

在建筑結構的優化設計同時，應根據實際房屋建造需求進行全方位的綜合考量，包括整體機構優化問題中的復雜細節。在設計優化過程中，要重視建筑的整體設計結構，從設計體系入手，實現建筑工程疊加設計的目的。實現建筑使用壽命的有效延長，就要將建筑設計進行階段性的開展，在保證房屋建筑質量及安全的基礎上，最大程度地減少建筑企業投資成本，提升企業經濟收益。

3．3重視設計系統

在對房屋建筑結構進行優化設計的過程中，還要對外圍以及房屋頂部的屋蓋進行優化設計，將周圍的環境因素也考慮到對建筑結構的優化問題中，從而結合實際開展全方位的綜合考量。設計師要結合建筑的使用類型、結構布局以及工程造價預算進行優化設計，保證房屋的使用性能及經濟性。為了順應飛速的時展與科技革新，建筑設計師應不斷突破傳統的房屋設計方法，不斷地推陳出新，注重在房屋結果方面的創新設計，促進房屋建筑符合時展的大背景。在實現人們對居住空間建筑的日常生活需求的同時，將承重構件安置在建筑的垂直方向上，避免其相互錯開，以確保建筑的安全質量與建造質量。

4建筑結構設計優化方法的具體應用

4．1處理好局部優化與整體優化之間的關系

所有的房屋建筑結構都具有層次性與復雜性的雙重特點。對于房屋建筑的復雜性而言，指的是在其建造過程中，要選取諸多種類的建筑材料以及配件等進行使用，同時還要對施工團隊的使用加以綜合考量，測試其參建人員是否具備專業的理論知識與豐富的實踐經驗，從而在階段性的施工過程中找尋最佳的建筑結構優化方案。在保證房屋建筑結構質量與安全的基礎上，完成建筑的美觀設計，給業主以美好的視覺享受。同時，為建筑企業降低經濟投入成本，實現經濟收益最大化。基于建筑結構中的層次性而言，就要立足于建筑的整體特性，將整體設計與局部優化實現協調統一，從而完成建筑結構的優化工作。

4．2建筑結構的抗震性能優化

隨著我國人口數量的增加，高層建筑以及超高層建筑將會成為未來建筑的主流趨勢，未來建筑將以其高度取勝。對于這些高層與超高層建筑來講，其抗震性能的不斷完善與優化，將在很大程度上決定著建筑的整體質量與住戶的人身安全。由于高層建筑的穩定中心較高，如果建筑自身的抗震性能較差，那么極有可能引發建筑的坍塌，對住戶的人身及財產安全造成威脅，因此，高層建筑的抗震性能優化就顯得極為關鍵。決定高層建筑抗震能力的強弱關鍵在于建筑結構本身的強度及剛度這兩個方面，若想提升建筑的抗震性能，就要從建筑結構的強度與剛度入手進行結構設計的優化。根據不同地區的建筑抗震能力需求，對屈服部位的受力機制進行合理控制，選取一些相對較為穩固的建筑基礎進行建筑上部結構的設計，重視地基的沉降處理，最大程度地減少由于地震引起的建筑晃動，從整體上提升高層建筑的抗震能力。在高層建筑的結構優化設計中，使用減震或隔振等高科技技術，選取一些抗震性能較好的建筑材料，通過對延性結構與抗震系統的融合，結合使用一些軟墊以及懸吊等相關的建筑防震措施，從根本上轉變建筑的動力特征，減少振動對高層建筑造成的一系列不良影響。最大限度的提高建筑耗能能力，降低地震作用對高層建筑的不利影響，減少建筑物在面臨地震時受到的傷害。

4．3鋼筋混凝土的框架結構優化

對于建筑行業而言，無論是房屋建筑還是道路建設，鋼筋混凝土結構都是首選結構，其對于各項工程的開展與建設都有著極為深刻的意義。在部分建設過程中，可以通過準則法對鋼筋混凝土的結構設計進行完善與優化，依照建筑物截面部位框架的尺寸，通過單元法對其進行科學合理的有效分析，最終制定出符合鋼筋混凝土框架尺寸的建筑結構設計優化方案。

4．4結構平面布局優化

影響建筑結構穩定的因素有很多，特別是針對高層建筑物，風壓作為影響最大的自然因素，其對建筑安全的影響也同樣極大。因此，設計師在進行建筑結構平面布局的同時，要將風壓融入到設計的考慮之中，通過對建筑物所在地近一年來的四季風向及大小進行考察，結合當地的氣候文獻進行全面考察，研究風的變化規律，降低風壓對建筑造成的安全隱患。因此，在建設結構的優化過程中，要結合建筑物所處的地理位置及條件進行綜合分析，設計出科學合理的建筑外形，在實現建筑美觀的同時保證建筑物的穩定與安全。若建筑物的位置處于沿海城市及地區，由于沿海風力較為強勁，時常有臺風等惡劣的自然氣象出現。因此，地處于沿海城市的建筑群落在結構優化設計時，其外表不宜有凹凸花紋的設計，且建筑外表面積不宜過大，否則，將直接危害到建筑物的穩定。由于樓面數量較少，特別是對于那些樓面開洞過多的建筑而言，對建筑的安全及穩定極為不利。因此，在開洞大小的控制問題上，對開洞數量要經過科學嚴謹的計算，只有認真的核算才能保證樓面整體剛度的增強，提升危險情況來臨時的安全儲備。

5總結

綜上所述，建筑結構設計優化對于房屋建筑的設計工作而言至關重要。設計師在進行房屋結構設計時，要兼顧建筑的生活實用性與視覺美觀性，應在現有的設計方法基礎上進行調整與優化，滿足人們日益增長的多樣化需求。通過大量的建筑實例表明，對房屋建筑的結構設計進行調整及優化，可以最大程度的提升企業及社會的經濟效益，保證建筑質量及居住安全的基礎上，促進建筑企業健康長久發展。

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作者:鄭維兵 單位:成都創構建筑設計有限公司