探討建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的重要性

摘 ? ?要：改革開放以來，不斷推進人們生活水平的提升，人們對自身工作生活環(huán)境的要求也越來越高，這也給建筑結(jié)構(gòu)設計工作帶去了新的挑戰(zhàn)，原有的設計方式已經(jīng)不符合時代發(fā)展需求了。在這種背景下，相關(guān)設計人員必須轉(zhuǎn)變自身的工作觀念，嚴格按照相應優(yōu)化設計原則采用更為科學合理的方式展開工作，這樣才可以有效提升結(jié)構(gòu)設計水平，為人們打造更為優(yōu)秀的工作生活環(huán)境。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);優(yōu)化設計;重要性

1 ?引言

因為是每個人生活需求不可缺少的重要組成部分，人們的生活是離不開住宅的，所以建筑顯得很重要，高品質(zhì)的建筑也是未來行業(yè)發(fā)展所必須的。如何讓人們對結(jié)構(gòu)設計更滿意是當下行業(yè)要優(yōu)先考慮的問題，讓有限的空間最大程度的被利用，同時也是節(jié)約了可利用能源的浪費。

2 ?建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的重要性

2.1 ? 降低建筑工程的施工成本

建筑結(jié)構(gòu)設計與建筑樓層的高度、樓層之間存在密切的關(guān)系，因為建筑工程的施工成本會影響建筑的樓層數(shù)，由于建筑的樓層數(shù)不同，建筑工程的施工成本也不同。因為建筑的屋頂成本是不變的，所以設計人員在設計建筑時，為了減少工程成本，就需要改變建筑工程的樓層數(shù)，這樣建筑成本也會有所降低。建筑需要保證其穩(wěn)定性，當?shù)臉菍訑?shù)變多時，建筑的成本也有所增加。而在建筑中優(yōu)化技術(shù)，可以將樓層根據(jù)其實際需求增加到固定的數(shù)值，以保證建筑的工程成本有所降低。

2.2 ?優(yōu)化建筑設施

建筑設計與建筑設備之間同樣存在著關(guān)系，在建筑設計中，其中較為重要的一項是優(yōu)化建筑設備，建筑設備的優(yōu)化可以為建筑設計人員和使用人員提供更多的便利，在建筑設計中，建筑設備包括電力設備、管道設施等。隨著建筑數(shù)量的逐漸增多，電力設備與管道設施的設計更加復雜，而且數(shù)量更多，這些都會使得建筑設備成本費用的增加，保證建筑主體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

2.3 ?提高建筑的安全性

建筑設計還包括對建筑的外觀進行設計，建筑的設計包括矩形設計、圓形設計等，如果建筑物面積確定，那么采用圓形或矩形設計將有利于建筑成本的降低，減少建筑的面積，降低裝飾費用，保證建筑的穩(wěn)定性，提高建筑的安全性[1]。

2.4 ? 改善建筑的功能

為提升整體建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，使建筑協(xié)調(diào)統(tǒng)一，且更具有實用性和外觀的美觀性，必須做好設計階段的方案設計。通過設計優(yōu)化及時改進方案中的不足之處并加以完善，可有效改善建筑的功能，使打造出來的建筑更符合宜居的特點。如住宅中通過合理地布置剪力墻與梁，可以方便住戶后期改造，實現(xiàn)設計和使用很好的結(jié)合。

3 ?建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化措施

3.1 ?優(yōu)化計算方案

在當前這個新的發(fā)展時代，要想更加高效的完成建筑設計優(yōu)化工作，提升優(yōu)化結(jié)果的科學性。設計師應該以建筑結(jié)構(gòu)的可靠性為基礎(chǔ)，對優(yōu)化設計里面存在的非線性、約束性優(yōu)化問題以及對應的變量參數(shù)進行全面的考量分析，從而順利完成無約束以及約束優(yōu)化問題的轉(zhuǎn)化工作[2]。除此之外，設計人員該應該綜合考慮工程實際情況選擇更為科學合理的計算方法，進而使計算結(jié)果的精確度得到更大程度提升，為設計方案的優(yōu)化工作提供更為真實可靠的數(shù)據(jù)支持。

3.2 ?地基結(jié)構(gòu)設計中的優(yōu)化

在土木建筑的地基設計過程中，設計部門的工作人員需要對現(xiàn)場進行實地勘測，根據(jù)相應的地質(zhì)報告以及工程的主要信息，來確定在施工過程中建筑物的自重以及外界施加的壓力，從而確定它的荷載范圍，由專業(yè)的工作人員進行底面積的測繪以及計算，保證地基設計過程中的穩(wěn)定性，避免由于外界壓力導致沉降不均勻的現(xiàn)象發(fā)生。其次，還應該考慮在設計過程中的施工技術(shù)以及材料，以具體的工程為準，選擇合適的地基處理技術(shù)，通常來說包括獨立地基、淺地基以及深地基和樁基等，在材料的選擇中，也要保證材料的強度等級，確定它的主要性能，保證在施工過程中的質(zhì)量問題，對可能用到的鋼筋進行計算，從地基的內(nèi)部預應力進行考慮[3]。另外，在地基壓實的設計工作中，盡可能保證材料上的穩(wěn)定性，避免選擇類似于軟土性能的材料，避免材料自身存在壓縮或者膨脹的現(xiàn)象，注意結(jié)構(gòu)上的緊密性。

3.3 ?抗震設計中的優(yōu)化

在土木建筑的抗震結(jié)構(gòu)設計過程中，應該注意設計過程中計算數(shù)據(jù)的準確性，保證承重柱中橫截面積達到一定的標準，在施工之前要進行預應力方面的測驗，保證它可以承受住一定范圍的外界作用力。其次，在設計過程中，要保證支柱、剪力墻以及橫梁之間達到了一定的平衡，在設計過程中避免剛度太強，要具有一定的變性能力，可以根據(jù)外力作用來調(diào)節(jié)自身的承受能力，對剪力墻進行有效的保護，提高建筑本身的抗震能力。另外，還應該對照國家標準規(guī)定的抗震等級進行設計，在實際的設計過程中，由于工程環(huán)境以及外力的影響，通常來說，抗震等級都會比規(guī)定的標準高一點，為了保證建筑在作用力下也能保持相應的延展性和承載能力，這就要求設計師在設計過程中需要注意鋼筋中的結(jié)構(gòu)配比以及和混凝土之間形成的作用力，從而保證對抗震安全的有效性。

3.4 ?結(jié)構(gòu)施工圖設計中的優(yōu)化

在結(jié)構(gòu)圖紙的設計過程中，設計師需要從圖紙的應用角度來進行考慮，保證設計圖紙的完整性，準確性以及靈活性。首先，在圖紙設計過程中，設計師應該明確建筑中的具體項目類型，繪制出相應的定位軸線以及基礎(chǔ)構(gòu)建，明確它們的具體位置以及尺寸、編號等，從而保證在施工過程中可以做好細節(jié)上的問題。其次，設計師還應該對一些重點工程進行詳細的分解，尤其是在施工技術(shù)以及材料的選擇上，確定它的合理性，保證計算過程中的準確性，包括基坑深度、承載力以及橫截面的參數(shù)等方面[4]。另外，設計師要對結(jié)構(gòu)圖紙中的一些預埋件和設備進行相應的標注，提供編號和詳細圖紙，如果在施工過程中存在一定的問題，也要及時對設計圖紙進行完善和更改，保證它的靈活性。

3.5 ?優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設計布局

結(jié)構(gòu)設計要考慮建筑的使用，科學的布局和合理的設計提高工程的整體性能。具體可以從以下三個方面入手：（1）選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)建筑層數(shù)、抗震設防類別、設防烈度，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，布置水平和豎向承重構(gòu)件;（2）優(yōu)化平面布置。建筑結(jié)構(gòu)平面宜簡單、規(guī)則，減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，不超限，剪力墻盡量對齊;（3）優(yōu)化豎向布置。豎向傳力路徑應明確，豎向宜布置規(guī)則，盡量避免轉(zhuǎn)換層高位轉(zhuǎn)換。

3.6 ?加強工作人員的管理

對于結(jié)構(gòu)設計過程中的工作人員來說，也要進行相應的優(yōu)化措施。首先，應該保證工作人員在設計過程中真正的走入到工程中，而不是紙上談兵，在設計過程中，應該加強他們與其他部門之間的有效聯(lián)系，避免出現(xiàn)“信息孤島”等問題，做好各方面的協(xié)調(diào)，才能保證基礎(chǔ)工作的完善。其次，還要設置相應的考核制度提高他們的工作水平，對一段時間內(nèi)的工作內(nèi)容進行評定，建立獎懲措施，起到一定的警示作用，這樣才能保證在工作過程中對細節(jié)上的把握，避免粗心大意引發(fā)的問題，提高他們的工作能力。

4 ?結(jié)束語

總之，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計能夠保證建筑的質(zhì)量，不僅可以滿足建筑使用者的要求，還能提高建筑的效益。將技術(shù)的優(yōu)化落實到具體操作中，最終促進建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 萬幸，何順.優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計提高建筑安全性的思考[J].科技與創(chuàng)新，2019（10）：94～95.

[2] 舒紅蓉.建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化對工程造價的影響[J].工程技術(shù)研究，2019（4）：190～191.

[3] 尹時博.高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設計特點及其優(yōu)化策略分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（6）：101.

[4] 容立榮.住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設計[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019（4）：11～12.

作者簡介：

陳真（1986—）男，本科，山東省泰安市，初級助理，研究方向：建筑工程設計施工與管理。