結構設計優化技術及其在建筑結構設計中的應用

(海南經典環保工程有限公司 570216)

結構設計優化技術及其在建筑結構設計中的應用

林世寧

(海南經典環保工程有限公司 570216)

建筑結構對建筑物起到了支撐性作用，當前建筑結構逐漸引起了建筑設計部門的重視，采用合理的結構優化設計不僅可以節省大量的結構空間設計，同時還能節省大量資金，在結構優化設計過程中，應該積極利用現代化科技手段，形成科學的建筑設計方案，最終達到滿足建筑設計的適用性和經濟性。文章主要針對建筑結構設計中結構優化設計的應用進行了分析，僅供參考。

結構設計；優化技術；建筑結構

隨著近年來我國社會經濟的快速發展，建筑行業也得到了如火如荼的發展，人們開始對建筑工程建設提出了很多新的需求，因此進行建筑結構優化很有必要。建筑設計部門及建筑方必須對結構設計引起重視，建筑結構設計不僅是一種全面的工作，同時還要保證建筑物在感官上的協調性，滿足建筑安全系數等。在建筑結構設計工作中，結構設計人員應具備相關結構設計理念，形成嚴謹的工作態度，這樣才能使建筑物結構設計更加完善。

1 建筑結構設計概述

隨著當今社會經濟的快速發展，很多新的設計理念和技術開始應用到建筑行業中，建筑結構設計必須利用先進的設計理念及手段，才能實現使用空間的最大化，此外，還要綜合考慮結構設計和構件之間的空間布局。

1.1建筑結構設計概念

所謂建筑結構設計就是將建筑師、工程師的思想按照結構設計語言表達出來的過程。實際上建筑結構語言是結構師對設計圖進行總結以后得到的結構元素。

1.2建筑結構設計重要內容

結構元素不僅包括建筑物基礎、墻面及地面，同時還包括建筑柱體、房梁結構，此外還有豎向、橫向的抗力及承重體系等，將建筑物荷載運用最為直接的方式傳遞到基礎上，這就是所謂的建筑結構設計。

2 建筑結構設計優化方法的應用和實踐價值

2.1結構設計優化方法的應用價值

結構設計優化具體體現在建筑總體及局部設計中，在建筑分布設計過程中，結構設計優化起到了非常關鍵的作用，結構基礎方案、房屋建設及維護方案等部分優化設計工作都離不開結構設計優化設計，在整個建筑優化過程中，重點在于結合工程實際情況展開合理的分析和總結，將優化的整理理念應用于建筑結構優化設計工作中，在相關規定要求得到充分滿足的前提下，展開基于經濟效益的結構設計優化，最終達到提升工程經濟效益的目的。

2.2結構設計優化方法的實踐價值

在結構設計優化工作中，應該著眼于長遠利益，在整體建筑結構中體現出結構設計的合理性，不能只顧眼前結構設計帶來的利益，這樣很容易會在使用過程中造成嚴重的經濟失衡。在傳統設計理念的影響下，通過結構設計優化可以將工程造價成本降低到5%~30%，然而在實際結構優化設計中，充分利用材料的性能、協調好各部門關系，這樣才能達到安全、經濟、適用的目標。

3 結構設計優化技術在建筑結構設計中的應用

3.1利用圖紙詳細表現建筑結構

建筑設計圖紙必須將建筑結構詳盡的表現出來，并將其作為后續建筑施工中的主要參考依據。一旦設計圖紙中出現了問題，整個建筑施工過程都會受到影響，因此，建筑結構設計人員必須對建筑圖紙設計負起責任，嚴格按照相關技術規范展開設計，不能盲目的為了追求設計工作效率而省略標注環節，同時，在設計圖紙過程中，比較細微、繁雜的地方應該進行細致的標注，這樣可以避免在以后的施工中出現一些麻煩。圖紙設計師在圖紙設計完成以后，應仔細檢查設計的圖紙情況，審核其中是否存在一些錯誤或者問題，如果發現了錯誤或者問題，應馬上進行改正，這樣可以避免損失的發生。

3.2合理選擇及運用建筑材料

首先，應結合建筑材料特點選擇材料，在保證材料質量合格的基礎上，降低材料浪費及損失的發生，對所有建筑材料進行充分利用。其次，建筑結構設計師在設計工作中，應給出多種設計方案，這樣可以更好的在不同方案中選擇合理的設計方案，不僅可以充分保證建筑物質量，同時還能提升建筑安全系數，推動建筑業的快速發展。

3.3進行仔細的地基結構設計

地基對建筑質量起到了重要的保證性作用，同時在整個結構設計中也是比較關鍵的部分。在地基設計工作中，地基因素是非常需要注意的問題，同時在地基設計過程中還要對房屋承載力、水文地質條件、區域抗震性等因素進行考慮，展開綜合協調與處理。所以，在地基設計工作中必須進行認真的研究，并在此基礎上選擇最為可靠、經濟的形式。一般情況下，如果基礎寬度為2.5m，這時首先應考慮四核土條形基礎、灰土條形基礎等基礎類型；如果基礎寬度在2.5m以上，則需選擇柔性強一些的基礎類型。當建筑物承載較大，沒有設計地下室的情況下，應該首先判斷其結構類型是怎樣的結構，如果為內框架結構，則應選擇十字型地基或者交叉梁形式，通過利用這種方式可以強化地基強度，從而避免不均勻沉降的出現。

3.4充分重視承重墻結構設計

承重墻設計在房屋建筑設計中也非常關鍵，從理論上來說，承重墻越多其建筑規模也就越大，但是實際操作過程直播呢個，如果承重墻過多與現代建筑審美設計理念是完全不符的，所以，承重墻設計應該以保證建筑安全性為基礎，同時盡量減小建筑結構規模，但是不能取代的承重墻，應該盡量提升墻體的抗剪強度，注意承重墻材料的要求也比較高，要求強度、穩定性都非常高，還要提升承重墻的抗震性，這樣才能保證建筑物的耐久性及穩定性。

3.5綜合展開地梁結構設計

地梁的設置目的在于保證地梁和基礎的銜接性，同時還可以對基礎起到拉接作用，實時調整地基出現的不均勻沉降現象。當建筑基礎埋置比較深時，框架柱和地梁之間需要連接，才能降低建筑框架柱的計算高度。地梁受力程度、受力狀態和其他類型框架梁之間存在一定區別，因此，在外部荷載力的影響下，地梁梁柱可能會出現變形的現象，由于受到周邊土質的限制，一些荷載力可能會利用底部土質反饋到地基上，同時另外一部分荷載力可能會通過傳遞影響框架柱，進而出現應力現象。

3.6展開準確的地下室外墻設計

在建筑物整體結構中，地下室外墻算得上是其根基，對整個建筑物起到了重要的支撐性作用。因此，如果地下室外墻設計過程中存在不準確的現象，整個建筑物可能都會失去穩定性。所以，在地下室外墻設計過程中，首先應綜合考量建筑物質量，然后再對地質情況及下水位等因素進行進一步考慮。

結語：

綜上所述，建筑是凝固的藝術，結構師必須在保證建筑結構安全性的前提下，用于應用新的設計理念和手段，將建筑師的設計意圖充分展現出來。在建筑結構設計過程中，必須在滿足建筑師設計意圖的基礎上，盡量縮小質量與剛度的差異，使建筑在水平荷載影響下不會出現過大的扭轉效應。從豎向布置上來看，應該在滿足功能要求的前提下，使豎向承重構件可以上下貫通，減小結構設計上遇到的困難。近年來我國城市進程不斷推進，只有不斷提升建筑物質量，才能充分滿足人們日益增長的物質文化需求，所以對建筑結構展開優化設計很有必要。

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