建筑結構設計的優化探究

【摘要】建筑項目的結構設計將會對于總體的工程質量以及建筑效果帶來直接的影響，是總體項目主體的主要框架。伴隨著現如今社會經濟以及科學技術的進步已經進入到了快車道，人們物質生活質量的提升使得對于建筑項目的施工質量等層面提出了更為嚴格的規定。建筑結構的改進設計關聯到了建筑主體的空間使用以及設計藝術性。所以，需要在確保建筑物外觀藝術性、使用安全性以及內在的實用性的同時，對現如今的設計觀念以及有關技術等實現最大限度上的改進，使其在實際的施工當中具備合理性以及可行性，在建筑項目投入使用之后更加具備安全性以及實用性，進而保證建筑質量的高水平。

【關鍵詞】土木工程;建筑結構設計;優化探究

1、引言

現如今，人們對于建筑的規定不單單停留在實用性的角度，在對于外觀的設計藝術上具備了更為嚴格的要求。建筑結構的改進設計關聯到了建筑主體的空間使用以及設計藝術性。建筑選型以及結構設計的安排方面，怎樣既考慮到安全性，同時又實現當前社會的審美需要是設計人員在改進建筑和結構設計圖紙的時候應該考慮到的問題。我們要利用并結合嶄新的設計思路以及結構理念，把建筑結構設計在空間、技術以及質量等方面實現最大限度上的改進。要利用對于建筑結構的設計優化來提高建筑的質量，從過去的建筑項目經驗以及現如今的土木工程技術實踐當中摸索出建筑結構設計的合理方法，進而促進建筑領域在結構優化方面的升級。

2、建筑結構設計優化在建筑結構設計中的必要性

2.1社會發展對建筑物的更高要求

隨著社會經濟的不斷發展，我國的經濟產業和相關行業領域都在轉型升級以尋求更好地發展，建筑工程以及相關行業也不例外。將建筑結構優化設計的理念運用到具體的結構設計中，能夠從根本上提升建筑工程的質量。近年來，為了經濟發展和滿足人們的生活需求，我國不斷建設新的房屋、寫字樓等用途不同但體量越來越大的建筑物，建筑物的綜合性和多元化成為一種社會現象。而建筑物的質量，尤其是建筑結構的優化設計則成為了社會的重點關注問題。建筑物的結構設計是框架是基礎，也是最重要的組成部分，是該建筑物在建成后實際運用和空間劃分的主要依據。當前社會經濟的發展提升了人們的生活水平，為人們帶來了更多的建筑選擇。優化建筑結構設計的重要意義在于它的綜合性和多元化，使得同一建筑物能夠因其結構的不同，在安全使用性的前提下擁有更多的功能分區、滿足人們日常生活中的不同的需求，符合社會綜合發展的趨勢。同時，優質的建筑結構設計是建筑安全性的重要保障，為減少樓房倒塌等安全事故起到了“定心丸”的作用。

2.2促進建筑行業技術和質量的發展

促進建筑行業質量以及設計水平更進一步發展，是將建筑結構優化設計理念進行實際使用的必要性。優化建筑結構設計不但表現在設計圖紙的繪圖流程當中，還表現在結合圖紙開展實際的施工建設以及施工操作方面，通過實際的工程施工把合理的結構設計圖轉變為建筑結構的實體，進而實現工程結構設計的最終轉換。在該過程當中，不但應該開展詳盡的勘探以及對于所設計建筑物的用途開展調研分析，還應該更好的考慮到建筑結構外觀的審美性以及安全性，假如有客戶存在特殊的要求，還應該更好的考慮到個性化的設計等角度。建筑結構優化的過程是一種融合設計理念、施工技術、時代發展背景的總體過程，建筑結構優化設計的思路持續的使用以及提高，對于建筑領域的總體發展也會具備非常大的推動效果，可以促進建筑領域的總體進步以及我國建筑結構優化設計質量上的不斷提高。

3、建筑結構設計中存在的問題

3.1未能全面認識到圖紙對工程項目的重要性

在土木工程的建設過程中，先做好設計上的工作是非常重要的。在完善的建設過程中，假如繪制完善的建設圖紙是失敗的，不僅嚴重影響了建設的進度，而且也降低了項目的建設質量。從某些工程項目的建設情況來看，某些設計單位不重視繪圖設計環節，并且不能正確理解設計在施工中的重要作用。因此，在建造施工過程前隨意選擇了建筑圖集大樣，圖紙設計完成后，圖紙將無法根據項目建設的實際情況進行施工，這使項目建設工作難以按計劃推進。設計過程需要提高整體設計質量，許多設計師缺乏工作經驗，這會導致許多設計問題。如果無法在設計階段發現問題，則項目建設進度將受到影響，并且圖紙設計的指導作用將丟失。

3.2建筑的結構設計中設計缺陷較多

在設計的過程當中，因為設計人員本身綜合素養的影響，沒有辦法更好的整合更多細節，建筑結構多個構件的設計很難跟建筑條件相融合。所以，需要強化結構設計的完備性。為了提升建筑結構的安全性能，一定要科學使用多種資源。如果建筑結構設計不具備更為嚴格的總體規劃，設計問題在將來的工程施工過程中將引發更多的問題，對于項目總體的建設質量也會帶來非常大的影響。設計過程當中應該對于建筑結構中不同節點的具體狀況開展分析。然而，因為設計人員沒有辦法從總體上開展控制，所以出現了非常多的偏差問題，對于建筑結構的總體性帶來了非常大的影響。在創建了不同的設計方案之后，設計方案沒有辦法結合項目的建設規定開展調整以及改進，所以在具體開展當中會遇到非常大的問題。

4、如何在建筑結構設計中運用優化方法

4.1對高層建筑結構進行合理設計

在建筑結構的設計中，高層建筑結構的設計難度更大、安全性要求也更高，通常需要較大的抗震能力來穩固整體結構。當前的高層建筑結構設計中主要采用混凝土作為建筑材料，在具體的設計與施工中必須注意混凝土的強度不能超過C40，嚴格控制混凝土混合和使用的強度，以此來增加建筑結構在高層設計與施工、使用時的抗彎、抗壓、抗震能力。優化建筑結構的設計，最重要的是其能夠靈活應對多種地質情況的變化，使其在各種情況下仍然能夠保證安全性和穩定性。在對高層的建筑結構進行基礎部分的詳細設計時，應當考慮到柱下擴展基礎寬度較寬或地基土不均勻、地基土較軟的多種情況。因此，如果基礎的埋藏深度大于3米時，設計師應當考慮增設地下室，以增強基礎的整體性來滿足設計的安全需求。同時，由于地下室底板不能夠外伸以達到防水的目的，根據實際情況應考量使用微膨脹的混凝土進行整體澆筑，以提高高層建筑結構基礎的整體性，并達到支撐整體結構的穩定性。

4.2規范抗震設計

建筑結構的優化設計，最為關鍵的目標就是提高總體結構的穩定性能，降低地震等自然災害對于財力以及人力的消極影響。所以，在對于建筑結構開展優化設計的同時，應該更好的對于結構當中的抗震設計開展論證，重點關注構件的截面尺寸的調整。與此同時，應該對于不同的水平方向以及主軸方面的承重構件開展抗震分析以及有關計算，更為充分的考慮到總體建筑結構在不同方向的穩定性，確保不存在偏差。

4.3將重要結構的優化與保存放在首要地位

建筑結構中的重要結構往往是承重等安全問題的關鍵所在，是承載著建筑質量與安全水平的最主要部分。因此需要從整體的結構布局來分析構件的布置情況，保證安全性的重要承重結構不能因審美需求而犧牲。同時在設計中注重適度原則來平衡整體的建筑結構體系，不能盲目地追求結構的剛度和強度，從而更好地保障建筑結構的穩定性和安全性。與此同時，由于建筑結構是整個建筑的基礎所在，因此在進行設計時需要進行充分地風險評估和預算，充分考慮到建筑結構在施工過程中和后續投入使用后可能會遇到的各種危險和安全隱患，及時做好預防和補救措施抵御相應的安全風險。這要求在優化設計結構時，不僅要做好結構的設計，還需要在結構中設置滿足預防措施的配套設計，來提高在突發事件中建筑結構所帶來的應急處理能力。在整體和部分的配合下避免建筑結構因為受力過大而導致傷害或者解體，保證整個結構的穩定性、安全性。

結語：

綜上所述，建筑結構的優化設計在建筑結構設計當中的使用，不僅是社會進步的需要，同時也是客戶個性化審美的必然發展結果。設計人員應該更為充分的通過本身的專業知識素養，考量總體建筑結構的安全性能，進而在最大限度上符合現如今多樣性的審美標準，保證社會的建筑形態體現出更好的藝術性。在改善設計方法的思路當中更為注意穩定性以及安全性，對于不同的地質條件以及用途的建筑開展符合實際的分析探討，促進我國建筑領域朝著更高質量的發展。本篇文章所探討的有關土木工程建筑結構設計的優化探討問題，在內容以及形式上還存在一定的不足，希望業內人士給予指正。

參考文獻：

[1]賀婕，程航.概念設計與結構措施在建筑結構設計中的應用方法探討[J].江西建材，2020（1）.

[2]侯登科.房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].居舍，2020（1）.

[3]陶龍華.土木工程建筑結構設計優化研究[J].建筑工程技術與設計，2017（13）.

作者簡介：

賀瑛（1987-），男，工程師，碩士研究生，從事結構設計工作。