基于建筑與結構融合度提升的建筑結構設計創新研究

李超

摘要：社會進步不僅體現在文明上，而且體現在人類文明的各個方面，特別是建筑領域。隨著人們對建筑需求的不斷增加，建筑師有必要加強對建筑新功能的挖掘，加強建筑與結構的融合，創新基于建筑自身的結構設計。在結構創新方面，要滿足建筑造型、功能和空間效果的要求。本文從建筑與結構一體化程度的提高出發，探討了建筑結構設計創新的研究。

社會進步不僅體現在文明上，而且體現在人類文明的各個方面，特別是建筑領域。隨著人們對建筑需求的不斷增加，建筑師有必要加強對建筑新功能的挖掘，加強建筑與結構的融合，創新基于建筑自身的結構設計。在結構創新方面，要滿足建筑造型、功能和空間效果的要求。本文從建筑與結構一體化程度的提高出發，探討了建筑結構設計創新的研究。

一、結構設計中的創新

（一）結構設計創新中的概念化設計

對于建筑設計師來說，通過結構設計創新的概念設計分析，可以清晰合理地選擇建筑結構體系，根據建筑的使用和需求，合理地選擇建筑位置，建筑布局可以從多樣性的角度進行分析，保持設計的合理化，這是建筑結構設計創新中概念設計的關鍵內容。

（二） 結構設計中的構件與細節設計

建筑結構設計的內容不僅體現在概念設計上，還體現在構件設計和細節設計上。在構件設計方面，建筑設計師應適當提高建筑結構的配置水平，合理選擇構件尺寸。在這一過程中，結構設計人員應對構件的配筋進行分析，以確保在建設工程施工中，大部分構件配筋在結構配筋的范圍內。

（三）結構設計與藝術設計的配合

對于建筑而言，建筑結構設計與藝術設計的融合程度決定了建筑成功的水準。成功的體系結構一般都有一個好的、實用的結構體系，并且根據不同的需求有不同的側重點。建筑設計人員在進行建筑藝術和結構設計時，不僅要注意設計的美觀性和藝術性，還要注意結構的安全性、經濟性和合理性。

二、結構設計創新的意義

（一）提高建筑物的經濟效益

在現代社會，建筑結構設計的創新具有重要意義，主要體現在：結構設計的創新能夠在一定程度上提高建筑的經濟效益。近年來，隨著樓層高度的增加，越來越多的建筑物的需求將導致建筑墻體面積和支撐樓層柱的尺寸發生變化，這與墻體面積和主體結構的尺寸密切相關。相應地，結構的重量將繼續增加，導致建筑物的地基承載力成為建筑結構設計的重要組成部分。由此可以看出，控制建筑物的高度，保證建筑物的每一層都能得到足夠的光線，可以減少建筑物與建筑物之間的距離，從而控制土地利用面積。通過對建筑結構設計的創新和優化，可以對提高建筑的經濟效益起到重要作用。

（二）提高建筑結構的實用與功能效益

建筑設計的主要任務是滿足人們的生活需要，為人們提供一個舒適的環境。因此，必須滿足以下兩個方面的要求：一是抗震設計。近年來，世界各地不時發生局部地震。因此，針對不同地區、不同環境，必須重視建筑物的抗震結構設計。二是建筑方面的綜合計算。面對資金、結構等不同方面，我們需要不斷細化工程造價，只有這樣才能有效地保證工作的順利進行。

三、建筑結構設計的原則

（一）綜合考量與減輕自重的原則

在建筑結構設計中，應遵循綜合考慮、減輕自重的原則。在綜合考慮方面，要結合建筑結構設計的實際情況，考慮建筑物的長期效益，在保證建筑物正常使用功能的前提下，降低施工成本。建筑結構設計的創新與優化應充分利用先進的建筑科學技術和設計經驗，實現建筑結構設計的綜合考慮，滿足建筑工程結構的需要。在減輕自身重量方面，主要是減輕建筑本身的重量。在建筑結構設計階段，應注意合理優化建筑工程構件，確保建筑工程抗震性能良好，自身重量輕，優化建筑結構自身重量。

（二）結合實際與合理受力的原則

在建筑結構設計中，應遵循現實與合理受力相結合的原則。在結合實際方面，建筑結構設計師應堅持從建筑的實際出發，從更全面的角度考慮建筑結構設計的各個環節和情況。比如，要從經濟、氣候、地質條件等方面明確哪些自然條件和環境會對建設項目產生影響，制定合理的建筑結構設計方案。在合理應力方面，主要從應力和對稱角度分析了建筑物應力和變形的影響因素。根據受力和變形情況，選用具有一定抗力的建筑材料來改進建筑結構構件。

四、基于建筑與結構融合度提升的建筑結構設計創新研究

（一）建筑結構設計優化模型的建立與優化方案的選擇

從建筑與結構一體化的層面，對建筑結構設計進行創新是十分必要的。在建筑結構設計中，有必要建立一個更加優化的建筑模型。模型建立后，確定了建筑結構設計方案：①在建筑結構設計中，設計參數的選擇對結構設計水平影響較大，所以在選擇參數時，要根據建筑結構設計的關鍵內容，明確建筑結構設計的總體工作量;② 在綜合參數的基礎上，確定目標參數，設計建筑結構的要求，優化建筑結構的設計方案。在選擇建筑結構設計優化方案時，應從確定的優化方案中選擇相對合理的建筑結構設計創新優化方案。

（二）建筑上部結構設計的創新與優化

在提高建筑與結構一體化的理念下，通過對建筑上部結構設計的創新，實現建筑結構設計的優化。上部結構設計優化是建筑結構設計創新與優化的關鍵。在上部結構的設計創新和優化過程中，要結合建筑結構的實際情況，做好建筑剪力墻的設計，從根本上保證建筑剪力墻的質量，使其分布呈現出均勻性的特點。上部結構的設計可以通過剪力墻總質量的均勻分布來優化。同時，外部環境可能會對建筑物的上部結構產生影響。通過對建筑設計結構的創新和優化，減少外部環境對上部結構的影響。即使在相對惡劣的環境中，建筑結構也不會出現嚴重的質量問題。

（三）嚴格按照建筑設計規范進行設計

設計規范的是為了有效地提高建筑結構的質量，減少安全事故的發生，降低安全風險。因此，設計人員必須嚴格遵守設計規范。在具體的設計過程中，很多設計人員會因為一些設計條件而忽略了建筑本身的設計規范，這是絕對不可以的，而且有很大的危險性，所以設計人員必須了解設計規范的重要性，如果在施工設計過程中，存在不符合提出并及時糾正相關規范的設計行為，以防止安全隱患。

五、結語

在現代建筑設計中，對建筑結構進行合理的設計，可以有效地節約建筑成本和建筑總成本，延長建筑使用壽命，為社會創造更多的價值。目前，仍有一些建設項目在工程建設中缺乏對建筑結構設計創新的重視。對此，本文研究從經濟效益和建設成本的角度，分析了結構設計創新的意義，從綜合考慮、減輕自重、聯系實際、合理受力等方面闡述了建筑結構設計的原則，并著重從建筑結構設計優化模型的建立、優化方案的選擇等方面進行論述，對建筑上部結構設計進行創新和優化，為提高建筑結構設計創新水平，促進建筑業發展提供參考。

參考文獻：

[1]建筑結構設計中的創新與實踐[J]. 丁潔民，張月強，張崢.建筑結構. 2019（19）

[2]建筑結構設計中存在的問題與解決對策分析[J]. 劉知己.科技創新與應用. 2018（15）