建筑结构优化设计技术分析邹双保

建筑结构优化设计技术分析邹双保

邹双保

邹双保

绿加工程管理咨询（天津）有限公司天津市300190

摘要：建筑工程的时间和资金成本有很大一部分是花费在建筑结构的建造上，而建筑结构的设计优化有助于在保证建筑质量的前提下，综合各个影响建筑性能的因素，提高建筑材料利用率，使建筑结构更加科学合理，降低建筑成本，提高建筑的经济效益。因此，建筑师在建筑设计时应注意学习运用，并不断改进结构设计方案，以提高建筑的整体性能，降低建筑结构的成本，进而提高建筑的整体经济效益。

关键词：建筑结构；优化设计；结构方案

一、建筑结构设计优化的意义

众所周知，建筑结构直接影响着房屋的功能与质量，优化房屋的结构设计对于房屋安全性、持久性、美观性、经济性等都具有十分重要的意义。在房屋建造中，许多因素相互制约着，如果结构设计不合理，很容易顾此而失彼。这些因素包括建筑物层数、土地占有、建筑物结构分布、建筑物结构外观及经济性等。以采光性和建筑密度的关系为例，如果要求在确定的地皮上建造更多建筑面积，那就不得不增加建筑高度，而建筑高度的增加，势必会影响相邻楼的采光性。而建筑设计优化，则是兼顾各个影响因素，根据业主对建筑的功能要求，找到各个因素的最佳结合点，从而提高建筑的经济性与适用性。

二、建筑结构优化设计的原则

1、经济性原则

建筑结构优化设计的经济性原则主要是针对于建筑工程中材料的使用而提出的。随着我国经济水平的发展，各个领域都急需大量资金的投入，建筑行业是一个十分庞大的行业，虽有大量资金的投入，但是因为其中的分支很多，所以资金的使用还是十分有限的。这就要求建筑结构优化技术要遵循经济性原则，在保证安全性的前提条件下，严格控制建筑成本，选择更加节能的材料，安排施工者要合理，减少人员的浪费。但绝不能因此就建造“豆腐渣”工程，要知道无论怎样进行建筑，首先必须遵循的大前提就是保证居民的生命财产安全。

2、确保整体结构安全的原则

建筑作为现代人生活中不可缺少的一个方面，与人们的生活息息相关，可以说有人的地方就有建筑，而且随着中国人口的增长，建筑物的修建越来越高，更是对建筑技术提出了更多要求。建筑结构再进行优化设计也必须要考虑结构安全，结构优化设计不是单纯的减少资金投入，优化设计的结构，必须完成的一项功能就是保证安全。如果只是为了优化而优化，完全不考虑建筑的使用性能，那么这样的优化设计将没有任何意义。

3、保证居住者舒适度的原则

随着人们生活水平的提高，对建筑物的要求也越来越高，人们不只追求又能够住的地方，更加想要的是居住地的舒适性，建筑物不仅仅是建筑，更是人们从事许多活动的承载者，在那里有人们的友情、爱情、亲情的体现，可以说建筑是人们的一种情感需要。所以建筑物必须办证居住者的舒适度。只有充分满足居住者的心理需求，人们才会对建筑有信心，建筑才能发挥它的价值，建筑行业才能蒸蒸日上。

三、结构优化设计技术在建筑结构设计中的应用

1、优化建筑结构的安全设计，降低危险伤害

在建筑结构设计技术优化的过程中，首要考虑的就是安全性，必须要尽可能的减少建筑结构设计优化中的危害，避免出现的任何高处坠落、物体打击、坍塌、机械伤害、触电伤害、火灾、爆炸、中毒窒息等各种安全性的问题。为了能够有效的减少建筑结构中可能出现的安全隐患，因此，在建筑结构的设计中就要对优化技术可能存在的重点和难点进行突击，确保人们所处的建筑环境时时刻刻都具有安全性和保护性。在建筑结构的优化设计中，可以对扶手、围栏、墙体等周边的环境和水文气象等各种可能出现的安全隐患进行详细的调查，尤其是当各种暴雨、大风以及雷电等这些不可控的自然因素，随时都有可能发生的情况，这些自然因素往往会导致建筑的结构面临极大的风险性，可能对建筑结构的稳定性造成一定程度上的破坏，从而使建筑的结构出现一系列的安全隐患。正是由于建筑结构设计中存在的不确定性和危险性极其多，这就需要对建筑结构设计中各种可能出现的安全隐患进行详细的分析，进而采取适宜的安全隐患避免和处理方法。例如，建筑结构内部的消防通道的设计是否合理，在建筑发生火灾的情况下，人们是否能够第一时间找到消防通道，并且进行疏散；以及消防通道的宽度高度等的设计，是否能够同时承载大量的人流，在避免踩踏造成二次伤害的前提下，是否能够防止烟雾的弥漫等。在建筑结构优化设计的过程中，要把建筑的安全问题从被动变为主动，将安全设计深入到建筑结构优化设计的每一处细节当中，确保人们的人身和财产安全更能够得到安全和有效的保障。

2、优化建筑结构设计，实现用地经济的目的

随着全球人口的不断增加，城市用地资源的日趋紧张，城市的建筑密集度不断增加，如何能够利用有限的土地资源实现更大的经济效益，已经成为了建筑结构优化设计所面临的巨大挑战。然而如果在优化建筑的结构设计技术中，纯粹的挤压建筑的空间结构，就会出现过于密集的居住或使用空间，不仅不会有利于人们的活动，更会导致人们隐私感和安全性的缺失，反而会越发加剧人们对建筑空间结构的排斥。所以，这就要求在我国建筑结构空间设计的优化技术中，通过尽可能的利用有限的空间，以节约空间，实现空间和活动器械等最大化利用的目的，合理的利用建筑的地下空间，或者优化建筑层数的方式，大幅度提高建筑结构的容量。例如，通过合理的利用建筑的地下空间环境建立地下商场、地下停车场、地下加油站、地下餐厅、地下超市等方式，能够全面的实现建筑结构用地节省经济的目的。实现在相同的开发空间、同等规模建筑的情况下，有效的节省土地资源，全面扩大建筑内部结构和用地节省经济的目的。

3、优化建筑的空间结构设计，达到降低建造成本的目的

无论对于任何建筑而言，其经济发展的前景都是建筑结构设计中需要考虑的重点因素，对于工程造价成本高、社会经济效益回报慢的建筑都难以得到重点的发展，但在建筑的实际设计过程中，地形不可避免的会对建筑的建造产生一定程度上的影响，况且我国幅员辽阔，各种各样的复杂地势情况往往会增加建筑优化设计的难度和建造费用。因此，就在建筑的结构优化设计中，就需要因地制宜，针对不同地区特有的地质和地形情况，依托各种地形不同的地段的高差，或者不同的围合空间进行设置台阶或者坡地，通过顺势而建，从而使得建筑结构的空间能够适应各种不同的天然地形。让整个建筑的空间结构自然、生态而且有机的和当地的地形构建成一个完整的整体，从而尽可能做到建筑建造的经济合理。

结束语

越来越多的建筑需求对建筑设计结构提出了更多要求，如何将建筑结构设计进一步优化是建筑师们不断探索的问题。虽然现在还有许多未解决的问题，但是从各个方面来说建筑行业都有了很大进步。建筑师需要在基本的实际中添加更多创新性的、人文的设计理念，最后在满足进需求的同时设计出更加适用绿色的建筑。

参考文献：

[1]孙大伟，陶志军.浅析建筑结构优化设计与应用[J].科技创新与应用，2012.

[2]卢建勇.如何搞好房屋建筑结构优化设计[J].中国房地产黑龙江科技信息，2010.