浅析建筑工程中建筑结构优化设计杨展新

浅析建筑工程中建筑结构优化设计杨展新

杨展新

杭州华正建筑设计院有限公司浙江杭州310000

摘要：建筑结构优化设计对建筑工程空间利用率、舒适度以及经济效益等方面具有重要影响，因此人们需要对建筑工程中建筑结构优化设计工作产生更多重视，通过适宜的措施对设计效果进行优化，促进建筑结构应用价值的充分发挥。本文对建筑结构优化设计方面的内容进行分析，以期为建筑工程美观价值、实用价值以及经济价值的统一及建筑质量的提升提供可供参考的建议。

关键词：建筑工程；建筑结构；优化设计

为了促进建筑工程经济效益及社会效益的提升，设计人员需要对建筑结构进行优化设计，对设计内容进行调整和完善，最终使设计效果及质量有所提升。通过采取优化设计措施能够对建筑结构设计中的缺陷及弊端进行处理，下面从建筑结构优化设计概念、建筑结构优化设计方法等方面进行分析，以期为建筑工程不同建构、不同方面的设计水平及施工质量提供更多保障。

一、建筑结构优化设计概述

设计人员需要结合实际情况对建筑结构进行优化设计，对工程建设基础情况有所了解的基础上，对降低成本、提高建筑工程结构安全性、优化建筑功能等方面的问题进行综合考虑，对基础结构、围护系统结构、屋盖系统结构等方面的设计方案进行调整和完善，构建建筑结构优化设计模型，并借助变量参数中关键参数的计算及调整对最佳建筑结构设计方案进行确定。

建筑结构优化设计工作开展过程中，设计人员需要对经济性方面的问题进行考虑：通过合理的设计能够减少建筑材料的消耗，并且在抗震性能方面有更多保障，内外表面装修方面的工作量有所减少，并且建筑结构受力性能有所提升；此外通过优化设计方法中的力学分析、安全校验以及逐渐的修改完善，设计人员能够确定一种集经济、安全及科学等优势于一身的设计方案，建筑结构稳定性、刚度、强度等方面有所提升，并且相应的尺寸更加合理，最终不仅可以对建材进行节省，降低工程造价，同时可以以最小的代价创造更多的价值，为人们带来更舒适和安全的使用体验。下面对各部分建筑结构的优化设计方法及优化设计的辅助手段等进行分析。

二、不同建筑结构的优化设计

前期设计阶段对建筑工程经济性设计具有重要影响，与投资资金、建筑工程经济效益、建筑工程的质量、安全性等方面息息相关，基于此需要通过适宜的建筑结构优化设计方法及方案对问题进行处理，为建筑工程的建设工作创造良好开端，下面对建筑工程中各部分建筑结构优化设计工作进行具体分析：

（一）抗震建筑结构优化设计

在没有数据参数指标的情况下，设计人员需要对抗震设计工作进行调整，对建筑结构优化设计方法进行有效利用：首先，对抗震设防烈度方面的问题进行考虑，对工作开展过程中的不确定性因素进行考虑，对预计设计及实际计算之间的差异进行考虑，通过概念设计方案对建筑结构进行优化设计。设计人员可以将以往数据进行参考，在设计时结合建筑工程实际情况对优化设计方法进行灵活应用，提高设计价值；在宏观设计达到相关标准的基础上，设计人员需要做好结构细节方面的优化设计，以建筑工程现浇板选用方面的工作为例进行分析：在异形板拐角末尾位置出现断裂问题，设计人员便应对钢筋选择范围进行重点考虑，在投入资金相近的情况下，将达到塑性要求、极限拉力很强的钢筋材料融入设计方案的制定工作中，对冷轧带肋式钢筋材料进行应用，此时在提高内部结构设计效果的同时，外部材料的配置及安排能够实现结构优化设计的目的，为建筑结构安全性及经济效益两方面提供保障。

（二）对建筑结构电气、给排水等方面设计进行协调，为结构优化设计奠定坚实基础

楼板、墙体等部分的电气管线安装过程中，若以导线形式进行施工，便会对结构施工产生影响和阻碍，基于此设计人员需要对此方面问题进行考虑，若管线需要穿过建筑梁，需要提前预留孔洞，并且使梁的设计宽度与墙体厚度一致，在达不到一致性要求的情况下，应使墙体一侧平面与梁侧面保持相齐，避免管线裸露于墙外。设计人员还需要对预埋构件进行考虑，计算电梯房强度，进而制定科学的设计为施工质量及安全提供保障。

建筑工程中给排水房间内机械设备较多，并且荷载强度与一般建筑相比更大，设计人员对水泵房进行设计时，需要将地下室位置当作首选，针对给排水房间管道数量多、粗细各异方面的情况，设计人员需要对预留孔径尺寸、预埋深度等方面进行合理设计，做好楼板穿孔部位的加固操作；为了避免水平方向管线对建筑梁、柱结构造成影响，需要对加固设计方案进行制定，进而使官网体系及结构设计协调，避免出现管道绕梁、柱的问题。

（三）建筑主体的上部结构优化设计

设计人员需要构建模型完成此部分的结构优化设计工作，以剪力墙结构为例对其进行分析：首先，设计人员需要对剪力墙布置方面的工作进行考虑，确保其整体质量平均，使楼层结构重心和平面刚度中心点重合，此结构设计对建筑工程抗风、抗震等方面性能的提升具有较大的帮助。其次，设计人员在条件允许时需要最大限度的将大开间构造融入剪力墙结构设计工作中，对其墙肢长度参数进行增加，对其数量进行控制，在满足设计要求情况下对砼的使用量进行控制。最后，为了对钢筋构造进行加固，设计人员可以增设暗桩，在剪力墙结构较大时对钢筋应用数量进行控制，进而降低成本，当然若建筑自身条件不允许且对抗压及抗震方面具有较高的要求时，需要避免应用剪力墙的结构设计。

（四）下部地基基础建筑结构优化设计

此部分设计工作对建筑工程造价、稳定性方面具有重要影响，基于此设计人员需要对建筑场地和结构体系之间关系进行明确，制定适宜的设计方案。在场地现有自然条件允许的情况下，将天然基础当作第一选择，进而减少成本投入。对桩基进行考虑时，设计人员需要对施工位置体质环境、水文环境等条件因素进行了解对桩基类型进行确定，提高建筑结构设计的经济性。施工阶段桩端持力层的深度对建筑工程工期、桩长等方面具有影响，设计人员需要对不同方案进行横向对比，对建筑结构进行优化设计，提高设计方案科学性及经济性。以某建筑工程为例进行分析：施工现场存在溶洞，设计人员需要对其深度、分布等方面情况进行了解，结合土层情况对建筑结构优化设计，在溶洞稳定性较高的情况下，将其上面的土层当成基础持力层，并且尽量减少处理溶洞操作，并且对建筑结构重量、溶洞处理方面成本问题进行综合考虑，实现建筑结构的最优化设计。

此外，设计人员可以通过并行算法、可靠度优化法、建筑体系优化法等建筑结构优化方法辅助设计工作，并且做好建筑结构设计整体效果的分析工作，对建筑结构材料方面进行科学选择，对结构形式选择、基础结构设计等方面进行优化，对建筑结构设计指标进行考虑，最终使建筑结构优化设计效果得到提升。

结束语：

总结全文，建筑结构设计工作对建筑工程的施工质量以及后期投入使用时期人们的体验具有较大影响，其设计水平的高低对后续建设施工及运营等方面意义重大，因此需要采取适宜的措施方法对其进行优化设计。上文从建筑工程主体上部分结构、抗震结构、下部地基基础结构等各个方面的结构优化设计工作进行分析，希望建筑结构设计人员能够参考文中观点及方法对建筑结构进行优化设计，促进工程综合效益的提升。

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