建筑结构设计中结构设计优化技术探讨

建筑结构设计中结构设计优化技术探讨

李杰

李杰

杭州经纬建筑设计有限公司310016

【摘要】近年来，国内经济的迅速发展，特别是建筑行业的进步也是突飞猛进，国民对建筑的功能性，舒适度等的要求也在不断的提高，因而建筑结构的优化越来越重要。本文就结构设计的技术在建筑结构设计中的应用进行了探讨。

【关键词】设计优化；技术；建筑结构；应用

一、建筑结构设计的概念及其主要内容

1.建筑结构设计的概念

将工程师和建筑师所要阐述出来的意思能够结构语言表达出来.，这就是建筑结构设计。所讲的结构语言，就是结构师把设计图归纳、总结得出的结构元素。

2.建筑结构设计的主要内容

所谓的结构元素包括了建筑物的基础、墙面、地面、柱体、梁等结构，以及横向、竖向的抗力和承重体系，将建筑物的载荷用最直接的方法传到基础上，就叫做建筑结构设计。

二、优化建筑结构设计的目的

建筑物除了其自身使用功能之外，它的外观的设计具有很高欣赏价值，那么在进行建筑物的外观设计时，不但要考虑到建筑物的功能性，也应该考虑其外观的设计水平。想要让建筑物完美的呈现其功能性和艺术性效果，就必须将建筑施工技术和建筑结构设计相互融合，相互协调，安全，舒适，经济，美观及施工简单是建筑结构设计的目标。所讲的建筑结构优化设计，即就是在原来的建筑物在满足施工条例的条件下。根据开始的目标寻求最经济，最合适的施工设计方案。进行建筑结构设计优化不仅可以让建筑设计满足经济适用建筑的条件，还可以满足人们对建筑外部结构的美观需求，比如让建筑物的设计更加的合理，进一步的提高建筑物的的安全性，减少建筑施工中的成本支出，通常情况下，建筑物工程优化的总体结构和建筑物的部分结构是建筑设计的主要内容，同时，在进行建筑物结构设计优化时，设计要以具体的情况为准则，保证最大化的提高建筑物的综合效益。

三、优化建筑结构设计的方法的应用和实践价值

3.1结构设计优化方法的实践价值

优化结构设计的过程中，要树立长远利益目标，将建筑结构设计的合理性，充分的表现在建筑的整体结构中，不能只顾及眼下建筑结构的设计所能产生的经济价值，这样会导致随着时间累积出现的经济严重失衡，以往的设计结构理念当中，运用结构的优化能将建筑工程的造价成本降低百分之五至百分之三十之间，那么在结构的设计优化当中，充分的利用材料的性能可以将建筑结构优化的部分充分的进行协调，在满足建筑规范的条件下，实现安全，经济，适用的目标。

3.2建筑结构的优化方式应用

房屋建筑工程的整体设计和局部的设计是结构设计优化的主要表现方式，进行房屋建筑分步设计时，其中结构优化设计技术起到了十分重要的作用。.对于结构设计的优化、基础方案的优化、围护方案优化、房屋建设优化、这一系列的设计都脱离不开建筑结构设计优化的整体布局和设计，在整个优化的过程中，具体要根据实际的工程情况相结合，从而进行合理的总结和分析。把建筑设计优化的整体理念融入到建筑的结构设计中，在符合相关条件的情况下，进行经济效益的结构设计优化，从而实现节约的最终目标。

四、民用建筑结构设计与经济性的关系

4.1结构设计与造价的关系

建筑物层数对建筑面积的造价有其直接影响，但对于各部分的影响程度是不尽相同的。覆盖的部分，不论层数多少，都共用一个屋盖，且不会因为建筑层数增多迫使屋盖的成本投资增加。所以，屋盖部分会因为楼层的层数增多而减少其造价成本，其中基础的部分，各层共用基础，随着建筑层数的增多，基础结构的荷载增大，需要加大对其基础的承载能力，虽然建筑的基础部分的单位面积造价会因为层数的增加而有所减少。但是，没有屋盖那么明显。承重结构也是如此，比如：梁，柱等等。.

4.2高层住宅结构设计与经济性的关系

住宅的造价和住宅层数有着直接的关系，如果层数增加，柱形的体积和墙体的面积就会增加，并会增加其结构的自重，还会增加柱和基础的承载能力，促使加长电气和水卫的管线加长，层高的降低有利于节省建筑材料节约能源节省工程的造价。

与此同时，除降低层高可以减少住宅建筑总高度，缩小建筑之间的日照距离，所以降低层高也能取得节约用地的效果。在相同建筑面积时，住宅建筑平面形状不同，住宅的外墙周长系数也不相同。显然平面形状越接近方形或圆形，外墙周长系数越小，外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少，并且受力性能好，造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性，通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。

4.3结构设计与用地的关系

随着经济的不断变化与发展，建筑行业的发展也得到了突飞猛进的发展，尤其是近年来高层的广泛出现，更是缓解了城市用地的紧张情况。结构设计的优化更是完善了高层建筑的设计要求及标准，房屋总体高度的不断增加，进而使房屋间的距离也在不断的加大。因此，用地的使用面积并不是随着层数的逐渐增加而相应的减少。

五、结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用

5.1概念设计处理的实际建筑设计问题

进行建筑结构的设计时，有很多的外在因素很难控制，像地震这种破坏力极强的的自然灾害，对建筑物结构的破坏程度难以估量。所以，在进行实际的建筑设计时，需要充分的考虑建筑结构的地理特征，运用概念处理方法进行合理科学的规划设计，把外界有可能发生的风险降到最低，同时，在进行建筑结构设计时，必须充分的考虑到建筑物抗震能力的重要性，研究建筑物可能遭受到外界风险，运用科学的技术方法，同时在建筑结构设计中注意其刚度性和均匀行的重要性。要采取延性的设计原则，这样可以有效的释放建筑结构在灾害发生时产生的破坏力，也能减小地震的部分压力，消耗地震的一些能力，减少其破坏。

5.2直觉优化技术与建筑结构设计

对于同一个建筑设计方案，可以有很多不一样的布置设计，确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计材料、参数、荷载的取值也不是固定的：建筑物细部的处理也不相同，这些问题是计算没有办法处理的，则需要设计人员个人作出决断。判断必须在结构设计的普遍规律指导下，依据工程实际经验进行，即就是之前所讲的概念设计。所以，概念设计存在于设计师对多种方案进行选择的过程中。

六、结束语

随着我国城市化进程的不断加快，城市用地在不断的扩大，土地的价格也在迅速增长各地对与建筑物的要求越来越高，只有建筑物的质量在不断的提高，才能满足人们日益提高的需求，因此，需要充分的运用现代建筑物结构的设计方法，来迎合时代发展的需求。

参考文献：

[1]陈晓.浅谈设计工作对工程项目的影响[J].山西建筑，2010.（31）188～189

[2]蒋启平.工程结构优化设计的新方法[J].工业建筑，2008.（3）23～25