结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用

(海南经典环保工程有限公司 570216)

结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用

林世宁

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建筑结构对建筑物起到了支撑性作用，当前建筑结构逐渐引起了建筑设计部门的重视，采用合理的结构优化设计不仅可以节省大量的结构空间设计，同时还能节省大量资金，在结构优化设计过程中，应该积极利用现代化科技手段，形成科学的建筑设计方案，最终达到满足建筑设计的适用性和经济性。文章主要针对建筑结构设计中结构优化设计的应用进行了分析，仅供参考。

结构设计；优化技术；建筑结构

随着近年来我国社会经济的快速发展，建筑行业也得到了如火如荼的发展，人们开始对建筑工程建设提出了很多新的需求，因此进行建筑结构优化很有必要。建筑设计部门及建筑方必须对结构设计引起重视，建筑结构设计不仅是一种全面的工作，同时还要保证建筑物在感官上的协调性，满足建筑安全系数等。在建筑结构设计工作中，结构设计人员应具备相关结构设计理念，形成严谨的工作态度，这样才能使建筑物结构设计更加完善。

1 建筑结构设计概述

随着当今社会经济的快速发展，很多新的设计理念和技术开始应用到建筑行业中，建筑结构设计必须利用先进的设计理念及手段，才能实现使用空间的最大化，此外，还要综合考虑结构设计和构件之间的空间布局。

1.1建筑结构设计概念

所谓建筑结构设计就是将建筑师、工程师的思想按照结构设计语言表达出来的过程。实际上建筑结构语言是结构师对设计图进行总结以后得到的结构元素。

1.2建筑结构设计重要内容

结构元素不仅包括建筑物基础、墙面及地面，同时还包括建筑柱体、房梁结构，此外还有竖向、横向的抗力及承重体系等，将建筑物荷载运用最为直接的方式传递到基础上，这就是所谓的建筑结构设计。

2 建筑结构设计优化方法的应用和实践价值

2.1结构设计优化方法的应用价值

结构设计优化具体体现在建筑总体及局部设计中，在建筑分布设计过程中，结构设计优化起到了非常关键的作用，结构基础方案、房屋建设及维护方案等部分优化设计工作都离不开结构设计优化设计，在整个建筑优化过程中，重点在于结合工程实际情况展开合理的分析和总结，将优化的整理理念应用于建筑结构优化设计工作中，在相关规定要求得到充分满足的前提下，展开基于经济效益的结构设计优化，最终达到提升工程经济效益的目的。

2.2结构设计优化方法的实践价值

在结构设计优化工作中，应该着眼于长远利益，在整体建筑结构中体现出结构设计的合理性，不能只顾眼前结构设计带来的利益，这样很容易会在使用过程中造成严重的经济失衡。在传统设计理念的影响下，通过结构设计优化可以将工程造价成本降低到5%~30%，然而在实际结构优化设计中，充分利用材料的性能、协调好各部门关系，这样才能达到安全、经济、适用的目标。

3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用

3.1利用图纸详细表现建筑结构

建筑设计图纸必须将建筑结构详尽的表现出来，并将其作为后续建筑施工中的主要参考依据。一旦设计图纸中出现了问题，整个建筑施工过程都会受到影响，因此，建筑结构设计人员必须对建筑图纸设计负起责任，严格按照相关技术规范展开设计，不能盲目的为了追求设计工作效率而省略标注环节，同时，在设计图纸过程中，比较细微、繁杂的地方应该进行细致的标注，这样可以避免在以后的施工中出现一些麻烦。图纸设计师在图纸设计完成以后，应仔细检查设计的图纸情况，审核其中是否存在一些错误或者问题，如果发现了错误或者问题，应马上进行改正，这样可以避免损失的发生。

3.2合理选择及运用建筑材料

首先，应结合建筑材料特点选择材料，在保证材料质量合格的基础上，降低材料浪费及损失的发生，对所有建筑材料进行充分利用。其次，建筑结构设计师在设计工作中，应给出多种设计方案，这样可以更好的在不同方案中选择合理的设计方案，不仅可以充分保证建筑物质量，同时还能提升建筑安全系数，推动建筑业的快速发展。

3.3进行仔细的地基结构设计

地基对建筑质量起到了重要的保证性作用，同时在整个结构设计中也是比较关键的部分。在地基设计工作中，地基因素是非常需要注意的问题，同时在地基设计过程中还要对房屋承载力、水文地质条件、区域抗震性等因素进行考虑，展开综合协调与处理。所以，在地基设计工作中必须进行认真的研究，并在此基础上选择最为可靠、经济的形式。一般情况下，如果基础宽度为2.5m，这时首先应考虑四核土条形基础、灰土条形基础等基础类型；如果基础宽度在2.5m以上，则需选择柔性强一些的基础类型。当建筑物承载较大，没有设计地下室的情况下，应该首先判断其结构类型是怎样的结构，如果为内框架结构，则应选择十字型地基或者交叉梁形式，通过利用这种方式可以强化地基强度，从而避免不均匀沉降的出现。

3.4充分重视承重墙结构设计

承重墙设计在房屋建筑设计中也非常关键，从理论上来说，承重墙越多其建筑规模也就越大，但是实际操作过程直播呢个，如果承重墙过多与现代建筑审美设计理念是完全不符的，所以，承重墙设计应该以保证建筑安全性为基础，同时尽量减小建筑结构规模，但是不能取代的承重墙，应该尽量提升墙体的抗剪强度，注意承重墙材料的要求也比较高，要求强度、稳定性都非常高，还要提升承重墙的抗震性，这样才能保证建筑物的耐久性及稳定性。

3.5综合展开地梁结构设计

地梁的设置目的在于保证地梁和基础的衔接性，同时还可以对基础起到拉接作用，实时调整地基出现的不均匀沉降现象。当建筑基础埋置比较深时，框架柱和地梁之间需要连接，才能降低建筑框架柱的计算高度。地梁受力程度、受力状态和其他类型框架梁之间存在一定区别，因此，在外部荷载力的影响下，地梁梁柱可能会出现变形的现象，由于受到周边土质的限制，一些荷载力可能会利用底部土质反馈到地基上，同时另外一部分荷载力可能会通过传递影响框架柱，进而出现应力现象。

3.6展开准确的地下室外墙设计

在建筑物整体结构中，地下室外墙算得上是其根基，对整个建筑物起到了重要的支撑性作用。因此，如果地下室外墙设计过程中存在不准确的现象，整个建筑物可能都会失去稳定性。所以，在地下室外墙设计过程中，首先应综合考量建筑物质量，然后再对地质情况及下水位等因素进行进一步考虑。

结语：

综上所述，建筑是凝固的艺术，结构师必须在保证建筑结构安全性的前提下，用于应用新的设计理念和手段，将建筑师的设计意图充分展现出来。在建筑结构设计过程中，必须在满足建筑师设计意图的基础上，尽量缩小质量与刚度的差异，使建筑在水平荷载影响下不会出现过大的扭转效应。从竖向布置上来看，应该在满足功能要求的前提下，使竖向承重构件可以上下贯通，减小结构设计上遇到的困难。近年来我国城市进程不断推进，只有不断提升建筑物质量，才能充分满足人们日益增长的物质文化需求，所以对建筑结构展开优化设计很有必要。

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