建筑工程中结构设计优化方法分析

曹静 王天乐

摘要：通过对建筑的结构的设计进行优化，提升建筑质量，并能减少低工程造价，随着绿色施工理念逐渐深入人心，建筑工程中结构设计优化的重要性更加凸显。基于此，建筑结构的设计的首要任务就是为了满足现阶段建筑功能的需要，实现物尽其用。本文对建筑结构的设计进行分析，进行思考和探究，仅供参考。

关键词：建筑设计;结构优化;思考;实践

传统的建筑结构的优化设计，实际上就是指对建筑进行结构分析。其流程是先进行假设、再进行分析，最后进行考核和设计。设计的目的在于选择一个更加适合的方案，而结构优化是指对建筑结构的综合分析，该过程也可以分为四个阶段，那就是：假定、分析、搜索、优化设计。其中搜索这一过程是要修改并且进行优化的，在进行之前要对其进行预测，判断该方案是否能够达到最优，以求逐步达到预订的最优质指标。由于，在建筑产品中的结构造价所占的比重比较大，通过对建筑结构的优化和设计，不仅能够提高建筑的安全性，还能够有效的降低工程造价，从而实现了效益的最大化，给建筑带来更好的利益[1]。

一、结构设计优化在房屋结构设计中的意义

在进行结构优化的设计中，多层住宅和高层住宅相比较来说，层数越多，建筑的总面积增大。单位建筑面积占用了土地的面积，这样所使用的面积就会越来越小，这样不仅仅能够节约使用成本，还有助于建筑的安全。但是，建筑层数的增加，就导致建筑的高度、难度增加，楼与楼之间的距离也是需要增大的，这个时候所占用的土地面积的数量就会得到增加，随之而来的就是土地面积和建筑层数的比例就不相同了。另外就是，房屋顶部的屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，屋盖的数量并不会因为建设的层数增加就随之增加，并且其成本下降的也会十分的明显。但是对于基层部分来说，虽然也是各层各用，但是层数会增加，基础的荷载也会增加，面对这种情况就要加大基础，这样单位面积的造价就会逐渐下降，最终的结果就是屋盖的效果不明显了。

二、建筑结构优化的要求

（一）建筑结构优化的经济性

现阶段，建筑结构的优化设计的经济性严重不足，究其原因发现这是为了控制对建筑的投资资本，更是为了能够较好的适应当前的市场经济环境。建筑结构设计的经济性只要在安全感、功能性、环保性这几个方面得以体现，同时也是在这几个性能的基础上来对成本进行降低的。也就是说，对建筑结构优化的经济性进行改变，不仅可以使建筑的成本得到节省还能够使建筑得到各方提升。

（二）建筑结构优化的环保性

在近些年来的发展中，我国的各行各业都在提倡环保、节能这些理念，同时，国家相关部门也根据各行业的特性，出台了一些适合各行业的节能、环保相关的要求和一些规章制度。这对建筑结构的优化来说，不仅可以通过建材的选择来实现节能环保，还可以通过对建筑的结构优化、布局来对其进行节能、环保的体现。如：可以对建筑的排水设备进行优化、也可以在建筑内使用节能门窗等来代替现阶段普遍使用的玻璃等。除此之外，对于建筑施工过程中的废弃物料、污水的处理也要合理、恰当[2]。

（三）建筑结构优化的功能性

建筑结构的优化设计，其本质就是为了要给使用者提供一个健康、安全、优质的物质生存环境。另外，现阶段随着社会和科学的不断进步，使人们的思想发生了极大的转变，在这种转变的影响下，现阶段人们会要求建筑设施要具备某些功能，也就是说人们对于建筑的功能的追求更加热烈。基于此，对建筑的结构进行优化设计，就需要充分的考虑到人们的这些需求，考虑到建筑设施的协调性、美观性、舒适性、功能性、实用性等，只有全方位的去考虑了，才能够使其建筑结构的优化有所意义，这样还有助于更好的满足使用者对物质环境以及自身的一些需要。

（四）建筑结构优化的安全性

建筑被作为现代人类最为主要、基础的生存场所，它的安全性问题十分重要。也就是说建筑与人们的生活是息息相关的，如：上学、上班、餐厅、住宅等，都是建筑。那么，建筑的安全性就被凸现出来，不仅如此，安全性在实施建设结构优化时也是十分重要的一个因素。如果，只是对建筑的外形、功能、高度进行调整，那么这种形式的优化毫无意义。笔者发现很多企业或者开发商，为了节约成本、控制经济，就对建筑的外在进行优化设计。但是安全性是不能忽略的，如果忽略了安全性，那么在遇到火灾、轻微地震、台风等外界灾害时，是极其容易出现危险的。另外笔者对建筑，尤其是居民建筑进行过调查，发现居民楼最容易出现事故，每次勘察过后的原因就在于建筑的安全性不高。也就是说一味地节省成本只会损失更大。

三、建筑结构设计优化的体会分析

（一）始终树立精品意识

就建筑结构的优化来说，这一过程是结构工程师们搭造和设计精品的一核过程，也就是说结构工程师不仅要有极其深厚的专业知识，还要有十分丰富的工作经验，另外，还需要有精品战略和制造精品的意识。设计单位为了提高市场竞争能力，必须要对自身的管理业务进行改变，笔者发现，现阶段在建筑结构设计的发展过程中，因某些设计人不注重技术水平，导致建筑出现问题。笔者认为，保障建筑合理、合适、安全才是最重要的因素。精品也是在这之上进行的，质量问题比较重要[3]。

（二）搞好结构的概念设计

建筑，特别是高层建筑对于抗震的概念设计都是非常重视的，竖向荷载与建筑物高度的一次方成正比，反之横向荷载与建筑物高度的二次方成正比，基于此高层建筑的横向荷载有着决定性的作用。也就是说高层建筑的横向荷载可以有效的使墙的受力匀称、对称，实现双向布置。从而减少结构的扭转影响。建筑结构受力均匀，是建筑的基本存在原则，受力均匀在小型建筑群中比较好实施，但是对于大型的、高层的建筑来说，受力不均匀极其容易发生倒塌、塌陷等问题。笔者通过调查发现，对建筑的四角进行加固就可以有效的防止受力不均匀的现象出现。如果在建筑的优化过程中进行简单的转换和错位就可以使其得到好的支撑，效果也就十分好了。

（三）对规范进行正确的使用

《规范》是在建筑结构优化进行过程中，是必须遵循的标准，是国家技术、经济的实践结果的总和，。也就是说要全面对规范的内容，如：条例、定义、条件等进行了解，了解是运用规范的第一步，也是前提和保证。身为一个结构工程师更加需要对《规范》这一条例进行了解和认识，并且按照其中的条例进行执行。这样可以有效的对建筑结构优化的设计进行具体的方案的设计。

结束语：

总得来说，建筑对于人们来说是十分重要的，所以在對建筑的结构进行优化时，设计是十分重要的。如果没有好的设计，那么这个建筑的结构的优化就是失败的，建筑结构的优化不是单方面的翻新，而是为了更好的满足人们的各种需求，是人们在入住的时候感到欣慰、感到舒适。建筑不仅仅是一栋房子，更是一个依靠。基于此建筑结构的优化设计就彰显出来其重要性，通过设计可以把人们的愿望、需求都表达出来，这样不仅仅是住户的满足也是结构工程师的成功。

参考文献：

[1]韦润忠.简述建筑结构设计中的概念设计和经验[J].科技资讯，2018，（5）.108.

[2]牛慧娟，马小龙.浅议建筑结构设计中的概念设计[J].内江科技，2018，（2）.67.

[3]黄章平.建筑结构设计中提高建筑安全性的相关思考[J].建材与装饰，2019，（22）.106-107.

[5]何伟.建筑结构设计中建筑安全性提升策略分析[J].低碳世界，2017，（31）.181-182.