建筑结构设计优化解析

代亚东 徐亚东

摘要：本文通过对建筑结构设计的类型以及原则进行阐述，分析建筑结构设计过程中存在的问题，从而探讨建筑结构设计优化的具体措施。

关键词：建筑工程;结构设计;优化措施

现阶段来看，人们对于建筑有了更高的要求，包括建筑的规模、功能、内部设备以及外观等多个方面，在要求质量的同时，还要保证经济效益上的稳定，这对于建筑工程来说有着一定的难度。在科学技术以及全球一体化的发展情况下，已经有一些新型施工工艺以及材料应用到建筑工程中，并且起到了一定的作用，与过去的建筑相比，现阶段的建筑工程已经逐渐向智能化与自动化发展，许多机械设备的应用，大幅度的提高了施工的工作效率，降低成本上的投入，解决施工过程中的难题，但是与此同时，建筑市场的竞争也在逐步提高，在这种环境背景下，人们对于建筑有了新的要求，包括质量、功能和外观等多个方面，这就需要相关人员做好施工前的勘测以及设计，尤其是对于结构设计来说，如何满足消费者的需求，找到过程中存在的问题，并且做好优化设计是现阶段工作人员的主要研究方向。

1建筑结构设计中的分类

在建筑的结构设计过程中，可以分为上部结构设计以及基础设计两种，在具体的操作过程中，应该根据具体的类型对设计过程进行分类，可以分为以下几方面：1.1框架结构设计。框架结构是由建筑中的梁和柱共同组成的组装结构，从而承担房屋中的全部荷载。对于现阶段的建筑工程来说，一些高层建筑或者工业建筑在形式上有着一定的复杂性，普通的砖墙已经不能满足荷载过程中的要求，所以采用框架作为其中的承重结构。1.2剪力墙结构设计。剪力墙结构就是通过钢筋混凝土的墙板代替框架结构中的梁柱，从而提高建筑内部的荷载能力，并且控制结构过程中的平衡作用力，这种方式已经被广泛的应用于建筑中，对于建筑结构的稳定性有着一定的作用。1.3筒中筒结构设计。筒中筒结构设计是建筑结构设计中的一种，是由心腹筒、框筒以及桁架筒构成，通过不同筒结构中的内外作用力从而抵抗建筑中的水平承重力。1.4砌体结构。砌体结构就是指在建筑中通过砖墙来实现结构上的整体承重，构造柱以及横梁和楼板大多采用混凝土的结构形式，砌体结构也被称为是混合结构，在建筑设计过程中采用了不同的材料设计，大多应用于多层或者低层的建筑过程中。

2建筑结构设计中的原则

2.1保证合理的结构性能。在建筑设计的过程中，应该从建筑的整体性出发，明确建筑结构的基本性能，对于一个工程来说，在设计的过程中应该同时注意它的刚性强度以及柔性强度，要根据工程的具体信息以及应用功能进行判断，对于有些建筑来说，如果刚性强度过大，则会导致建筑在变形能力上的问题，从而会导致它的荷载重量变大，引起对建筑的局部损坏。但是如果柔性过强的话也会由于结构上的变化导致不能承受原有的荷载，甚至会引起建筑整体上的坍塌，因此，在设计过程中，设计师要找到其中的关键点，达到刚柔并济的目的，着力于建筑的整体来进行构思，寻找合理的建筑结构体系。2.2保证结构体系的安全性。在建筑结构体系的设计过程中，保证建筑的安全性是设计的主要原则，也是建筑施工中的重点管理内容，在结构设计的过程中，设计师应该注意对建筑性能上的加固，设置不同的安全防线，保证构件在安装过程中的稳定性，不能因为理论上框架结构的承重能力是大于砌体结构的，就盲目的进行结构上的选择，还是应该从建筑的环境等方面出发，考虑到自然灾害对它的影响，在设计的过程中，可以设置多道防线，因为在规划与设计建筑的结构设计中，绝对安全的设计构件和过程是不存在的，只有通过多种安全防护措施的建立才能降低危险发生的可能性，这样经过较长的时间，还能使建筑尽量保持原有的整体结构。2.3保证设计过程中的重点。现阶段来说，建筑在功能和规模上都有了一定的提升，在结构设计过程中多了很多复杂的工作，在不同项目设计中可能会出现交叉现象的存在，这时候设计师就要注意工作中的重点内容，明确什么部分才是结构设计中的主要承重，从结构的安全性去考虑，有的放矢的来确定不同构件的设计位置，从而减少施工过程中可能出现的损失，分清设计过程中的主次，协调好设计过程中互相之间的关系，把好质量关卡，从重点内容出发进行着重考虑。2.4保证设计过程中的高效性。对于结构体系的设计来说，它属于建筑的一部分，设计师在设计过程中，还需要注意它的高效性，要从建筑工程的整体来思考问题，明确结构施工图纸与计算过程中准确性的同时，还要保证它们的速度，在相关图表制作的过程中，可以通过借助一些先进技术来提高它的计算效率，从而保证土木建筑的工程进度，做到设计过程中准确性以及速度上的有效平衡。

3工程建筑结构设计中存在的问题

对于现阶段来说，人们对于建筑质量的要求是非常高的，而且还是在保证建筑功能的前提下，这对于建筑的结构设计来说也就提出了更高的要求，在这种情况下，需要对设计过程中存在的问题进行分析，找到合理的优化方式，从而提高土木建筑的市场价值。3.1地基设计方面的问题。地基设计是土木建筑设计过程中的基础，对于结构的安全以及稳定有着重要的作用，随着建筑承重能力的提高，在地基设计过程中也有了很多方面的压力。这也就导致在地基设计中，存在一些原则上的问题。3.2抗震设计存在的问题。在现代的建筑结构设计过程中，由于它的高度有着不同的特点，而且从城市发展来看，房屋建筑逐渐朝着高层建筑发展，在这种情况下，为了进一步提高建筑的稳定性，避免自然灾害对建筑结构上的影响，应该加强抗震方面的设计。现阶段来说，在抗震设计的过程中，仍然存在一些问题，主要体现在以下方面。3.3结构图纸设计中的问题。结构施工图是建筑中结构设计的重点内容，也是承重构件布置上的主要依据，在结构施工图中，对于建筑的材料以及规格等方面都有着标准的划分。在图纸设计的过程中，目前存在的主要问题在于基础平面图的绘制以及工程计算等方面的问题。

4建筑结构设计的优化措施

4.1地基结构设计中的优化。在建筑的地基设计过程中，设计部门的工作人员需要對现场进行实地勘测，根据相应的地质报告以及工程的主要信息，来确定在施工过程中建筑物的自重以及外界施加的压力，从而确定它的荷载范围，由专业的工作人员进行底面积的测绘以及计算，保证地基设计过程中的稳定性，避免由于外界压力导致沉降不均匀的现象发生。其次，还应该考虑在设计过程中的施工技术以及材料，以具体的工程为准，选择合适的地基处理技术，通常来说包括独立地基、浅地基以及深地基和桩基等，在材料的选择中，也要保证材料的强度等级，确定它的主要性能，保证在施工过程中的质量问题，对可能用到的钢筋进行计算，从地基的内部预应力进行考虑。4.2抗震设计中的优化。在建筑的抗震结构设计过程中，应该注意设计过程中计算数据的准确性，保证承重柱中横截面积达到一定的标准，在施工之前要进行预应力方面的测验，保证它可以承受住一定范围的外界作用力。4.3结构施工图设计中的优化。在结构图纸的设计过程中，设计师需要从图纸的应用角度来进行考虑，保证设计图纸的完整性，准确性以及灵活性。4.4加强工作人员的管理。对于结构设计过程中的工作人员来说，也要进行相应的优化措施。5结语

总而言之，人们对于土木工程中的建筑质量有了更高层次的要求，这也需要加强结构设计上的优化，从基本的设计原则出发，明确结构设计中可能存在的问题，从地基设计、图纸设计以及抗震设计等多个方面做好优化措施，加强员工的管理，从而提高结构设计过程的整体水平。

参考文献

[1]辛路.土木工程建筑结构设计优化分析[J].居舍，2019（7）：110，117.

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