結構設計優(yōu)化在建筑結構設計中的運用

饒安

摘要：隨著市場形勢的不斷變化，對于建筑行業(yè)而言要求也越來越高，因此必須要高度重視建筑工程結構設計工作，優(yōu)化結構設計，才能進一步提升建筑物的質量，節(jié)約建筑成本，從而為建筑行業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益，給公眾營造更加安全、穩(wěn)定、宜居的住宅環(huán)境。本文對結構設計優(yōu)化在建筑結構設計中的應用進行了全面分析和論述，并提出了具體的優(yōu)化措施，以供參考。

關鍵詞：結構設計；建筑結構；設計優(yōu)化；應用；措施

隨著居民生活水平的提升和經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，公眾對建筑的功能和質量要求越來越高。如何滿足公眾需求，提供高質量高舒適性的住宅，提高公眾幸福指數(shù)，成為擺在建筑行業(yè)的重要研究課題。結構設計優(yōu)化理念的提出和深入推行，大大推動了建筑結構設計整體水平的提升，從而為企業(yè)發(fā)展和公眾生活帶來了更大的價值和意義。

1、建筑結構設計基本概念和內(nèi)容論述

1.1定義

建筑結構設計是指將建筑結構設計師所要闡述的觀點能夠用結構語言表達出來的一種理念、方法。結構語言，就是結構師把設計圖歸納、總結得出的結構元素。

1.2基本內(nèi)容

所謂的結構元素包括了建筑物的基礎、剪力墻、柱、梁、板等結構，以及其他各方向的抗力和承重體系，將建筑物的載荷用最直接的方法傳到地基上，就叫做建筑結構設計。.

1.3.基本原則

對于建筑結構設計要遵循基本的設計原則和要求，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）統(tǒng)籌協(xié)調性原則。在建筑結構設計中，雖然設計體系由不同部分組成，但是每個部分所起的作用卻不相同，在重要性方面更是存在程度之分，所以只有每個部分相互協(xié)調，才能使重要部分得到穩(wěn)固。

（2）安全防護為上原則。建筑結構設計的安全設計是環(huán)環(huán)相扣的。一旦發(fā)生外力侵襲，此時一切阻擋外力的部分將會相互協(xié)調共同作用。此時，如果只是注重其中一部分的建筑構造，而忽略整體的概念，就可能會造成嚴重的后果。安全防護做到步步結合，層層深入，從而可以充分顯示強大的防護抗震設計理念。

（3）剛柔結合原則。 在建筑結構設計體系中，應該實行剛柔結合的方式。根據(jù)結構承受力的大小，采取不同的建筑結構形式以減弱或防止建筑變形。一方面可以采取減少外力侵襲的措施，另一方面利用柔性變形釋放能量。

（4）關聯(lián)結合原則。在建筑結構設計體系中，各部分是相互關聯(lián)的，因為構造體系是將一切變化組織在一起的。從以往的多次事故了解到，關聯(lián)弱的建筑出問題占了多數(shù)。因此合理的構造體系絕對是視為一體的，以此大大地削減了了外力的入侵所造成的后果，力量在連接處層層消耗，處處減弱。而構造設計通過各種連梁、斜撐等措施，鞏固建筑結構，提高穩(wěn)定性和安全性。

2、進行建筑結構優(yōu)化設計的重要意義

隨著經(jīng)濟社會的不斷變化與發(fā)展，人們對建筑行業(yè)逐漸重視，新的技術以及理念也在不斷地被應用于其中，計算機技術的普及更是引起了建筑行業(yè)新的變革與發(fā)展。

建筑結構設計就是采取先進的設計手段及理念，在有限的空間范圍內(nèi)進行完整的、合理的優(yōu)化設計，將使用空間最大化，同時還要特別注意結構設計與構件之間，結構與結構之間的空間布局。這也是檢驗建筑結構工程師是否合格的重要標準之一。

想要讓建筑物完美的呈現(xiàn)其功能性和藝術性效果，就必須將建筑施工技術和建筑結構設計相互融合，相互協(xié)調，安全、舒適、經(jīng)濟、美觀及方便施工是建筑結構設計的目標。進行建筑結構設計優(yōu)化不僅可以讓建筑設計滿足經(jīng)濟適用建筑的條件，還可以滿足人們對建筑外部結構的美觀需求，比如讓建筑物的設計更加的合理，進一步的提高建筑物的的安全性，減少建筑施工中的成本支出。通常情況下，建筑物工程優(yōu)化的總體結構和建筑物的部分結構是建筑設計的主要內(nèi)容，同時，在進行建筑物結構設計優(yōu)化時設計要根據(jù)具體情況進行具體研究，保證最大化的提高建筑物的綜合效益。

3、結構設計優(yōu)化技術在建筑結構設計中的運用論述

結構設計優(yōu)化主要體現(xiàn)在建筑工程總體設計以及局部設計當中，在建筑建設分步設計中，結構設計優(yōu)化技術起到了至關重要的作用，對于結構基礎方案的優(yōu)化、建筑建設的優(yōu)化、圍護方案的優(yōu)化、結構設計的優(yōu)化等一系列優(yōu)化設計都離不開結構設計優(yōu)化的整體布局與設計，在整個優(yōu)化過程中，還要結合具體的實際工程情況，進行合理的分析與總結，將其設計優(yōu)化的整理理念可以充分體現(xiàn)在建筑結構優(yōu)化設計中，在滿足相關規(guī)定的前提下，進行經(jīng)濟效益的結構設計優(yōu)化，進而達到節(jié)約成本的目的。

3.1 概念設計優(yōu)化技術與建筑結構設計的有機融合

對于同一建筑方案，可以有許多不同的結構布置設計；確定了結構布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的，建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問題是計算機無法完全解決的，都需要設計人員自己作出判斷。而判斷只能在結構設計的一般規(guī)律指導下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行，這便是前面所說的概念設計。因此，概念設計存在于設計師對多種備選方案進行選擇的過程中。

3.2概念設計處理的實際建筑設計問題

在建筑結構設計中，很多外在因素是難以控制的，尤其是地震這種破壞力極強的自然災害，對于建筑結構來說，破壞性是不可估計的。因此在進行實際建筑設計時，必須充分考慮地質特征對建筑結構的影響，采用概念處理的原則進行合理的規(guī)劃設計，將其存在的危險因素降至最低。在進行建筑結構設計時，要充分考慮抗震性能因素，分析其建筑階段所受到的各種危險因素，采取合理的技術手段，在結構設計中注意剛度均勻、對稱的重要性，同時還可以采取延性的設計原則，它可以有效的應對地震發(fā)生時對建筑結構所產(chǎn)生的突發(fā)性破壞力，同時還能有效的減少部分地震力，消耗一定的能量，減少破壞。

總之開展結構設計優(yōu)化對于建筑結構設計而言至關重要，這就需要建設設計師結合實際情況和建筑需求，充分運用先進的設計理念進行探索、實踐和開發(fā)，從而打造適合每一個建筑物本身的設計方案，進而提高實用性、安全性、美觀性和經(jīng)濟性。

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