建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析

梁國武

（中衡卓創(chuàng)國際工程設(shè)計有限公司太原分公司，山西 太原 030012）

1 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義

1.1 提高整體建筑的安全穩(wěn)定性

建筑工程設(shè)計的基本目標(biāo)之一是保證建筑的安全與穩(wěn)定，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須將安全性放在首位，通過優(yōu)化設(shè)計不僅可提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，還能提高整體建設(shè)質(zhì)量，將合理的材料用在合適的位置，提現(xiàn)建筑的效能，延長建筑整體的使用壽命。可通過優(yōu)化設(shè)計及時發(fā)現(xiàn)原來設(shè)計方案中存在的缺陷并進(jìn)行改正，此外還要通過合理的受力計算與分析及時發(fā)現(xiàn)受力不合理的地方并加以處理。

1.2 美觀度

設(shè)計者需要在建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上提高建筑的美觀度。現(xiàn)如今，房屋的功能不再僅局限于為用戶提供安全舒適的宜居場所，同時也需要給予用戶在視覺上的良好體驗，讓房屋充滿美感。在設(shè)計過程中，設(shè)計者既要考慮到大眾化的審美態(tài)度，同時也要兼顧少部分人群對美的追求，同時結(jié)合一些地域文化元素，在保證了建筑的結(jié)構(gòu)安全性和經(jīng)濟(jì)實用性的同時，在房屋原有基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，將房屋結(jié)構(gòu)本身具有的美感與新的藝術(shù)元素融合到一起，使之成為集美觀性、創(chuàng)新性于一身的現(xiàn)代化房屋建筑。

1.3 經(jīng)濟(jì)性

通過對實際情況進(jìn)行分析可以看出，房建工程結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。并且隨著建筑規(guī)模的提升，所投入的資金量也越來越大，各種材料的使用量也隨之出現(xiàn)了顯著提高。要想更好的節(jié)約施工成本，設(shè)計人員必須嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)性原則展開設(shè)計工作，選擇性價比更為優(yōu)秀的材料，這樣才可以在保證工程質(zhì)量不出現(xiàn)問題的同時，幫助施工企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計具體措施

2.1 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型和設(shè)計計算方案

在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時首先必須建立科學(xué)合理的建筑設(shè)計模型，控制各個參數(shù)的變化并根據(jù)試驗結(jié)果選擇合適的變量。另外，通過優(yōu)化設(shè)計提升結(jié)構(gòu)計算模型的科學(xué)性，對影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的各個因素進(jìn)行對比分析，對不合理之處加以改進(jìn)制定合理的計算方案，從而可降低結(jié)構(gòu)計算失誤，保證建筑結(jié)構(gòu)計算方案的科學(xué)合理。如選取合適的地震動參數(shù)、在計算模型中考慮梁端剛域與樓板翼緣計算梁的配筋等均是合理的經(jīng)濟(jì)設(shè)計措施。

2.2 建筑主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對主體部分進(jìn)行設(shè)計的時候，應(yīng)對建筑物的質(zhì)量進(jìn)行重點考慮，優(yōu)化設(shè)計應(yīng)建立在保障房屋建筑質(zhì)量與安全性的基礎(chǔ)之上。基于此，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，首先要考慮的問題便是確保建筑物的安全性，并在后期優(yōu)化設(shè)計中，致力于實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)承載性能的加強(qiáng)。對于建筑物來說，主體部分穩(wěn)定性的增強(qiáng)，是提高建筑物安全性的有效手段，其可以賦予建筑物在一定范圍內(nèi)抵抗惡劣環(huán)境的能力，使建筑物在地震、大風(fēng)等環(huán)境下具有安全性，避免一旦遭受惡劣外部條件建筑物便發(fā)生傾覆。對建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的時候，重點是對剪力墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確保剪力墻的整體穩(wěn)定性，重點是要使剪力墻質(zhì)量均勻，并讓建筑物的結(jié)構(gòu)重心、剛性中心重合，從而提高建筑物的整體穩(wěn)定性。設(shè)計師可以采取減少剪力墻數(shù)量、增加剪力墻程度的方式，來對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使剪力墻的穩(wěn)定性更高。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，往往會在剪力墻內(nèi)部設(shè)置大量鋼結(jié)構(gòu)，從而使剪力墻可以承受更多重量，提高剪力墻的穩(wěn)定性。但出于節(jié)能的考慮，需要對這部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在保證剪力墻穩(wěn)定性的前提下，盡可能地少使用鋼結(jié)構(gòu)建材。

2.3 針對建筑的使用壽命進(jìn)行優(yōu)化

房屋的使用壽命與房屋的建筑施工質(zhì)量有著密不可分的聯(lián)系。一般情況下，房屋建筑的預(yù)期使用時長長達(dá)七十年，但實際使用過程中，有部分房屋的使用壽命僅能達(dá)到四十年左右，主要原因還在于建筑開發(fā)商在施工過程中的態(tài)度較差，建筑質(zhì)量得不到充分保證。隨著高層建筑的流行，開發(fā)商必須要對建筑質(zhì)量給予特別重視，要嚴(yán)格按照原先設(shè)計好的圖紙進(jìn)行施工，同時要注重在后期加強(qiáng)對于建筑整體的保養(yǎng)與持續(xù)優(yōu)化，以提高建筑整體耐久度。

2.4 讓房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具體化

對于用戶來講，只有房屋的整體設(shè)計呈現(xiàn)出來才可以清晰明了，而用戶和設(shè)計人員溝通的過程中可能會有理解上的歧義等等，導(dǎo)致設(shè)計偏差大等情況出現(xiàn)，這樣會造成用戶產(chǎn)生不滿意的情緒，從而導(dǎo)致設(shè)計進(jìn)入瓶頸期。所以讓用戶最明白的方式就是將房屋設(shè)計的效果具體化，可以通過電腦一些軟件來幫助用戶呈現(xiàn)出設(shè)計后的立體效果圖，這樣用戶可以更清晰未來住宅的效果，也可以知道用戶是否滿意。大大避免了因為理解分歧造成的不可挽回的情況，以減少資金浪費(fèi)。

3 結(jié)語

綜上，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是為了完成既定的建設(shè)目標(biāo)對工程結(jié)構(gòu)提出了優(yōu)化方案的設(shè)計方法，將各種先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合起來使設(shè)計方案更加完善，使最終的建筑結(jié)構(gòu)不僅滿足基本使用功能，而且還提高了空間利用率、提高了對材料的利用，更加滿足宜居的要求。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，除了要對方案進(jìn)行完善，還要對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、整體布局以及抗震設(shè)計等進(jìn)行優(yōu)化，才能使打造出來的建筑更具有安全性、耐用性和經(jīng)濟(jì)性的特點。