优化建筑结构设计的措施

郭顺生

【摘要】在建筑建设中，建筑结构是整个建筑非常重要的一个环节，其好比是整个建筑的骨骼，能够对建筑的稳定性产生直接的影响。对此，就需要我们在建筑建设时能够做好建筑结构的设计工作。但是，在我们该项工作实际开展的过程中，却经常由于重视程度的不到位而对其中的部分问题存在着忽视的情况，并因此对整个建筑的结构设计产生了较大的影响。对此，就需要我们能够在对这部分容易忽视问题引起重视的基础上保障建筑质量。

【关键词】建筑结构；设计；优化措施

1 导言

在建筑结构设计的长期实践中，结构师在进行结构设计时通常更加注重控制侧向位移。对造成侧移因素进行分析发现，其影响因素不仅有房屋高度、水平荷载大小、结构抗侧刚度，且竖向构件不均匀沉降也是不容小觑的因素，而这一分析则要求设计师在进行建筑基础选型时做出更加全面的考虑。当前建筑物高度在不断提高，侧向力形成的倾覆力矩和剪切变形都会随之升高，建筑工程中的墙、柱在建筑设计中必须要求具有更高的性能，其在建筑结构设计中是极为重要的问题，需要给予高度重视。

2 设计建筑结构合理性所遵守的原则

2.1保证建筑结构基础设计方案的合理性

一般而言，高层建筑的地质条件是选择高层建筑结构基础方案的参考依据，这就要求高层建筑结构设计必须具备相应的地质勘查报告。高层建筑结构设计基础方案通常应确保最大化发挥地基的潜力，所以在设计时应该对高层建筑的结构类型、施工条件、荷载分布情况、与邻近既有建筑物的关联性等因素进行综合考虑，从而提出合理并且高效的高层建筑结构基础方案。

2.2保证建筑结构设计方案的合理性

高层建筑结构方案是否合理是根据高层建筑结构设计方案与结构体系和要求方式是否保持一致来判定的，在满足建筑结构需要的同时还要能够满足经济性的需求，对于结构体系的要求则是传力要简单化，受力明确化。结构单元相同的高层建筑物，其结构体系也应该是相同的。

3 对建筑结构优化设计理论的研究

建筑设计实质就是设计师在遵循美观实用等原则的前提下，根据建筑地区不同的情况进行综合利用，运用建筑学设计理论进行设计。就建筑学的设计理论而言，主要有两个体现部分：于建筑工程的结构设计、于建筑结构优化设计。房屋建筑工程结构优化设计包括了对内部结构细微部分的优化设计、对围护结构的优化设计、对房屋顶部的优化设计，还包括了工程造价方面对建筑造价的分析、对建筑物的受力分析以及对周围设施的布置等方面。房屋结构设计不仅需要在设计前期加以重视，还需要在施工和建设后期的关注。在进行具体建筑施工中，需要根据建筑的实际情况不断的改进方案选择最佳方案，将房屋建筑综合指数最佳的设计方案作为施工建筑的蓝本。现在的建筑设计环境对于设计人员来说是一项新的挑战和要求，因此，作为一个设计人员，要用于应对挑战，在设计的过程中不断的进行对比分析，从中选择出最优方案。在设计一些建筑的时候，设计师要根据自己学过的设计理论，在结合建筑当地的环境和建筑条件，遵循安全实用、大方美观、节省材料的原则，开展方案设计工作，从而达到房屋建筑的最佳效果。设计人员根据工程情况，在工程的过程中对方案进行具体设计和步骤的优化。在设计平面上，建筑物需要尽量保持对称，尽可能地缩小差异。

4 建筑结构设计中问题分析

4.1结构设计图太简单

实践证实，合理而完善的建筑结构设计图必须将建筑结构设计过程中涉及的每一个问题进行充分的展现，并且给予尽可能详尽的说明。建筑结构设计图中主要涵盖的设计指标有：建筑结构选用材料及裂缝控制等级；建筑结构抗震等级及活荷载限值；建筑结构体系及基础类型等。当前建筑结构设计中存在诸多设计环节不规范的地方，例如采取的图集没有更新，为作废图集；设计图中地下和地上结构层高、标高、梁柱编号等重要信息没有做出明确标识，结构图与建筑图相互矛盾，造成建筑施工现场作业活动不规范，出现施工随意，甚至混乱的局面，严重损害建筑项目的整体质量。

4.2不合理的基础选型

建筑基础选型的选取对建筑结构设计的实用性、安全性、合理性、科学性有着至关重要性的影响。当前部分建筑工程在基础选型方面不够合理，其中表现最为突出的则是高层建筑，部分高层建筑中基础选型存在地基承载力不足，地基承载力和建筑变形要求的地基承载力存在差距问题。不合理建筑基础选型会引起建筑工程选用地基地质无法正常调节不均匀沉降，该问题严重时将导致建筑工程整体安全系数下降，并可能面临安全风险。而通常情况下将会导致建筑工程质量降低，建筑寿命缩短，对建筑工程本身和相关利益方造成严重经济损失。

4.3盲目追求低含钢率

随着社会经济的不断发展，建筑工程的相关利益方越来越重视建筑工程的“可持续”性，而部分建筑商为树立自己口碑或追求更大经济效益，盲目追求建筑工程的低含钢率，而这一做法具体则表现为在建筑结构设计中盲目降低钢材的使用，这一做法将导致建筑工程面临安全隐患，从而最终影响到建筑工程相关利益方的最终利益。

5 优化建筑结构设计的措施

5.1不断加强剪力墙的优化设计

其中连梁是剪力墙设计的重点，这就要求我们将联肢墙的应用重视起来，联肢墙是利用连梁之间的各个墙通过连接形成，把墙肢的约束条件增加了。这种设计不仅可以有效的提高建筑物抗震能力，还使墙体的各个部分得到了更多的内力，虽然在具体施工中会造成一定建材的浪费，但是其所取得的效果是显而易见的。另外，当我们对建筑结构进行设计的时候，还要在保证结构刚度和变形要求的同时，从经济方面和抗变形等角度进行综合的考虑，这样才能做到最优化。

5.2要求设计人员要重视细部的优化

设计人员在注重整体结构协调的同时，也经过将细部结构设计重视起来。如在现浇板设计工作中，我们可以将异形板划分为方形版，这样就可以使得建筑物受力均匀，避免日后出现断裂现象。如在建筑基础设计中我们应该选取冷轧钢筋作为材料，这样既可以提高建筑的抗震性能，又可以有效的减少钢筋使用数量，降低成本投入。

5.3统筹分配和优化利用建筑材料

建筑结构设计中，统筹分配和优化利用建筑工程中需要的各类建筑材料同样至关重要。选择建筑材料要充分考慮建筑材料的工作环境和受力特征，同时必须选择使用性具有保障的建筑材料，也即建筑材料具有稳定的性能指标，能够确保建筑材料长时间使用中不出现刚性、韧性等影响建筑工程质量的指标急剧衰减。例如墙、柱为竖向压弯构件，砼强度等级尽量考虑采用C30以上较高的等级，而梁构件为水平向受弯构件，砼强度等级则不必那么高。梁、墙、柱中的钢筋则都应采用高强、高性能的钢筋，规范中的最小配筋率为最低要求，实际结构设计中梁、墙、柱配筋应按计算适当提高，具有一定的安全储备。当然在确保经济性和实用性平衡的情况下，建筑材料的选择也应该考虑建筑材料的外观特征，从而为建筑工程整体价值的体现做出必要贡献。统筹分配和优化利用建筑材料的基本原则，第一是物尽其用，第二是优化使用效果。建筑结构设计中设计师对建筑材料的选取，要尽可能做到性能对比、经济对比，从而确保实现建筑结构设计的整体质量。

结束语

总而言之，不断优化建筑结构设计，不仅可以有效提高建筑的功能性、安全性、稳定性，还可以充分的满足人们的审美要求。所以，我们作为新时代发展下的建筑结构设计工作人员，在设计工作开展过程中不断创新设计理念、创新设计方法、设计技术，实现建筑结构的优化设计。

参考文献

[1]宿宗英，赵丽艳.在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].科技资讯，2010，（20）.

[2]劳健荣.浅析在建筑结构设计中提高安全性[J].知识经济，2011，（13）.