浅谈建筑结构设计优化与把控

赵亚威 王松领

商丘市弘基建筑勘察设计有限公司

浅谈建筑结构设计优化与把控

赵亚威 王松领

商丘市弘基建筑勘察设计有限公司

近些年，随着大家收入水平的不断提升，对生活品质和居住环境的要求越来越高，而市场原材料价格及人工成本一直在涨，开发商利润越来越薄。开发商若想一味迎合人们对房屋的胃口，通过增加建设资金的投入是最直接的办法，然而这样会导致地产公司无法获取更高的利润，甚至影响整个公司的资金链运作。因此选择通过优化技术来降低建筑结构设计的成本，达到提高经济效益的目的。文章重点对房屋结构设计中的建筑结构设计优化做阐述，以分析建筑结构设计优化方法运用的重要性。

建筑结构；设计优化；方法

在建筑行业市场竞争力日趋激烈的同时，建筑企业所面临的压力及挑战也是巨大的，为了能够最大化的提高企业实力，抢占市场份额，将建筑结构进行优化设计可刻不容缓的，只有这样从能从根本上为房屋建筑提供安全性保障，同时建筑外观也能呈现出更加美观的优势特点，观赏性也相对增强。在房屋建筑施工中，将结构进行优化是必不可少的，而合理有效的优化方案不仅能够提高建筑物的安全性及稳定性，更能够降低施工成本，从而提高企业经济效益。

1 建筑结构设计优化的必要性

在房屋结构设计过程中，使用合理的优化设计方案，不仅能够提升建筑物的使用价值，还可以同时实现建筑物的经济价值和环保价值。在优化设计方案中，节省建筑单位的资金投入，降低建设成本。建筑优化设计与传统的建筑设计相比，能够为企业带来更好的经济效益、为用户提供更好的使用体验。通过优化配置建筑施工过程中的各种资源，如建筑材料、结构布局，实现结构布局的有效结合，共同发挥更优作用，建筑物的面积随着建筑物层数的增加而增加，而要想保证建筑物的良好设计效果、稳定性和可靠性，建筑物的单位面积造价也会随之升高。通过建筑结构优化设计，便可以在这些因素之间找到协调点，实现最佳的方案设计。

2 建筑结构优化设计的方法

2.1 选择合理的结构体系

类型建筑结构体系的选择，对项目建设有着重大的影响。较为常见的结构设计类型有如下三种：(1)剪力墙结构，这种结构形式常见于高层住宅建筑，这种结构形式相比短肢剪力墙的抗震级别要高，轴压比也有优势，比短肢墙构造钢筋使用量要省。(2)框架结构，具有大开间、布局灵活性强和工期短、主体造价成本上的优势。(3)框架一剪力墙结构，即在框架结构中合理进行一定数量剪力墙的布置，这种结构合理，适用能力强，而且能够应对各种不同的变形压力，是一种抗侧力较好的结构。这三种结构体系各具优缺点，在选择结构体系的时候，不能片面认为造价最低的方案就是最科学合理的方案，而是我们必须结合建筑使用上的功能需求，以及甲方的投资预算和施工技术等多方面条件进行结构体系的综合比较与分析，将投资与收益相平衡，根据工程的客观实际情况选择最为合适的结构体系。

2.2 结构模型的设计

(1)选择变量。设计师在实施建筑结构设计优化时，能够把所有影响设计方案的数值作为设计变量，比如项目目标控制参数与限制参数等。假如设计师选取影响原因少或者改变的幅度相对小的参数作为变量，将会使房屋建筑在结构设计、计算和编程等方面工作的难度降低，帮助设计师找到满足设计需求和目标的有关数据。

(2)确定目标函数。在实施构造设计优化的时候，相关人员一定要找寻一组可以满足有关预定条件的截面相关几何尺寸、钢筋的截面积和相关的失效概率函数，达到项目造价最小化。

2.3 概念设计与细部结构设计优化相结合

在缺乏详细数据的情况下，我们可以通过概念设计的方法来实现设计的优化。例如，在对建筑物的抗震能力进行设计时，因为地震的强度是不确定因素，我们无法找到与之对应的计算方法，因此，就可以引入概念设计的方法，将数值作为辅助依据。并在设计过程中结合结构设计优化的方法，从而使优化设计达到最佳效果。此外，在设计过程中，设计人员必须对结构的西部进行优化设计，例如，在进行现浇混凝土施工中，异形板料的弯曲部位十分容易开裂，为此，我们可以将其简化为矩形板，再选择钢筋，这样就可以降低凝土开裂的概率，既能满足建筑物结构的基本需求，又能够实现安全和经济的目标。

2.4 基础结构设计优化

房屋基础结构直接影响到房屋构造的整体作用与稳定，所以在基础构造设计程序中要全面运用建筑构造设计优化方法。对地基地质、桩基种类、基础构造等方面的设计实施全面地控制，科学确定桩基项目的方式，掌握桩身长度与直径，优化基础构造的方案，对基础结构、施工技术与资金投入的平衡点进行确定。在全面实施建筑结构设计优化的基础上，提高与确保房屋整体构造强度、结构稳定性。

2.5 节能结构设计的优化

节能结构设计的优化需要以绿色建筑理念为基础，并主动运用设计学中的方法。主要内容：①为了使房屋具有优良的采光性，要结合项目所处的地理部位、气候条件和当地城市规划的现实状况和要求，实施针对性的选择建筑的朝向。这样房屋不但能够确保可以接受到更为合理的阳光照射，也为室内通风奠定了更为坚实的硬件基础；②对于建筑的美观，尽量不要和寒风呈90°。这种做法不仅能够最大程度的降低热量损耗，并且可得到高效节能的优良效果。

综上所述，对房屋建筑结构实施设计优化的时候，不但要对建筑本身的作用给予保障，还要使工程投入的资金可以有效地控制好。开发商和建筑企业，不能对建筑结构设计优化带来的经济效益予以太多的关注，在寻求经济利益经过中绝对不能够经过降低质量规范，削弱技术功能和缩减建材等形式。

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[2]胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居(下旬刊)，2013，04：45-46.

[3]周宏伟.刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].四川水泥，2014，12：283+286.