基于建筑与结构融合度提升的建筑结构设计创新研究

李超

摘要：社会进步不仅体现在文明上，而且体现在人类文明的各个方面，特别是建筑领域。随着人们对建筑需求的不断增加，建筑师有必要加强对建筑新功能的挖掘，加强建筑与结构的融合，创新基于建筑自身的结构设计。在结构创新方面，要满足建筑造型、功能和空间效果的要求。本文从建筑与结构一体化程度的提高出发，探讨了建筑结构设计创新的研究。

社会进步不仅体现在文明上，而且体现在人类文明的各个方面，特别是建筑领域。随着人们对建筑需求的不断增加，建筑师有必要加强对建筑新功能的挖掘，加强建筑与结构的融合，创新基于建筑自身的结构设计。在结构创新方面，要满足建筑造型、功能和空间效果的要求。本文从建筑与结构一体化程度的提高出发，探讨了建筑结构设计创新的研究。

一、结构设计中的创新

（一）结构设计创新中的概念化设计

对于建筑设计师来说，通过结构设计创新的概念设计分析，可以清晰合理地选择建筑结构体系，根据建筑的使用和需求，合理地选择建筑位置，建筑布局可以从多样性的角度进行分析，保持设计的合理化，这是建筑结构设计创新中概念设计的关键内容。

（二） 结构设计中的构件与细节设计

建筑结构设计的内容不仅体现在概念设计上，还体现在构件设计和细节设计上。在构件设计方面，建筑设计师应适当提高建筑结构的配置水平，合理选择构件尺寸。在这一过程中，结构设计人员应对构件的配筋进行分析，以确保在建设工程施工中，大部分构件配筋在结构配筋的范围内。

（三）结构设计与艺术设计的配合

对于建筑而言，建筑结构设计与艺术设计的融合程度决定了建筑成功的水准。成功的体系结构一般都有一个好的、实用的结构体系，并且根据不同的需求有不同的侧重点。建筑设计人员在进行建筑艺术和结构设计时，不仅要注意设计的美观性和艺术性，还要注意结构的安全性、经济性和合理性。

二、结构设计创新的意义

（一）提高建筑物的经济效益

在现代社会，建筑结构设计的创新具有重要意义，主要体现在：结构设计的创新能够在一定程度上提高建筑的经济效益。近年来，随着楼层高度的增加，越来越多的建筑物的需求将导致建筑墙体面积和支撑楼层柱的尺寸发生变化，这与墙体面积和主体结构的尺寸密切相关。相应地，结构的重量将继续增加，导致建筑物的地基承载力成为建筑结构设计的重要组成部分。由此可以看出，控制建筑物的高度，保证建筑物的每一层都能得到足够的光线，可以减少建筑物与建筑物之间的距离，从而控制土地利用面积。通过对建筑结构设计的创新和优化，可以对提高建筑的经济效益起到重要作用。

（二）提高建筑结构的实用与功能效益

建筑设计的主要任务是满足人们的生活需要，为人们提供一个舒适的环境。因此，必须满足以下两个方面的要求：一是抗震设计。近年来，世界各地不时发生局部地震。因此，针对不同地区、不同环境，必须重视建筑物的抗震结构设计。二是建筑方面的综合计算。面对资金、结构等不同方面，我们需要不断细化工程造价，只有这样才能有效地保证工作的顺利进行。

三、建筑结构设计的原则

（一）综合考量与减轻自重的原则

在建筑结构设计中，应遵循综合考虑、减轻自重的原则。在综合考虑方面，要结合建筑结构设计的实际情况，考虑建筑物的长期效益，在保证建筑物正常使用功能的前提下，降低施工成本。建筑结构设计的创新与优化应充分利用先进的建筑科学技术和设计经验，实现建筑结构设计的综合考虑，满足建筑工程结构的需要。在减轻自身重量方面，主要是减轻建筑本身的重量。在建筑结构设计阶段，应注意合理优化建筑工程构件，确保建筑工程抗震性能良好，自身重量輕，优化建筑结构自身重量。

（二）结合实际与合理受力的原则

在建筑结构设计中，应遵循现实与合理受力相结合的原则。在结合实际方面，建筑结构设计师应坚持从建筑的实际出发，从更全面的角度考虑建筑结构设计的各个环节和情况。比如，要从经济、气候、地质条件等方面明确哪些自然条件和环境会对建设项目产生影响，制定合理的建筑结构设计方案。在合理应力方面，主要从应力和对称角度分析了建筑物应力和变形的影响因素。根据受力和变形情况，选用具有一定抗力的建筑材料来改进建筑结构构件。

四、基于建筑与结构融合度提升的建筑结构设计创新研究

（一）建筑结构设计优化模型的建立与优化方案的选择

从建筑与结构一体化的层面，对建筑结构设计进行创新是十分必要的。在建筑结构设计中，有必要建立一个更加优化的建筑模型。模型建立后，确定了建筑结构设计方案：①在建筑结构设计中，设计参数的选择对结构设计水平影响较大，所以在选择参数时，要根据建筑结构设计的关键内容，明确建筑结构设计的总体工作量;② 在综合参数的基础上，确定目标参数，设计建筑结构的要求，优化建筑结构的设计方案。在选择建筑结构设计优化方案时，应从确定的优化方案中选择相对合理的建筑结构设计创新优化方案。

（二）建筑上部结构设计的创新与优化

在提高建筑与结构一体化的理念下，通过对建筑上部结构设计的创新，实现建筑结构设计的优化。上部结构设计优化是建筑结构设计创新与优化的关键。在上部结构的设计创新和优化过程中，要结合建筑结构的实际情况，做好建筑剪力墙的设计，从根本上保证建筑剪力墙的质量，使其分布呈现出均匀性的特点。上部结构的设计可以通过剪力墙总质量的均匀分布来优化。同时，外部环境可能会对建筑物的上部结构产生影响。通过对建筑设计结构的创新和优化，减少外部环境对上部结构的影响。即使在相对恶劣的环境中，建筑结构也不会出现严重的质量问题。

（三）严格按照建筑设计规范进行设计

设计规范的是为了有效地提高建筑结构的质量，减少安全事故的发生，降低安全风险。因此，设计人员必须严格遵守设计规范。在具体的设计过程中，很多设计人员会因为一些设计条件而忽略了建筑本身的设计规范，这是绝对不可以的，而且有很大的危险性，所以设计人员必须了解设计规范的重要性，如果在施工设计过程中，存在不符合提出并及时纠正相关规范的设计行为，以防止安全隐患。

五、结语

在现代建筑设计中，对建筑结构进行合理的设计，可以有效地节约建筑成本和建筑总成本，延长建筑使用寿命，为社会创造更多的价值。目前，仍有一些建设项目在工程建设中缺乏对建筑结构设计创新的重视。对此，本文研究从经济效益和建设成本的角度，分析了结构设计创新的意义，从综合考虑、减轻自重、联系实际、合理受力等方面阐述了建筑结构设计的原则，并着重从建筑结构设计优化模型的建立、优化方案的选择等方面进行论述，对建筑上部结构设计进行创新和优化，为提高建筑结构设计创新水平，促进建筑业发展提供参考。

参考文献：

[1]建筑结构设计中的创新与实践[J]. 丁洁民，张月强，张峥.建筑结构. 2019（19）

[2]建筑结构设计中存在的问题与解决对策分析[J]. 刘知己.科技创新与应用. 2018（15）