纵论建筑结构设计中应如何进行技术优化

赵鹏

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

近年来，我国社会经济快速发展，人民生活水平不断提高，对建筑工程的安全性、稳定性、美观性以及节能环保性能都提出了新的要求，因此，在建筑结构设计工作中，也要以绿色建筑的发展理念为指导，通过技术优化提升建筑结构设计的水平和质量。建筑结构设计人员应严格遵守相关设计规范要求，科学运用优化技术，对建筑整体结构、平面结构、承重结构以及细部结构等各个设计环节进行技术优化，同时，应根据新型建筑给排水以及电气系统的要求对建筑结构设计方案进行优化改进，以适应现代建筑多元化功能的要求。此外，在建筑结构设计技术优化中，还应充分考虑建筑外观的美观性等因素，进一步优化建筑结构设计方案，推动我国建筑行业向绿色可持续性发展方向升级转型。

1 对建筑结构设计中进行技术优化的重要性分析

现代建筑工程对结构的稳定性和安全性有更高的要求，因此需要通过技术优化提高建筑结构设计质量，使建筑结构设计更加科学，其平面布局更加合理，以确保结构受力的平衡性。通过技术优化可以提高建筑结构设计的经济性，在保证建筑结构安全的基础上降低工程造价，创作更大的经济效益。此外，通过技术优化还使建筑结构设计与建筑外观的美观性要求相互协调统一，以实现现代社会的审美要求，并丰富建筑结构的功能，从而全面提高建筑结构设计的水平。

2 建筑结构设计中技术优化要点分析

2.1 建筑整体结构设计技术优化

建筑工程整体结构设计是建筑结构设计工作的核心环节，其设计质量和水平将对建筑工程结构的抗侧能力、抗震能力以及对资源的消耗程度等产生重要的影响，因此，在设计实践中应不断总结实践经验，按照设计规范要求对设计方案进行技术优化。目前，在建筑国内工程整体结构设计中大多采用的是框架结构、短肢剪力墙结构以及框剪结构等结构类型，其中框架结构设计需要采用较大截面的墙柱结构，会影响建筑工程内部空间的利用率。而短肢剪力墙结构对建筑材料的消耗相对较少，且能够有效提高建筑工程整体结构的抗震性能。框剪结构则能够广泛适应多种环境条件下的建筑工程结构设计要求，且其抗侧性能以及抗震性能较为突出。不同的建筑工程结构形式的性能特点存在一定的差异，设计人员应根据建筑工程的具体情况，通过对各项影响因素的综合分析对建筑工程整体结构设计方案进行技术优化，以提高建筑结构的安全性和稳定性，降低工程造价，使建筑工程项目能够实现更大的社会经济效益。

2.2 建筑平面结构设计技术优化

设计人员在对建筑工程平面结构设计方案进行技术优化时，应积极应用专业模型构建以及结构设计软件，以提高建筑工程平面结构设计的合理性和可行性。利用三维建筑技术以及专业结构设计软件可以更好地对平面结构设计中所需要考虑的如建筑烈度要求、抗震要求、整体受压以及局部受压等因素进行综合性的分析，为荷载道短以及截面抗震验算等设计工作提供便利，从而达到优化建筑工程平面结构设计的目的。

2.3 建筑基础结构设计技术优化

建筑基础结构设计对保证建筑结构的安全稳定以及控制工程造价均会产生较大的影响，因此，要对此环节进行技术优化。目前，在建筑工程基础结构设计中，桩基础结构被广泛应用。比较常见的桩基础主要包括预制桩以及灌注桩等类型。其中灌注桩虽然能够较好地满足建筑基础结构承载上部荷载、总重控制以及沉降控制要求，但是，其施工工期相对较长。而预制桩由于可以采用工厂化方式进行批量规模生产加工，所以其施工效率较高，能够有效加快施工进度。设计人员应根据建筑工程的实际情况以及工期要求等优化选择相应的桩基结构。同时，为了适应建筑深基坑的要求，合理控制作用于桩身以及桩端部分的地基土压力，设计人员还应优化设计桩身长度，以降低摩擦阻力，提高桩身结构的稳定性。此外，在建筑基础结构的桩位设计中，应尽量即将轴线桩设置于建筑剪力墙结构的下方，以达到控制底板厚度以及减少钢筋等资源的消耗量的目的，从而实现对建筑基础结构的技术优化。

2.4 建筑承重结构设计技术优化

承重墙是建筑结构中的重要组成部分，其结构规模以及设置数量的合理性将对建筑工程整体结构的安全性、稳定性以及建筑空间的利用率等产生较大的影响，因此，需要对建筑承重墙结构设计进行技术优化。在建筑承重墙结构的设计实践中，应采用具有及较高稳定性和强度的建筑材料提高承重墙结构的抗压能力以及抗震能力。同时应优化承重墙的设置数量以及结构规模，虽然较大较多的承重墙设计能够提高建筑结构的稳定性和安全性，但是会影响建筑室内空间利用率，且较不美观，不符合现代建筑结构设计理念，所以在设计实践中应在保证建筑结构安全稳定的基础上将其结构规模适当减小，并提高墙体结构的抗剪能力，从而兼顾建筑结构设计在稳定性以及美观性等方面的要求，达到技术优化的目的。

2.5 建筑细部结构设计技术优化

在对建筑工程结构设计进行技术优化时，还应高度重视对建筑细部结构设计的优化。在设计实践中可以采用多个矩形板拼接方式处理异形板，以提高结构受力的平衡性，并减少拐角缝的存在。同时，在建筑框架抗震墙的结构设计中，如需使用冷轧带肋钢筋材料时，应对钢筋用量进行合理控制，以便于后续的施工操作，并达到降低工程造价的目的。设计人员应积极应用三维仿真模拟等先进的信息技术对建筑细部结构设计进行优化，通过计算机软件构建三维模型能够对建筑细部结构设计效果进行直观准确的呈现，从而使建筑细部结构设计优化更加便捷。

2.6 建筑结构设计美观性技术优化

随着我国社会经济的发展以及人民生活水平的提高，对建筑工程设计也提出了新的要求，在保证建筑结构安全稳定的基础上，还应兼顾建筑外观的美观性，以满足现代社会对建筑结构设计的实际需求。因此，在建筑结构设计实践中，设计人员应充分考虑建筑外观的视觉效果要素，将现代审美元素融入建筑结构设计方案中，对结构设计方案进行技术优化，通过应用先进的设计手段妥善协调建筑结构与外观美观性之间的关系，以取得二者的平衡性，实现建筑结构设计技术优化目标，创作出富有现代建筑风格的结构设计作品。

2.7 根据建筑给排水技术要求优化结构设计

给排水系统是现代建筑工程中不可或缺的组成部分，因此在对建筑结构设计进行技术优化时，应充分考虑建筑给排水系统的技术要求。给排水系统往往需要使用较多的机械设备以及管网设施，这些设备客观上加大了建筑结构的荷载，其在施工时经常会对建筑梁柱结构造成破坏。为了保证建筑结构的安全性和稳定性，并确保给排水系统能够正常运行，在建筑结构设计中应优化给排水设施的布设位置，并科学布设预留孔洞以及预留空间，尽量避免在后期施工时给排水管线贯穿对建筑梁柱结构的影响。对预留孔洞以及贯穿墙体应采取必要的加固处理，以确保建筑结构的稳定性。

2.8 根据建筑电气系统技术要求优化结构设计

现代建筑中涉及的电气设备较多，电气系统较为复杂，电气管线以及设备安装均对建筑结构设计提出了较高的要求，同时，高层建筑中电梯等系统安装对建筑结构的荷载计算以及空间布局等都会产生较大的影响，因此，需要对建筑结构设计方案进行技术优化，以适应建筑电气系统的实际要求。例如，在建筑结构设计中应优化梁体以及墙体结构厚度，合理预留孔洞位置，以便于后期电气管线的安装。此外，还应根据电梯特点对相关建筑结构进行技术优化设计，以确保电梯运行安全等。

3 结语

在现代建筑结构设计工作中，应运用现代化的结构设计理念以及先进的技术手段对建筑结构主体、平面、细部以及各相关结构设计环节进行优化。同时，在建筑结构设计中还应结合现代电气系统技术要求、给排水系统技术要求等优化建筑结构设计方案，完善建筑功能。此外，现代建筑结构设计还应充分考虑建筑外观美观性要求等要素，通过对设计方案的技术优化全面提高建筑结构设计的水平和质量，使建筑工程更加安全、稳定、美观且具有较高的经济性和美观性，从而推动我国建筑行业的现代化发展。