建筑结构设计的优化策略范文

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摘要：

随着人们生活水平的提高，人们对建筑工程的要求也越来越高，房屋结构不仅要有实用价值，还需要有审美价值。本文就对建筑结构设计的优化策略及其在建筑结构设计中的有效运用进行探讨。

关键词：

建筑结构设计；优化策略；有效运用

随着经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，对住房的要求不仅注重实用性，还注重住房的功能性和安全性以及它的欣赏性。这就对建筑结构设计人员提出了更高的要求，在进行结构设计时，要综合考虑到结构高度、结构材料、结构质量和结构设计等方面[1]，从而优化建筑结构设计方案。

1优化建筑结构设计的概念及意义

1.1优化建筑结构设计的概念所谓建筑结构设计优化就是设计者在运用力学理论的时候，运用结构优化设计方法，把包含其中的因素看作不定的变量，从而形成一个结构设计优化方案域，然后，设计者利用数学思想和方法对这个方案域综合分析和论证，最终形成一个具有可行性的设计方案。建筑结构设计概况见表1。

1.2优化建筑结构设计的意义对建筑结构设计进行优化，对其在建筑结构中的有效运用意义重大。在提高建筑实用性、功能性和欣赏性的同时，还能对工程造价进行有效的控制。在保证建筑结构的科学性、安全性和可靠性的基础上，用最低的成本和最少的投资即可获得最大的利益，这对建筑商来说，是最为有利的。与传统房屋结构设计相比，我们可以看出：对建筑结构设计进行优化，能够使建筑结构内部的每个部分得到协调，并能发挥利用材料的最大限度，从而减少建筑的工程造价。总之，它能在保证建筑结构设计安全可靠的基础上，保证建筑结构设计中的经济性和实用性。

2优化建筑结构设计原则

2.1体现绿色环保理念随着社会的进步，我国提倡环境友好型社会这一理念，人们对环保的意识逐渐提高，建筑行业在这方面也相应的出台多种节能环保的规章制度。在建筑结构设计的优化环节，可以采用绿色环保的原材料，一方面保障人们居住的安全性，另一方面也减少环境污染；同时，也可以对材料二次利用，“变废为宝”，减少工业垃圾的产生。

2.2保证结构设计优化的安全性在结构设计的优化环节中，最为重要的就是安全保障。选择具有可行性的建筑结构设计和有质量保障的建筑材料，是结构设计优化环节中要考虑的最为基本也是最为重要的因素。

2.3注重优化结构设计中的经济性在保证建筑结构设计安全性的基础上，注重结构设计中的经济性。当前我国倡导建设资源节约型的社会，在建筑结构设计环节中，需要考虑如何降低成本，减少资金投入，同时保证建筑结构设计中的安全性。

2.4注重优化结构设计中的功能性随着人们生活水平的提高，相应的，人们对住房提出了更高的要求。建筑结构的优化设计就是为了满足住户的需求，为住户提供优质舒心、集实用价值和审美价值于一体的建筑。

3建筑结构设计优化策略

3.1优化设计中的材料对材料的最大限度的利用就是对建筑结构材料的优化。在选择材料时，要对材料的性能、质量指标等各方面都要有一定的了解，选购时秉承物美价廉的理念，一方面能使材料发挥它的使用功能，提高房屋建筑质量，另一方面还能减少资金投入，节约资源。当然，材料的选择也要考虑到它的可操作性，保证建筑工人在施工过程中能够安全操作。

3.2优化设计方案一个最优的设计方案和一般的设计方案在同样完成房屋性能的情况下，成本能相差13~22%，可见不同建筑的设计方案对建筑成本的影响是很大的。建筑的户型、楼层高度和楼层层数、房间大小等都是影响设计方案的关键因素，在多个设计方案中，要仔细论证分析，选出一个最优的方案。在进行方案设计时，不同项目所占的投资比例也不相同，所以在优化环节中要有侧重点，不能一概而论。

3.3选择最佳基础形式建筑工程的基础形式是建筑施工顺利进行的前提，对建筑工期和建筑工序有着重要影响，所以选择一个合理、优质的基础形式很有必要。据相关统计，建筑基础形式在房屋建筑的投资成本中占到28%，而且我国房屋建筑主要是指高层或者超高层的建筑，基础机构的造价与地质条件也有一定联系，进一步说明对于地基的选择尤为重要。因此，在建筑结构设计的优化环节中，要选择最佳的基础形式。

3.4选择最优结构形式不同的户型有不同的优势，应该根据不同地区的实际情况，综合考虑不同的结构设计方案以及楼宇的抗压性、抗震性，还有建筑优化的经济性等，才能建造出安全系数高、功能性强、成本低的建筑物。根据一般经验，对于7层以下的建筑物，混凝土用量相对少；7~12层的建筑物，最好采用框架结构，设置抗震剪力墙，在节省材料的同时，也能保证建筑的安全系数；12~20层及其以上的建筑物，也应采用框架结构，但需要在合适的位置设置刚性筒体，保证房屋的安全性，同时也能最优化的使用材料[2]。

3.5选择合理的构建截面构建截面对后续工作中建筑材料的投资成本有很大影响。比如：在建筑结构的设计中，如果构建截面的尺寸增大时，配筋率会相应的减小，钢筋的用量会减少，但混凝土的需求量就要增多；相对的，如果构建截面的尺寸减少时，配筋率会相应的增大，钢筋的用量会增多，但同时，混凝土的需求量就会减少。所以在建筑设计的优化过程中，要选择一个最合理的构建截面，从而降低投资成本。

3.6有效控制配筋率目前的建筑一般是高层或者超高层建筑，对钢筋的需求量很大，同时钢筋的价格也在不断的上涨，这就说明在建筑设计优化过程中，需要考虑钢筋材料的成本这一问题。合理控制配筋率，在保证建筑结构安全系数高、抗压能力强的同时，也能控制钢材的使用量，从而降低投资成本，优化建筑结构设计。

3.7成本设计管理过去，我国的建设资金以国家财政拨款为主，当时物价比较稳定，时间的变动不影响资金的价值，建筑结构的成本计算一般采用静态的算法[3]。但随着经济的发展，物价变动幅度逐渐变大，建筑工程的成本每年都在发生变化，建筑企业需要有一套完整的动态管理系统来完成对成本的控制，才能建筑结构的设计达到最优。

4建筑结构优化策略在建筑结构设计中的有效运用

4.1直觉建筑结构优化和结构设计建筑设计形式多样，建筑的布局及其户型也千差万别。在实际操作过程中，建筑结构设计的参考数据和建筑结构抗压数据都是变动的，就算已经确定了户型和具体结构设计方案的建筑物，人们也可以采用不同的分析方法对建筑结构设计中的不同环节进行分析。计算机虽然具有操作快捷、计算精确的优势，但却并不能智能的应对各种现实问题，必须依靠专业的建筑结构设计人员根据实际情况进行研究和分析，结合工作经验对设计中的每个环节进行评估，这样的设计方案才有现实意义，有可行性和可操作性。

4.2直觉优化设计过程的问题研究在具体的建筑结构设计过程中，要全面考虑各种可能出现的突发状况，比如地震等自然灾害等，这些因素的出现可能会降低建筑物的安全性和可靠性，所以在进行结构设计时，要严格遵守设计优化的相关原则，提高建筑物的安全系数和抗压防震能力，从而减少灾害对建筑物的损伤。另外，建筑结构设计进程中也要跟随科技的进步，合理运用先进前沿的相关技术，进一步提高建筑物的稳定性。

5结束语

优化建筑结构设计，对住户来说，满足了他们对建筑实用性、功能性、欣赏性等方面的要求；对建筑商来说，可以减少工程造价，降低投入资金，从而获得最大收益。在实际过程中，建筑结构设计人员要严格遵循优化原则，在保证建筑物安全可靠的情况下进行结构设计的优化。

参考文献

[1]胡卓文.建筑结构设计优化策略的实际应用[J].建材发展导向（上），2014，8（6）：200~201.

[2]李增林，张传花.探析复杂建筑结构设计的预应力优化策略[J].新材料新装饰，2014，6（8）：535.

[3]郝永超，胡继友.建筑结构设计中的优化策略分析[J].建筑工程技术与设计，2014，3（18）：207.

作者：刘剑锋 单位：广东省建筑设计研究院