建筑设计中结构设计优化的应用范文

摘要：随着我国经济建设的不断深入，建筑行业获得了良好的发展机遇，建筑工程数量与规模正在不断增加。在建筑工程设计工作中，结构设计优化发挥着关键作用，做好建筑结构设计优化，不但能够提高建筑工程的性能，而且能够节约施工成本，提高经济效益。本文将对建筑施工结构设计优化意义以及内容进行分析，探讨建筑结构优化设计基本原则与方法。

关键词：建筑结构；设计优化；建筑设计；应用

1前言

在建筑结构设计中，对设计进行合理的优化能够使建筑工程具有更好的性能，并且有利于施工成本控制，获得更高的经济效益。在目前的建筑行业中，市场竞争愈加激烈，为了能够在市场竞争中获得良好的发展，建筑企业需要在建筑工程设计中应用结构设计优化，在保证建筑工程性能满足使用要求的前提下，尽量降低施工成本，获得更高的经济效益。

2建筑结构优化设计的必要性

在建筑工程中，建筑结构优化设计能够在保证质量的基础上，增加建筑结构的舒适度、安全性以及经济性。因此，建筑企业有必要进行建筑结构优化设计，充分应用建筑设备与材料的功能，有效的降低建筑成本，获得更高的经济效益。与此同时，还能够结合房屋的结构层次系统，促进建筑质量的提升，提高建筑安全性。不但能够满足现代人对于房屋设计的心理需求，而且还集审美、实用、生态以及经济等价值于一体，保证建筑行业的可持续发展。

3建筑施工结构设计优化内容

3.1结构的概念优化设计

结构的概念优化设计主要包括结构体系的选择、建筑场地的选择、建筑外形、建筑布局的合理化。选择合理的体系，采用尽可能规则的平面形式，避免大开洞和大悬挑，以及立面刚度突变，这些不仅可以提高结构的安全性能，也是结构设计、结构优化设计的重中之重，对节省建造成本尤为重要。

3.2主要构件的优化设计

主要构件的优化设计主要包括结构的布置、建筑材料的选择、构件尺寸的选择、钢筋配置的合理化。一个合理的结构设计其大部分构件配筋都应该是在合理的构造配筋范围内。如果设计者不理解规范的意图，通过盲目加大材料用量来解决安全问题，不但不能使结构更安全，实际上的作用则相反。

3.3细部节点的优化设计

细部节点的优化设计主要包括立面线脚、挑檐、圈梁、压顶的设计优化，往往会被设计人员忽视。但其却也是建造成本的重要做成部分，必须对其进行严格控制，避免出现额外浪费。

4建筑结构优化设计基本原则

4.1建筑平面布置产生规则结构效应的原则

建筑结构优化设计需要坚持建筑平面布置产生规则结构效应的原则，因此，在建筑结构的优化设计的平面布置中，必须提高其布置方案的合理性，确保其能够产生规则结构效应

4.2提高建筑舒适度的原则

建筑结构优化设计不但要保证建筑的功能得以发挥，而且需要满足人们对建筑舒适度的需求，为人们提供舒适的生活环境，使建筑受到更多人的喜爱，有利于建筑价值的提升，为建筑企业带来更高的经济效益。

4.3建筑结构整体安全度原则

在建筑工程中，建筑结构的整体安全度是影响建筑的质量与安全。因此，在进行建筑结构优化设计的过程中，必须提高建筑结构的整体安全度，保证建筑结构受力的合理性，解决建筑结构中存在的安全隐患。

4.4不同构件采用不同的安全系数的结构优化原则

在建筑结构优化设计工作中，为了提高建筑结构的安全系数，需要对不同构件采用不同的安全系数，通过这种方式实现建筑结构安全系数的优化。因此，需要对围栏、墙体、支柱等重要结构周边的环境进行详细的调查，确定这些结构的安全系数，保证建筑结构的安全性。

5分析建筑结构设计优化方法

5.1建立建筑结构设计优化模型

建立建筑结构设计优化模型，是建筑结构设计优化的主要方法之一。在模型建立后，可以应用科学的计算方法确定建筑结构设计优化方案。在建立建筑结构设计优化模型的过程中，必须做好以下几方面工作：首先，选择合适的设计变量参数。一般情况下，设计变量参数的选择是影响建筑结构设计的关键因素，因此，选择的设计变量参数应尽量降低建筑结构优化设计中的工作量。其次，确定合适的目标参数。只有确定有效的目标参数，才能获得最佳的建筑结构设计优化方案，并保证建筑结构优化设计符合相关规定。

5.2选择结构优化设计方案

选择结构优化设计方案，能够确定建筑结构设计优化的具体措施。在选择结构优化设计方案的过程中，必须充分考虑建筑结构特点，通过结构结构设计软件进行计算对比，并且选择最佳的优化结构计算模型，确定建筑结构优化设计的最终方案。

5.3上部结构设计优化

在建筑结构设计优化中，上部结构设计优化发挥着十分重要的作用，在对上部结构设计进行优化的过程中，要做到剪力墙质量均匀，确保对称楼层平面与楼层结构中心重心重合，有效的减少自然灾害对建筑结构的影响。在条件允许的情况下，应尽量采用大开间剪力墙构造，适当增加剪力墙的墙肢长度，减少墙肢数量，节省混凝土的使用量。但是，在地质条件较差的情况下，如果对建筑抗震性有较高的要求，应避免采用大开间剪力墙构造。

5.4建筑结构的协调优化

建筑结构设计优化，需要保证建筑结构与整体平面间配合的紧密性，实现整体建筑结构的协调优化，是建筑不仅造型美观，而且结构合理。在具体的结构设计优化中，建筑中柱与墙的布设中需要与建筑平面功能需求保持一致，实现各房间进深与开间的统一。与此同时，建筑系统也应做到尽量简洁，避免柱和墙之间出现错位现象，保证每层高度与截面面积的一致性。此外，在对楼梯、电梯等结构设计进行优化时，要重点关注应力集中的转角区域，为这部分结构选择高强度的承重构件，有效的降低其自重。

6结束语

总而言之，随着建筑行业的快速发展，对建筑设计提出了更高的要求，在目前的建筑设计中，不但要保证建筑的实用性与安全性，而且需要提高建筑的经济性与美观性。为了满足这些要求，需要对建筑工程进行结构设计优化，在保证建筑工程使用功能的同时降低资金投入，提高建筑工程经济效益，促进建筑行业的发展。

参考文献：

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[3]郑智垚,乐肖军.结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].中国新技术新产品,2011(4).

[4]范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报,2014(8).

作者：王华梅 单位：龙口市规划建筑设计院有限公司