建筑结构优化设计方法技术分析与探讨

建筑结构优化设计方法技术分析与探讨

吴志勇

深圳和华国际工程与设计有限公司

摘要：随着我国经济水平的不断提升，人们的生活质量也在不断提高。更多人对于建筑的设计工作产生了一定重视，现在的人们对于建筑的设计标准越来越高，因此需要优化房屋建筑结构的设计方案，这样才能满足更多人的需求。让建筑设计方案提高建筑整体的实用性，让更多人能够居住在舒适的房屋之中。建筑结构优化设计是为了更好的提升建筑的实用性，将建筑内部的资源进行整体的规划，降低工程造价，满足更多居民的实际需求。因此这项技术对于建筑行业的整体发展而言具有着重要意义，本文将对建筑结构优化设计方法进行探讨。

关键词：建筑结构优化；设计方法；技术分析

对建筑结构进行优化设计的过程中，也要充分考虑到经济因素，经济性也是建筑使用性的标准之一，只有设计出来的建筑更符合实际需求，才能够满足建筑的使用价值。对于建筑而言，采用不同的设计方案与不同的建筑材料，能够让整体的建筑形式发生巨大的改变，因此强化建筑设计理念是非常重要的，只有适应时代潮流，及时更新建筑方案，让建筑方案既具有实用性又具有美观性，才能够让建筑企业实现真正的发展，对于目前的建筑企业而言，保证建筑质量，降低建筑工程造价是主要的设计目标，只有完成这个目标，才能对建筑的整体性进行全面规划。不断强化建筑结构设计，让建筑的质量得到质的提升，满足群众对于房屋安全的需求，并且让建筑尽量保持稳定性与美观性，在这些标准上要尽量的节约投入成本，这样能够增强建筑企业的经济效益，提升企业的整体实力。让建筑企业通过优化的建筑结构设计方案，在竞争市场上得到一席之地。

图 1 某地酒店建筑结构图

一、建筑结构设计的原则与标准

（一）建筑结构设计的原则

在建筑结构设计过程中，需要遵守的建筑结构设计原则有很多，首先要遵守的应当是强剪弱弯原则。在建筑结构设计过程中，各个构件需要积极配合共同发挥作用，每个构件作用不同，所承担的功能也有所不同，设计人员在设计过程中考虑到构件的功能性，顾全大局抓大放小，让各个构件的功能性发挥完善。其次是在设计过程中应当考虑到多道防线，安全性是建筑首要考量的因素，必须保证建筑结构设计的安全性，才能在后期开展设计，因此应当在建筑内设计多道防线，单道防线的承载力较弱，一旦发生意外建筑的支撑力将全部寄托于单道防线，很容易发生更严重的灾难，因此设立多道防线能够增强建筑的抵抗能力，在灾难来临时可以降低建筑的变形程度，减少外力受损。过于刚硬的建筑结构容易受损，过于柔软的建筑结构却无法完全支撑建筑的各项功能，因此在建筑结构设计过程中，应当考虑到刚柔并济的结构，要让柔和的结构减缓外力的冲击，降低建筑外力受损的程度^[1]。

（二）建筑结构设计的标准

建筑结构设计的标准十分多样，设计人员需要满足建筑结构设计标准的前提，才能进行更加完善的建筑结构设计。建筑结构设计通常开始于建筑设计后期，结构设计不能破坏建筑设计上的结构框架，也不能超出结构设计的整体范围，要保证建筑的安全与合理性，这样才能实现建筑结构设计的真正价值。建筑结构设计是基于建筑设计理念上的整体设计框架的完善，要保证建筑的实用性，也要降低建筑设计中的整体投入成本。这项工作既是对设计人员工作能力的考验，也是让建筑设计实现真正价值的最佳途径^[2]。

二、建筑结构设计优化的方法

（一）结构优化设计的计算方法

在确定真正的建筑结构设计方案之前，建筑的复杂性给整体施工工程带来的变量较多，因此在计算过程中应当根据不同结构类型采用不同计算方法，将各项数据计算完整。在利用合适的计算算方法过后，应当充分考虑到建筑的整体使用性，对计算结果进行分析，完善整体的设计方案，这样才能保证建筑结构设计的实用性^[3]。

2. 合理布置结构

在进行结构设计的时候，应当注重结构选型和平、立面布置的规则性。要考虑到城市建筑的实际需求，做好防风与抗震。在进行抗震设计的过程中，应当让结构拥有一定的承载力与变形能力，且对薄弱地点应当进行加强。

2. 合理选择计算模型与计算参数

在建筑结构设计过程中，设计人员需要掌握建筑中的各类数据，要将设计结构规划成设计参数，这样才能完成设计中的参数控制。可以利用各项技术建设完善建筑结构。建立模型，通过模型的计算，真正的实现建筑方案的可视化，并且及时通过模型发现建筑结构设计中存在的问题，及时解决问题，避免建筑产生安全隐患。在设计过程中参数必须与实际情况相符，这样才能保证模型建立的准确性。在建筑设计过程中，应当将设计过程中的参数进行整理，将变化范围不大的参数进行预订计算。需要参照房屋结构优化的参数进行设计，确保结构设计的准确性。结构计算需要选择合理的计算参数，当前我国的结构设计计算软件有多种种类，每种软件内都有大量参数需要设计，因此需要了解参数选择的意义与价值。计算振型个数应当取振型参与质量达到总质量的百分之九十所需的振型数。设计人员可以保留软件默认数值，计算后填入“结构基本周期”选项，这样就可以得到结果。在进行建筑结构设计的过程中，可以按照建筑的自振周期、振型曲线、地震作用、水平位移特征等因素进行分析，只要保证这些因素正常，就能够保证计算结构的合理性，达到最佳的设计结果。

（四）建筑设计优化需要解决的问题

进行建筑结构设计的最主要目的就是要保障建筑物整体质量，强化建筑物的安全性，让居住在建筑内的居民安全得到保障。在满足建筑安全性的时候，也要对建筑的其他方面进行规划，比如建筑整体的美观性也应当是考虑的因素之一，建筑的外观也是居民选择购买建筑的影响因素，因此应当尽量保证建筑的美观，在满足这些特点后，要尽量的节约资金、降低投入成本、强化质量。将成本资金压到最低，这样能够提升整体的经济收益，让企业的整体实力更加强大。在保证质量的同时，也应当加强房屋的隔震设计，只有对房屋内部设置抗震设计，才能在灾难来临时保护住更多人的生命，因此应当采用更加先进的设计方案，让建筑的抗震性增强^[4]。

三、建筑结构设计的现实意义

（一）提升建筑物的整体经济性能

在对高层建筑进行结构设计的过程中，应当充分考虑到建筑整体框架的承载能力，因为高层建筑的高度越高，整体框架的承载压力越大，因此设计人员应当考虑到高层的承载力增加，选择更加科学合理的设计方案。当高层建筑的层数增加，墙体与梁柱的体积也会逐渐增大，这样才能承载起高层建筑的承载压力，因为整体的体积增大，那么各项设施的整体投入也会增多。相比于普通建筑，高层建筑所耗费的材料可能会造成材料的浪费。但是通过科学合理的结构设计，能够提升建筑物的整体经济性能^[5]。

（二）降低工程总成本

随着城市建设速度的提升，高层建筑物逐渐增多。这种高层建筑物与普通建筑物相比，高层建筑物的空间更加广阔，但是占地面积却更小。但是在高层建筑进行设计的过程中，不应当为了创建更多经济利益而将建筑不断增高，因为建筑层数的增多，会让楼与楼之间的间距变得差距更大，缺少协调性。针对不同的建筑设计应当采用不同的设计方法，在高层建筑设计过程中，应当充分考虑到建筑的实用性，要在保证质量的基础上，让建筑尽量美观实用，降低整体的投入成本。由此可见，优化建筑结构设计，能够有效降低工程总成本。

结语：

综上所述，建筑结构优化设计方法不仅能够提升建筑企业的整体实力，还能对购入建筑房屋的居民提供安全保障。作为建筑结构优化设计方案，不仅要对建筑的整体质量得到保证，还要在基于建筑使用性的基础上尽量的降低投入成本，让建筑的整体状态更符合市场的需求，以此实现企业经济实力的提升，为企业创造更多的经济效益，保证企业的可持续性发展。因此，建筑结构设计人员的工作难度提升了，当前建筑结构设计人员不仅需要具备一定的工作经验，还应当端正自身工作态度，保证自身设计质量。只有满足当今的市场需求，才能真正的为建筑企业创造更多经济效益。

参考文献：

[1] 李世磊. 房屋建筑结构设计中建筑结构优化设计方法的应用探讨[J]. 中国房地产业,2021(3):78.

[2] 米尔阿迪力·吾不力卡斯木. 建筑结构设计优化设计新方法探析[J]. 建筑工程技术与设计,2021(9):708.

[3] 马晓燕,王乐新. 房屋建筑结构设计中建筑结构优化设计方法的应用探讨[J]. 建筑工程技术与设计,2020(36):950.

[4] 周长艮,刘绍瑜. 建筑结构设计优化设计新方法探析[J]. 百科论坛电子杂志,2020(3):830-831.

[5] 刘志荣,马玉刚. 建筑结构设计优化设计新方法探微[J]. 建筑工程技术与设计,2021(1):464.