建筑工程中结构设计优化方法分析

莫量雅

摘要：本文对建筑工程中结构设计优化方法进行了较为全面的解析，同时对需要科学把控的建筑结构设计定位点进行了详细分析，如概念定位、结构布置、地基基础、配筋设计等，不同的结构位置对应的优化设计方法不同，操作注意事项也不同，需要得到设计人员的科学设计方案对应。

关键词：建筑工程；结构设计；优化方法；要点

引言

建筑行业的快步发展，让建筑的种类、建设规模、功能区间得到了极大丰富，技术人员必须对结构的各个部分都对应适宜的设计方案，通过合理的优化方法，满足工程建设的各项要求。

一、结构设计优化的原则

（一） 明确建筑工程的安全性原则

安全原则是建筑工程建设必须要遵守的，同时要得到设计人员的重视，对建筑的结构进行优化时，设计人员不可以仅仅追求经济利益，过度重视这个部分的获取，而忽略了结构的合理性，给建筑的使用人员带来财产与人身安全层面的威胁。因此在对建筑工程结构进行设计时，首先要注意的部分就是保证工程设计的安全可靠，尽量通过建筑结构优化的方式，让建筑的建设质量水平更高，同时最大限度的缩减成本占用。

（二）确保建筑工程的实用性原则

实用性原则同样占据着重要的地位，因为其直接代表着建筑的功能是否可以全面发挥，建筑的每个功能区间都承担着不同的功能要求，如果在设计环节不对实用性进行重视，通过适宜的方案设计让建筑的实用性更高，就等于是在浪费人力、物力，同时也会导致材料、设备、技术、施工方法的价值无法全面发挥。

（三）确保建筑结构的耐久性原则

建筑结构的设计优化目的不仅仅是让建筑材料得到节约，而是在保证建筑使用质量的前提下让建筑的使用时长得到延长，同时建筑的使用质量也不得受到影响。技术人员需要通过专业的结构知识进行设计，同时根据建筑建设的实际情况让建筑的结构得到全面优化，进而保证建树可以发挥出更强的耐久性。

（四）建筑环境保护的原则

环境保护原则是最近几年提出的新要求，环境保护是当前建筑行业在设计与建设环节都要履行的操作。首先，设计人员要对建筑的结构模型进行优化实验，可以一边制定优化措施，一边调整，这种方法可以让设计优化操作的成本得到降低。其次，确定目标成本，对建筑的成本状况进行分析，而后配合合理的约束条件，让建筑的结构得到优化的同时还能满足环境保护、节能等层面的要求。

二、建筑工程结构设计优化技术的具体应用

（一）概念设计

概念设计方法一般会使用在建筑没有具体数值量化的情况下，例如建筑的地震设防烈度不明，因此很容易出实际计算结果与设计规划出现较大的差异，此时就可以运用概念设计方法，将数值作为一个参考依据，让建筑结构的设计更加合理。概念设计技术方法使用的过程中，最需要得到重视的部分是建筑细部的设计优化，因为细节往往是影响建筑结构整体效果的关键性因素。

（二）结构布置优化

建筑结构布置落实设计工作时，技术人员要对结构体系选择与结构布置方法定位进行重视，因为结构布置的合理性会直接影响到建筑整体设计方案的效果发挥。建筑结构布置的设计方案中主要涵盖结构的侧向变形、平面布置、竖向布置、缝设置与构造等几个部分。

首先，平面设计要根据建筑的实际进行确定，独立结构单元的话要选择形状较为简洁、刚度适中、承载力分布均匀的方案，同时根据抗震设计要求控制单元的结构长度。

其次是竖向布置，要注重避开过大尺度的外挑、内收，同时遵循形体规则、刚度、强度等都要沿这高度均匀分布的原则，同时设计标高，预防出现错层、局部夹层问题。

再次，侧向变形。因为建筑的结构要承受竖向荷载、水平荷载等，因此如果建筑的高度超过一定的范围，建筑结构就会出现较为明显的侧移或是相应尺度的位移，甚至导致结构构件功能发挥出现问题，因此必须对结构进行限高。

（三）地基基础设计优化

地基基础结构的设计优化非常重要，起着基础性支撑的作用。技术人员首先要根据建筑的规模、功能需求、造型等基础条件确定地基的使用方案，如果是桩基础，那么需要根据施工现场的地质条件进行桩基选择，保证建筑成本可得到科学控制。需要注意的一点是桩端持

力层影响着灌注桩桩长，因此必须要在多种方案对比下确定最佳方案，基础设计的荷载得到数值确定后，钢筋混凝土多层框架房屋需要选择柱下独立基础。同时在地基受力范围内选择适宜的框架。地基基础方案设计中，要对风荷载因素进行科学考虑，因此对钢筋混凝土多层框架的结构设计中必须要对风荷载进行科学计算，而后对应合适的调整方案。独立基础设计中，要对基础顶面的柱脚荷载值要只取弯矩设计值和轴力设计值，防止出现上部结构整体安全受到影响。

（四）结构施工图中配筋设計优化

钢筋在建筑结构规划中起着非常重要的基础支撑作用，同时钢筋主要承受拉力，如果没有设计出一个合理的钢筋框架，就会导致结构的传力出现失衡的情况。钢筋在混凝土的结构的抗震设计中，要平面且简单，对称且规则，尽量防止出现偏心的情况。同时刚度中心最好与质量中心重合。其次，减少大悬挑结构的使用，围护结构要尽量选择轻质材料。公共建筑的平面布局中，要应尽量使柱网按开间等跨和进深等距布置，减少边跨柱距。

大跨度柱网的框架结构位置一般在楼梯间处的框架柱，因此楼梯的平台要与其连接，此时就要对柱箍筋全长进行加密处理。框架结构的外立面是带形窗时，窗过梁是连续的，此时可能会使外框架柱成为短柱，此时必须要在配筋设计中加强构造稳固措施，尽量防止框架结构长度超过规范限定值。

结语

综上所述，建筑结构的设计优化重点是在保障建筑建设质量的同时，缩减成本、保证建筑空间的功能全面发挥，设计人员必须对工程的各方要求进行明晰，而后对应科学的设计方案，保证建筑结构的稳定与实用性能发挥。

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