浅谈对建筑结构设计的理解

赵磊

江苏时代建筑设计有限公司 江苏 扬州 211400

引言

建筑工程结构设计中，需要有科学的理论作为支撑，在此基础上开展建设工作，有效优化工程质量。建筑工程建设中，相关项目管理人员应该重视结构设计及其优化技术方面的工作，认真分析设计中出现的问题，并且明确设计原则、要点内容以及优化方向，并且从建筑结构设计和概念设计、房屋结构设计和概念设计，以及结构设计的实用性和艺术性等方面来进行合理优化，从而保证建筑工程的整体施工质量。

1 房屋建筑结构设计的基本含义

房屋建筑施工过程中，房屋建筑结构概念设计发挥着不容忽视的重要作用。房屋结构的概念设计主要是指设计师根据自身的专业知识和已有经验，结合客户对建筑的相关要求进行建筑的结构设计。在建筑结构设计过程中，设计师必须综合考量多方面因素，确保设计方案与整体房屋建筑结构有效结合，促使房屋建筑结构充分展现其实用性和美观性价值。目前，房屋建筑结构概念设计需要完成以下目标：第一，必须满足对居住功能多样化的要求；第二，必须确保建筑造型的美观、实用；第三，积极应用先进的建筑技术。在通常情况下，与建筑相关的设计主要可分为结构设计和概念设计两大类；在房屋建筑修建过程中，二者应该相互结合，紧密相连[1]。

2 现代建筑设计理念现状

目前来看，现代建筑设计最大的特点在于实用性、功能性，内部空间往往要进行更加严格的划分，建筑本身也会选择更为适当的地理位置，比如建筑坐落在背靠大山的区域，从而起到抵御寒风的效果，同时采用坐北朝南的设计，以此获取更多的光照。很多地区的现代建筑设计与自然环境形成配合，如四川、重庆等地区的建筑物，主要按照地面起伏高度进行修建，不仅具有强烈的风格特征，实用性也会显著提高，从而达到适合居住的理想状态。

部分现代建筑设计为了追求奢华效果，会使用大量昂贵的装饰品，忽视了环保经济理念，这与传统简约大气的建筑风格明显不同，并且会造成一定的资源浪费。除了消耗装饰品，还消耗大量人力、物力，完全违背了绿色环保发展理念，但也有部分简约化的设计风格，比如新中式风设计就遵循传统理念、美学，建筑风格更加偏向简约化，比较符合绿色环保要求，解决了高消耗与高成本的问题。现代建筑设计理念在要求上明显更高，如要求空间合理利用、资源最大化效用、遵循低碳环保理念等，因此需要对建筑设计进行创新。

3 建筑结构设计影响因素

3.1 忽视设计图纸重要性

在建筑工程的施工中，做好设计工作非常重要，如果设计图纸有问题，那么这不仅会导致施工进度停滞不前，还会降低建筑工程的施工质量。然而，很多建筑单位并没有重视结构设计，它们没有意识到结构设计的重要性，在建筑工程设计中随意设计图形。这种图形和实际施工情况并不相符，导致施工过程中经常出现各种问题，延长了施工周期[2]。

3.2 建筑工程安全性问题

从实际情况分析，在建筑工程结构设计方面存在一些问题，其可行性不太理想，设计没有办法真正投入到使用之中。同时，结构设计中还存在设计不牢靠的问题，这使得工程的安全性变成了一纸空谈，要保证建筑工程的安全性，则需要强化结构设计，选择科学的设计方案，大力保障施工质量。但是目前我国的设计实力比较弱，施工人员在具体工作中也无法完全落实施工计划，因而施工质量的优化仍是一大难题。

3.3 结构设计缺乏整体性

房屋建筑结构设计的整体性体现在房屋建筑的内在结构以及建筑工程能否与周边环境建立和谐关系，也是影响建筑企业经济、社会效益的一个重要因素。在一些房屋建筑结构的设计中，设计人员忽视了整体性的问题，对建筑结构进行分散设计，导致设计工作较为零散，缺乏相关性，会在一定程度上影响房屋建筑的舒适性与整体性[3]。

4 建筑结构设计提升对策

一般情况下，建筑设计主要是为了完善建筑工程的具体建设过程以及后续的维护与管理过程而存在的，然而方案设计的主要目的也是为了进一步完善施工建设的具体过程，以及后续维护管理的相关过程，这也就意味着方案设计可以在施工建设以及后续维护管理的过程中，体现出建筑设计的实际效果。在新建成的建筑工程之中，也需要保证设计整体的统一性、科学性、实用性、新颖性与协调性，这也就意味着建筑工程在设计过程中不仅需要体现出建筑工程施工建设的实用性特点，也需要体现建筑工程的设计美感。

4.1 基础结构设计

在对房屋建筑结构设计进行优化时，设计人员必须充分考虑房屋建筑结构对房屋建筑整体安全稳定情况造成的影响。因此，在优化房屋建筑基础结构的设计过程中，设计人员必须全方位、多角度、综合考量建筑的结构控制情况，在初步制订后期施工工序方案的同时，完成基础结构设计的优化。以桩基项目施工安装为例，在进行该项目施工时，施工人员必须仔细考虑桩基项目施工过程中的直径高度。

4.2 合理选择设计优化方案

建筑结构设计进行优化创新时，必须利用信息技术构建一个完整的建筑结构模型，以便通过模型的分析对建筑结构设计的各个参数进行合理确定，尤其是对目标参数的确定，必须结合整体建筑结构参数和各建筑结构的设计要求来进行，为相应设计方案的制订提供可靠的参考依据。另外，还要对建筑结构设计的优化方案进行合理选择，在这一过程中，应结合建筑结构的实际情况来进行，并利用较为专业的设计软件通过对不同结构设计方案的分析和计算来找出其中存在的差异，进而根据差异选出最优的结构设计总方案[4]。

4.3 建筑工程的整体和局部的优化

在建筑工程的结构设计过程中，设计人员应该从整体和局部两个部分来考虑，进而保证其结构设计的合理性。与此同时，建筑中每个房屋使用的材料和房屋结构都不相同，因此，每种结构的设计方案都比较复杂。在保证整体性的基础上，设计人员还要对建筑工程的局部进行优化，结合不同的建筑类型以及建筑要求，不断优化建筑的局部，从而最大限度地发挥建筑工程的作用。

4.4 保证结构设计的实用性和艺术性

建筑本身就是一件艺术品，因此，在进行设计的时候，设计人员应该将自己的想法体现在建筑风格上，从而使建筑更具有艺术性和实用性。在设计的过程中，设计人员应该把建筑的安全性放在首位，然后再考虑建筑的实用性和艺术性。设计人员应该减少建筑质量与建筑刚度之间的差异，以此来有效提高建筑物的使用寿命。在结构设计中遇到竖向布局时，设计人员应该把房屋建筑的功能性放在首位，使房屋建筑的竖向承重构件保持上下贯通，还可以利用转换层来降低设计难度并控制建筑成本。

4.5 对建筑上部结构设计加大优化创新力度

在具体实施过程中，不仅要结合整体建筑结构的实际情况来科学布置剪力墙结构，使其在建筑中的分布能够达到一定的均匀性。而且，还要重视墙肢数量的优化配置，使其与建筑结构的创新设计要求相吻合，从而实现建筑结构设计的有效完善，保证建筑与结构的深度融合。此外，为了进一步提高建筑结构的设计质量，相关设计人员还要在上部结构设计创新中，考虑到建筑工程的外部环境，因为外部环境是影响建筑上部结构稳定性的最重要因素，所以在对该部分结构设计进行优化创新时，深入分析外部环境所造成的影响，并在此基础上合理选择建筑构件，确保其综合质量能够有效应对各种恶劣的环境，能进一步提升建筑结构的稳定性和安全性，为建筑工程的后期运营发展提供可靠的保障[5]。

4.6 合理选取钢材

钢材质量与钢结构抗荷载能力密切相关，可塑性强、强度高等为钢材自身核心优势，同时钢结构施工流程简易，施工效率较高。但钢材制造商较多，不同厂商提供钢材质量不尽相同，建筑工程钢结构正式设计过程中，应根据建筑自身实际需求强度，结合现下标准和规程科学选择钢材。另外，常见建筑钢材类型较多，如低合金结构钢、渗碳钢等，其自身性能不尽相同，结构设计过程中，应严格依照相关要求进行选择。实际钢结构设计中，出现钢材浪费现象，特别是边角料利用率较低。需综合考虑钢结构规格大小，提高钢材利用率。

4.7 建筑结构中抗浮设计

4.7.1 及时调查、预测建筑项目地下水位。建筑结构抗浮设计开始之前，必须对建筑周围的环境与地质情况等进行详细的勘察。针对地下水制订全面的勘察计划。在此基础上，对现场施工涉及的所有区域的地质构造都要详细勘察，特别是地下水，从补给规律到联通规律等，都要进行全面的了解，对其变化规律进行总结，绘制地下水变化趋势图，得出不同季节地下水的变化特点。调查项目施工区域近些年的最高水位，现场流域情况等。

4.7.2 精准确定抗浮水位。如果施工现场地下水位资料显示地下水位变化波动大，并且没有对水位进行长期、持续性观测，设防水位的设定就需要参考实际勘测期间的最高水位变化曲线，取平均值作为设定标准。在此基础上，综合项目周围地形以及补给等情况，及时总结影响抗浮设计水位的因素。除此之外，还需要制订长期、持续性的观察方案，及时统计与整理资料，为后续工作开展提供参考。

4.8 建立科学且完善的抗震设计标准

我国幅员辽阔，不同区域地震发生频率和强度也不尽相同，所以不同地区建筑的抗震标准也应该结合本地的实际情况来设定。另外，针对不同的建筑结构也应该有不同的要求，如框架结构和抗震墙结构就应该采用不同的抗震标准，这样才能体现建筑的科学性和合理性。对于一些地震频率较高的地区，可以采用消震和隔震相结合的方式来保证整个建筑的抗震性能[6]。

4.9 积极应用BIM技术

在建筑设计中应用BIM技术，最突出的现实化意义在参数化设计方面。建筑设计工作本质是与建筑相关的一系列参数驱动工作，将其与BIM技术联合在一起，有效提高二者联动性。建筑工程设计人员在修改模型尺寸时，建筑工程设计图也会随之变化，信息共享性会提高，建筑设计工作的效率也会随之上升。BIM技术有效提高了建筑工程的可视化。依靠BIM技术能根据建筑的各项信息构成三维立体实物图形，为工作人员和设计人员提供直接的展示形式。将该技术应用到建筑设计工作中，还能准确检查工程施工中的空间碰撞情况。工作人员通过不同的视角观察空间结构，检测建筑中各项环节的碰撞关系与不合理内容，以此对其进行调整。值得注意的是一旦工程设计出现空间碰撞情况，修改所产生的成本非常高，所以在检测空间碰撞点之前，应做好充分的准备。

5 结束语

随着我国经济的不断发展，建筑工程规模和数量在不断增长，随之而来的还有人们对建筑工程的关注度的提升。建筑设计过程中，可能会因为设计者的失误操作或者是因为建筑设计的特殊性质而导致各式各样的设计问题，然而这些设计问题在表面上看似“天衣无缝”，但是如果我们从细节方面认真分析，那么这些设计问题的确也会影响到后续的施工建设工作。施工建设的方案设计的确应该成为建筑设计整体工作的重要组成部分之一，并且方案设计的重要性也应该得到进一步的凸显，更重要的是，方案设计的相关要点以及具体的设计方法也应该得到深入研究。