淺談建筑結構設計優化與把控

趙亞威 王松領

商丘市弘基建筑勘察設計有限公司

淺談建筑結構設計優化與把控

趙亞威 王松領

商丘市弘基建筑勘察設計有限公司

近些年，隨著大家收入水平的不斷提升，對生活品質和居住環境的要求越來越高，而市場原材料價格及人工成本一直在漲，開發商利潤越來越薄。開發商若想一味迎合人們對房屋的胃口，通過增加建設資金的投入是最直接的辦法，然而這樣會導致地產公司無法獲取更高的利潤，甚至影響整個公司的資金鏈運作。因此選擇通過優化技術來降低建筑結構設計的成本，達到提高經濟效益的目的。文章重點對房屋結構設計中的建筑結構設計優化做闡述，以分析建筑結構設計優化方法運用的重要性。

建筑結構；設計優化；方法

在建筑行業市場競爭力日趨激烈的同時，建筑企業所面臨的壓力及挑戰也是巨大的，為了能夠最大化的提高企業實力，搶占市場份額，將建筑結構進行優化設計可刻不容緩的，只有這樣從能從根本上為房屋建筑提供安全性保障，同時建筑外觀也能呈現出更加美觀的優勢特點，觀賞性也相對增強。在房屋建筑施工中，將結構進行優化是必不可少的，而合理有效的優化方案不僅能夠提高建筑物的安全性及穩定性，更能夠降低施工成本，從而提高企業經濟效益。

1 建筑結構設計優化的必要性

在房屋結構設計過程中，使用合理的優化設計方案，不僅能夠提升建筑物的使用價值，還可以同時實現建筑物的經濟價值和環保價值。在優化設計方案中，節省建筑單位的資金投入，降低建設成本。建筑優化設計與傳統的建筑設計相比，能夠為企業帶來更好的經濟效益、為用戶提供更好的使用體驗。通過優化配置建筑施工過程中的各種資源，如建筑材料、結構布局，實現結構布局的有效結合，共同發揮更優作用，建筑物的面積隨著建筑物層數的增加而增加，而要想保證建筑物的良好設計效果、穩定性和可靠性，建筑物的單位面積造價也會隨之升高。通過建筑結構優化設計，便可以在這些因素之間找到協調點，實現最佳的方案設計。

2 建筑結構優化設計的方法

2.1 選擇合理的結構體系

類型建筑結構體系的選擇，對項目建設有著重大的影響。較為常見的結構設計類型有如下三種：(1)剪力墻結構，這種結構形式常見于高層住宅建筑，這種結構形式相比短肢剪力墻的抗震級別要高，軸壓比也有優勢，比短肢墻構造鋼筋使用量要省。(2)框架結構，具有大開間、布局靈活性強和工期短、主體造價成本上的優勢。(3)框架一剪力墻結構，即在框架結構中合理進行一定數量剪力墻的布置，這種結構合理，適用能力強，而且能夠應對各種不同的變形壓力，是一種抗側力較好的結構。這三種結構體系各具優缺點，在選擇結構體系的時候，不能片面認為造價最低的方案就是最科學合理的方案，而是我們必須結合建筑使用上的功能需求，以及甲方的投資預算和施工技術等多方面條件進行結構體系的綜合比較與分析，將投資與收益相平衡，根據工程的客觀實際情況選擇最為合適的結構體系。

2.2 結構模型的設計

(1)選擇變量。設計師在實施建筑結構設計優化時，能夠把所有影響設計方案的數值作為設計變量，比如項目目標控制參數與限制參數等。假如設計師選取影響原因少或者改變的幅度相對小的參數作為變量，將會使房屋建筑在結構設計、計算和編程等方面工作的難度降低，幫助設計師找到滿足設計需求和目標的有關數據。

(2)確定目標函數。在實施構造設計優化的時候，相關人員一定要找尋一組可以滿足有關預定條件的截面相關幾何尺寸、鋼筋的截面積和相關的失效概率函數，達到項目造價最小化。

2.3 概念設計與細部結構設計優化相結合

在缺乏詳細數據的情況下，我們可以通過概念設計的方法來實現設計的優化。例如，在對建筑物的抗震能力進行設計時，因為地震的強度是不確定因素，我們無法找到與之對應的計算方法，因此，就可以引入概念設計的方法，將數值作為輔助依據。并在設計過程中結合結構設計優化的方法，從而使優化設計達到最佳效果。此外，在設計過程中，設計人員必須對結構的西部進行優化設計，例如，在進行現澆混凝土施工中，異形板料的彎曲部位十分容易開裂，為此，我們可以將其簡化為矩形板，再選擇鋼筋，這樣就可以降低凝土開裂的概率，既能滿足建筑物結構的基本需求，又能夠實現安全和經濟的目標。

2.4 基礎結構設計優化

房屋基礎結構直接影響到房屋構造的整體作用與穩定，所以在基礎構造設計程序中要全面運用建筑構造設計優化方法。對地基地質、樁基種類、基礎構造等方面的設計實施全面地控制，科學確定樁基項目的方式，掌握樁身長度與直徑，優化基礎構造的方案，對基礎結構、施工技術與資金投入的平衡點進行確定。在全面實施建筑結構設計優化的基礎上，提高與確保房屋整體構造強度、結構穩定性。

2.5 節能結構設計的優化

節能結構設計的優化需要以綠色建筑理念為基礎，并主動運用設計學中的方法。主要內容：①為了使房屋具有優良的采光性，要結合項目所處的地理部位、氣候條件和當地城市規劃的現實狀況和要求，實施針對性的選擇建筑的朝向。這樣房屋不但能夠確保可以接受到更為合理的陽光照射，也為室內通風奠定了更為堅實的硬件基礎；②對于建筑的美觀，盡量不要和寒風呈90°。這種做法不僅能夠最大程度的降低熱量損耗，并且可得到高效節能的優良效果。

綜上所述，對房屋建筑結構實施設計優化的時候，不但要對建筑本身的作用給予保障，還要使工程投入的資金可以有效地控制好。開發商和建筑企業，不能對建筑結構設計優化帶來的經濟效益予以太多的關注，在尋求經濟利益經過中絕對不能夠經過降低質量規范，削弱技術功能和縮減建材等形式。

[1]李能能，董斌.房屋建筑結構設計中優化技術應用探討[J].建筑設計管理，2013，12：73-75.

[2]胡天水.房屋結構設計中的建筑結構設計優化[J].中華民居(下旬刊)，2013，04：45-46.

[3]周宏偉.芻議房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].四川水泥，2014，12：283+286.