探討建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

摘 ? ?要：改革開放以來，不斷推進(jìn)人們生活水平的提升，人們對(duì)自身工作生活環(huán)境的要求也越來越高，這也給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶去了新的挑戰(zhàn)，原有的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不符合時(shí)代發(fā)展需求了。在這種背景下，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須轉(zhuǎn)變自身的工作觀念，嚴(yán)格按照相應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則采用更為科學(xué)合理的方式展開工作，這樣才可以有效提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，為人們打造更為優(yōu)秀的工作生活環(huán)境。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì);重要性

1 ?引言

因?yàn)槭敲總€(gè)人生活需求不可缺少的重要組成部分，人們的生活是離不開住宅的，所以建筑顯得很重要，高品質(zhì)的建筑也是未來行業(yè)發(fā)展所必須的。如何讓人們對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更滿意是當(dāng)下行業(yè)要優(yōu)先考慮的問題，讓有限的空間最大程度的被利用，同時(shí)也是節(jié)約了可利用能源的浪費(fèi)。

2 ?建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

2.1 ? 降低建筑工程的施工成本

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑樓層的高度、樓層之間存在密切的關(guān)系，因?yàn)榻ㄖこ痰氖┕こ杀緯?huì)影響建筑的樓層數(shù)，由于建筑的樓層數(shù)不同，建筑工程的施工成本也不同。因?yàn)榻ㄖ奈蓓敵杀臼遣蛔兊模栽O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑時(shí)，為了減少工程成本，就需要改變建筑工程的樓層數(shù)，這樣建筑成本也會(huì)有所降低。建筑需要保證其穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)臉菍訑?shù)變多時(shí)，建筑的成本也有所增加。而在建筑中優(yōu)化技術(shù)，可以將樓層根據(jù)其實(shí)際需求增加到固定的數(shù)值，以保證建筑的工程成本有所降低。

2.2 ?優(yōu)化建筑設(shè)施

建筑設(shè)計(jì)與建筑設(shè)備之間同樣存在著關(guān)系，在建筑設(shè)計(jì)中，其中較為重要的一項(xiàng)是優(yōu)化建筑設(shè)備，建筑設(shè)備的優(yōu)化可以為建筑設(shè)計(jì)人員和使用人員提供更多的便利，在建筑設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)備包括電力設(shè)備、管道設(shè)施等。隨著建筑數(shù)量的逐漸增多，電力設(shè)備與管道設(shè)施的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，而且數(shù)量更多，這些都會(huì)使得建筑設(shè)備成本費(fèi)用的增加，保證建筑主體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

2.3 ?提高建筑的安全性

建筑設(shè)計(jì)還包括對(duì)建筑的外觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑的設(shè)計(jì)包括矩形設(shè)計(jì)、圓形設(shè)計(jì)等，如果建筑物面積確定，那么采用圓形或矩形設(shè)計(jì)將有利于建筑成本的降低，減少建筑的面積，降低裝飾費(fèi)用，保證建筑的穩(wěn)定性，提高建筑的安全性[1]。

2.4 ? 改善建筑的功能

為提升整體建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，使建筑協(xié)調(diào)統(tǒng)一，且更具有實(shí)用性和外觀的美觀性，必須做好設(shè)計(jì)階段的方案設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)優(yōu)化及時(shí)改進(jìn)方案中的不足之處并加以完善，可有效改善建筑的功能，使打造出來的建筑更符合宜居的特點(diǎn)。如住宅中通過合理地布置剪力墻與梁，可以方便住戶后期改造，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和使用很好的結(jié)合。

3 ?建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

3.1 ?優(yōu)化計(jì)算方案

在當(dāng)前這個(gè)新的發(fā)展時(shí)代，要想更加高效的完成建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，提升優(yōu)化結(jié)果的科學(xué)性。設(shè)計(jì)師應(yīng)該以建筑結(jié)構(gòu)的可靠性為基礎(chǔ)，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)里面存在的非線性、約束性優(yōu)化問題以及對(duì)應(yīng)的變量參數(shù)進(jìn)行全面的考量分析，從而順利完成無約束以及約束優(yōu)化問題的轉(zhuǎn)化工作[2]。除此之外，設(shè)計(jì)人員該應(yīng)該綜合考慮工程實(shí)際情況選擇更為科學(xué)合理的計(jì)算方法，進(jìn)而使計(jì)算結(jié)果的精確度得到更大程度提升，為設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作提供更為真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。

3.2 ?地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化

在土木建筑的地基設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)部門的工作人員需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)報(bào)告以及工程的主要信息，來確定在施工過程中建筑物的自重以及外界施加的壓力，從而確定它的荷載范圍，由專業(yè)的工作人員進(jìn)行底面積的測(cè)繪以及計(jì)算，保證地基設(shè)計(jì)過程中的穩(wěn)定性，避免由于外界壓力導(dǎo)致沉降不均勻的現(xiàn)象發(fā)生。其次，還應(yīng)該考慮在設(shè)計(jì)過程中的施工技術(shù)以及材料，以具體的工程為準(zhǔn)，選擇合適的地基處理技術(shù)，通常來說包括獨(dú)立地基、淺地基以及深地基和樁基等，在材料的選擇中，也要保證材料的強(qiáng)度等級(jí)，確定它的主要性能，保證在施工過程中的質(zhì)量問題，對(duì)可能用到的鋼筋進(jìn)行計(jì)算，從地基的內(nèi)部預(yù)應(yīng)力進(jìn)行考慮[3]。另外，在地基壓實(shí)的設(shè)計(jì)工作中，盡可能保證材料上的穩(wěn)定性，避免選擇類似于軟土性能的材料，避免材料自身存在壓縮或者膨脹的現(xiàn)象，注意結(jié)構(gòu)上的緊密性。

3.3 ?抗震設(shè)計(jì)中的優(yōu)化

在土木建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該注意設(shè)計(jì)過程中計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證承重柱中橫截面積達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，在施工之前要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力方面的測(cè)驗(yàn)，保證它可以承受住一定范圍的外界作用力。其次，在設(shè)計(jì)過程中，要保證支柱、剪力墻以及橫梁之間達(dá)到了一定的平衡，在設(shè)計(jì)過程中避免剛度太強(qiáng)，要具有一定的變性能力，可以根據(jù)外力作用來調(diào)節(jié)自身的承受能力，對(duì)剪力墻進(jìn)行有效的保護(hù)，提高建筑本身的抗震能力。另外，還應(yīng)該對(duì)照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗震等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，由于工程環(huán)境以及外力的影響，通常來說，抗震等級(jí)都會(huì)比規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)高一點(diǎn)，為了保證建筑在作用力下也能保持相應(yīng)的延展性和承載能力，這就要求設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中需要注意鋼筋中的結(jié)構(gòu)配比以及和混凝土之間形成的作用力，從而保證對(duì)抗震安全的有效性。

3.4 ?結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)中的優(yōu)化

在結(jié)構(gòu)圖紙的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師需要從圖紙的應(yīng)用角度來進(jìn)行考慮，保證設(shè)計(jì)圖紙的完整性，準(zhǔn)確性以及靈活性。首先，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該明確建筑中的具體項(xiàng)目類型，繪制出相應(yīng)的定位軸線以及基礎(chǔ)構(gòu)建，明確它們的具體位置以及尺寸、編號(hào)等，從而保證在施工過程中可以做好細(xì)節(jié)上的問題。其次，設(shè)計(jì)師還應(yīng)該對(duì)一些重點(diǎn)工程進(jìn)行詳細(xì)的分解，尤其是在施工技術(shù)以及材料的選擇上，確定它的合理性，保證計(jì)算過程中的準(zhǔn)確性，包括基坑深度、承載力以及橫截面的參數(shù)等方面[4]。另外，設(shè)計(jì)師要對(duì)結(jié)構(gòu)圖紙中的一些預(yù)埋件和設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注，提供編號(hào)和詳細(xì)圖紙，如果在施工過程中存在一定的問題，也要及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行完善和更改，保證它的靈活性。

3.5 ?優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布局

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮建筑的使用，科學(xué)的布局和合理的設(shè)計(jì)提高工程的整體性能。具體可以從以下三個(gè)方面入手：（1）選擇合適的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)建筑層數(shù)、抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，布置水平和豎向承重構(gòu)件;（2）優(yōu)化平面布置。建筑結(jié)構(gòu)平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，不超限，剪力墻盡量對(duì)齊;（3）優(yōu)化豎向布置。豎向傳力路徑應(yīng)明確，豎向宜布置規(guī)則，盡量避免轉(zhuǎn)換層高位轉(zhuǎn)換。

3.6 ?加強(qiáng)工作人員的管理

對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的工作人員來說，也要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化措施。首先，應(yīng)該保證工作人員在設(shè)計(jì)過程中真正的走入到工程中，而不是紙上談兵，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)他們與其他部門之間的有效聯(lián)系，避免出現(xiàn)“信息孤島”等問題，做好各方面的協(xié)調(diào)，才能保證基礎(chǔ)工作的完善。其次，還要設(shè)置相應(yīng)的考核制度提高他們的工作水平，對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的工作內(nèi)容進(jìn)行評(píng)定，建立獎(jiǎng)懲措施，起到一定的警示作用，這樣才能保證在工作過程中對(duì)細(xì)節(jié)上的把握，避免粗心大意引發(fā)的問題，提高他們的工作能力。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

總之，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠保證建筑的質(zhì)量，不僅可以滿足建筑使用者的要求，還能提高建筑的效益。將技術(shù)的優(yōu)化落實(shí)到具體操作中，最終促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 萬(wàn)幸，何順.優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高建筑安全性的思考[J].科技與創(chuàng)新，2019（10）：94～95.

[2] 舒紅蓉.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)工程造價(jià)的影響[J].工程技術(shù)研究，2019（4）：190～191.

[3] 尹時(shí)博.高層民用建筑剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其優(yōu)化策略分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（6）：101.

[4] 容立榮.住宅高層建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2019（4）：11～12.

作者簡(jiǎn)介：

陳真（1986—）男，本科，山東省泰安市，初級(jí)助理，研究方向：建筑工程設(shè)計(jì)施工與管理。