結構優化設計在建筑工程設計中的意義和應用

伍后勝

摘要：隨著時代的進步，建筑行業也蓬勃發展起來。現代化建筑的結構設計工作中，設計人員應積極應用先進的結構設計理念以及設計方法，對建筑結構設計方案進行技術優化，以提高建筑工程整體結構設計科學性和經濟性。設計人員應不斷優化建筑平面結構布局以及細部結構，確保建筑基礎結構以及承重結構受力平衡，從而在保證建筑結構安全的基礎上減少對資源的消耗，合理控制建筑工程造價，完善建筑功能。

關鍵詞：結構優化設計;建筑工程設計;意義;應用

1結構優化設計的意義

1.1結構優化設計有利于提高建筑的安全性

不管是民用建筑還是工業建筑，建筑的安全性都直接關乎著使用者的人身安全和財產安全，所以，建筑的安全性也從來都是結構設計需要守住的最底線。在建筑結構設計中，安全性是設計人員需要堅持的最基本的原則，在此基礎上綜合考慮各方面的限制因素，提高設計的其他指標，如經濟性等。

1.2結構優化設計有利于提高建筑的經濟性

結構優化設計能夠提高建筑的經濟性是顯而易見的。結構設計方案直接決定整體項目的總造價。結構設計方案不僅包含結構體系和構件布置，也包含項目實施過程中選取的施工應用技術。目前正在應用和不斷發展的結構體系種類繁多，大的結構門類有鋼筋混凝土結構、鋼結構、混合結構，每種結構大類下又細分多種不同的結構體系。在實踐中，每種結構體系均有其擅長的應用場景，換句話說，每個工程場合都有其適合的結構體系。結構體系之下，構件布置影響著結構內部質量和剛度的分布，影響著的結構構件傳力的效率，不合理的構件布置會造成結構自身的內耗，即造成結構材料的浪費。

2結構優化設計在建筑工程設計中的應用

2.1建筑基礎結構設計優化

建筑基礎結構設計對保證建筑結構的安全穩定以及控制工程造價均會產生較大的影響，因此，要對此環節進行技術優化。目前，在建筑工程基礎結構設計中，樁基礎結構被廣泛應用。比較常見的樁基礎主要包括預制樁以及灌注樁等類型。其中灌注樁雖然能夠較好地滿足建筑基礎結構承載上部荷載、總重控制以及沉降控制要求，但是，其施工工期相對較長。而預制樁由于可以采用工廠化方式進行批量規模生產加工，所以其施工效率較高，能夠有效加快施工進度。設計人員應根據建筑工程的實際情況以及工期要求等優化選擇相應的樁基結構。同時，為了適應建筑深基坑的要求，合理控制作用于樁身以及樁端部分的地基土壓力，設計人員還應優化設計樁身長度，以降低摩擦阻力，提高樁身結構的穩定性。

2.2建筑承重結構設計優化

承重墻是建筑結構中的重要組成部分，其結構規模以及設置數量的合理性將對建筑工程整體結構的安全性、穩定性以及建筑空間的利用率等產生較大的影響，因此，需要對建筑承重墻結構設計進行技術優化。在建筑承重墻結構的設計實踐中，應采用具有及較高穩定性和強度的建筑材料提高承重墻結構的抗壓能力以及抗震能力。同時應優化承重墻的設置數量以及結構規模，雖然較大較多的承重墻設計能夠提高建筑結構的穩定性和安全性，但是會影響建筑室內空間利用率，且較不美觀，不符合現代建筑結構設計理念，所以在設計實踐中應在保證建筑結構安全穩定的基礎上將其結構規模適當減小，并提高墻體結構的抗剪能力，從而兼顧建筑結構設計在穩定性以及美觀性等方面的要求，達到技術優化的目的。

2.3建筑細部結構設計優化

建筑工程的關鍵設計細節應當體現在建筑抗震性能設計、承重結構體系設計、建筑物的隱蔽部位空間規劃設計等。工程建筑的設計規劃人員對于建筑物的各個層面規劃設計細節都要給予充分關注，防止存在土木建筑物的細節設計錯誤現象。工程設計人員必須做到準確驗證建筑物的各個區域結構荷載強度參數，并且還要嚴格保證滿足最基本的建筑抗震等級要求。建筑工程的設計人員針對工程成本因素必須給予全面考量，進而運用科學手段來節約利用現有的建筑工程資源。在目前開展實施的建筑工程施工項目進程中，項目設計人員針對工程定額如果能夠進行科學合理的確定，那么有益于項目設計單位企業給出更加完整科學的工程量編制清單。因此在實踐工作中，作為建筑工程設計的負責人員應當嚴格確保現有的建筑工程量清單能夠完整容納各項工程成本定額數據，據此形成體系化的項目成本管控實施方案。建筑工程設計的相關負責人員應當全面判斷與審查項目工程量的編制清單，防止出現遺漏建筑工程項目關鍵成本指標數據的后果。

2.4根據建筑給排水技術要求優化結構設計

給排水系統是現代建筑工程中不可或缺的組成部分，因此在對建筑結構設計進行技術優化時，應充分考慮建筑給排水系統的技術要求。給排水系統往往需要使用較多的機械設備以及管網設施，這些設備客觀上加大了建筑結構的荷載，其在施工時經常會對建筑梁柱結構造成破壞。為了保證建筑結構的安全性和穩定性，并確保給排水系統能夠正常運行，在建筑結構設計中應優化給排水設施的布設位置，并科學布設預留孔洞以及預留空間，盡量避免在后期施工時給排水管線貫穿對建筑梁柱結構的影響。對預留孔洞以及貫穿墻體應采取必要的加固處理，以確保建筑結構的穩定性。

結語

在現代建筑結構設計工作中，應運用現代化的結構設計理念以及先進的技術手段對建筑結構主體、平面、細部以及各相關結構設計環節進行優化。同時，在建筑結構設計中還應結合現代電氣系統技術要求、給排水系統技術要求等優化建筑結構設計方案，完善建筑功能。此外，現代建筑結構設計還應充分考慮建筑外觀美觀性要求等要素，通過對設計方案的技術優化全面提高建筑結構設計的水平和質量，使建筑工程更加安全、穩定、美觀且具有較高的經濟性和美觀性，從而推動我國建筑行業的現代化發展。

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