建筑结构优化设计分析冯玲玲

建筑结构优化设计分析冯玲玲

冯玲玲

湖北省天一建筑设计有限公司武昌分公司湖北武汉430070

摘要：社会经济的发展带来了建筑行业的规模化运行，建筑经济也成为整个国民经济组成中的重要部分。投资效益最大化是投资者普遍的价值诉求。在建筑行业中，重视建筑结构的优化，实现成本的有效控制提升经济效益已经成为一条重要路径。本文的主要内容就是从建筑结构的角度出发，探析如何通过设计优化来提升建筑整体的安全质量与经济效益。

关键词：建筑结构；优化；设计

前言

建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑类型与功能越来越复杂，建筑的数量日渐增多，建筑的结构体系也是越来越多样化，因此结构设计也越来越成为建筑结构工程设计工作的难点与重点。

一、我国建筑工程结构设计现状

建筑结构设计是工业与民用建筑设计中不可缺少的一部分，对于工程的质量和安全有很大的影响，因此，在进行建筑结构设计之前，一定要对其进行深入合理的考虑和分析，以确保设计的可行性、合理性、安全性、高效性等。但是在现有的建筑结构设计中，总会出现预想不到的状况，致使结构设计出现问题，从而导致在后续的工程建设过程中出现各种各样的状况。这样既造成了施工时间和施工材料的浪费，增加了建设单位的成本、降低了建设单位的经济效益，又使得施工单位不能及时完成工程进度，从而也令设计单位的形象和信誉受到严重影响。

因此，在强化施工人员的施工技术水平、提高对施工材料和施工进度要求的同时，还要提高建筑结构设计的质量。好质量的结构设计可以减少在后续工作中出现不合理现象，也可以有效的促进工程快速、高效的完成，只有这样，才能在根本上提高建筑工程的质量问题。因此，建筑结构设计的优化设计势在必行。

二、加强建筑结构优化设计的有效措施探究

1、对于建筑结构的选型要合理

在建筑结构设计中，对于建筑结构的选型也是相当重要的，只有选型正确，才能让建筑物能够承受自己的重力，不致于出现超负荷的状况。只有建筑的承受力达到标准，那么建筑因为水平力的作用而发生的侧移就在可控的范围内，才能保证建筑的安全。因此，要对建筑物的使用的空间和功能要求进行考虑，才能选择正确的建筑结构型式。不同的建筑结构的选型，会导致建筑在空间和高度上的不同。只有能够正确的进行建筑选型，那么才能保证建筑结构的受力均匀，对抗震和抗风等情况也有明显的效果。

2、计算控制好轴向的承受力

对于一些层数比较低的建筑，其建筑的结构设计中可以简化对轴向的承受力的计算。在进行这样的建筑设计时，一般只要对建筑的弯矩受力进行考虑就可以，因为其轴力在该建筑中的作用不是很大。但是，对于高层建筑的情况就不同了，尤其注意在建筑结构设计中对轴向的承受力的计算和控制。高层建筑物一般其高度都是比较高的，所以所需的轴向的承受力也相应的增加，同时因为高度的增加而导致的轴向会更容易出现变形的情况，因此对轴向的承受力的设计更是要严格的把控。因为建筑的高度，从而导致了轴向力变大和负弯矩值减小，那么对下料的长度也会有影响。所以必须对建筑的轴向承受力进行精确的计算，然后做合适的调整，才能保证建筑的结构设计的完整和安全性。

3、加大对结构延性的关注度

在建筑的结构设计中，其中一个重要的组成因素就是结构的延性。随着经济的发展，导致了环境的破坏，一些自然灾害也频频发生。其中比较常发生在我国的一种自然灾害就是地震，一旦发生地震，人们的生命财产都会受到威胁。因此，如果在建筑结构设计上考虑到加强抗震的功能，那么对人身安全也是一种保护。对于比较高的建筑，其在发生地震时，建筑的结构非常容易发生变形，那么如果在之前的建筑结构设计中有很好的考虑到建筑的延性，那么就能减少建筑的倒塌。在地震的级数比较大时，如果建筑物的延性设计比较高，那么可以给人们争取更多的时间逃离建筑内部。在现在建筑中，主要是由混凝土建构而成，一般是非弹性的状态，而延性又有很好的伸缩性，这样即使发生地震，延性也能吸收震动的能量，从而保证了建筑的安全。因此，必须加强对建筑结构的延性，这样才能使建筑更有伸缩性。

4、重视水平和侧移方面的设计

对于建筑的水平的承载力的设计和侧移的设计，是建筑结构设计中不可忽视的一部分。在现在建筑结构设计中，一般建筑要重视垂直方向的轴向承受力，而在高层建筑中会更加重视水平承载力。因此，在进行建筑的结构设计中，特别是对高层建筑的建造，，一定注重对其水平的承载力进行精密的计算。同时因为高度的关系也影响到侧移的大小，因此对结构侧移的设计直接关系到建筑的稳固性。随着建筑高度的不断的增加，在进行建筑结构设计时要保证结构的强度和抗侧移的能力，即使发生侧移，也能在可控范围内。因此，必须注重对建筑结构的水平和侧移的承受力，才能保证建筑的安全性[3]。

三、建筑结构优化设计在基础工程中的应用

基础工程的造价占建筑物总土建成本的比重较大，合理的基础选型及优化设计可以大大节约建造成本。常用的基础形式主要有以下几种：

1、独立基础

独立基础通常分为刚性独立基础和柔性独立基础，是整个或局部结构物下的无筋或者配筋的单个基础。独立基础在柱下基础中应用广泛，柱底内力和地基承载力是设计基础断面尺寸的依据。独立基础在柱距较大时造价成本较低。在独立基础设计中常常为了提高地基变形能力的整体性和抗震能力而采用拉梁进行适当拉结。独立基础还多用于多层建筑的上部结构是框架体系、地基承载能力较高的情况。

2、条形基础

条形基础根据字面意义也可以理解，是基础长度远远大于其宽度的一种基础形式。条形基础是房屋建筑工程中的一种基本结构形式，经常会采用刚性基础和钢筋混凝土柔性基础。刚性基础常用砖、毛石做基础，其抗压性能好，但是抗拉性和抗剪性较弱，主要用于低于5层的房屋建筑。如果刚性基础用于上部结构荷载大、地基承载能力差、地基不均匀的工程，由于拉力和剪力过大，会出现裂缝、下沉的现象，此时可以使用钢筋混凝土条形基础来满足抗弯要求。地基不均匀可以通过增加肋梁来增强抗弯能力，调整不均匀沉降。如果地基承载能力较高，地基也比较均匀，可以适当增加房屋层数。刚性基础最大的优点是施工周期短、造价成本低。钢筋混凝土柔性基础是一种均衡的基础形式，在抗压、抗拉、抗弯和抗剪性等性能中都能发挥一定的优势，通常用于地基承载能力较弱、上部荷载较大、基础埋深较大的房屋建筑中。

3、筏形基础

具有较大的整体刚度是筏板基础最大的特性，能够将墙、柱、梁的不均匀沉降进行合理的调整。当地基承载能力较弱，地基土质分布不均匀，而房屋建筑上部结构荷载较大，即使采用十字交叉条形基础也无法满足时，可采用筏形基础。筏形基础又可分为平板式和梁板式两种。平板式筏形基础通常在上部结构荷载相对较大时采用，可以采用较大的筏板厚度，形成厚板基础，也可局部增加板厚，如带柱墩的筏板基础；梁板式筏形基础通常在上部结构荷载较小时采用，以免梁的高度过大。筏形基础是一种在技术、工期和经济上都比较均匀合理的基础形式，但是在设计的过程中还是需要结合建筑的具体情况来选择使用。

4、桩基础

桩基础的历史悠久，已经经过了长期的发展。桩基础具有整体刚度强、承载力高、沉降小的特点。桩基础是深基础的一种形式。以下情况均可以用于桩基础：当建筑上部结构荷载较大、地基较软时，用桩基础把荷载传至下层地基；天然地基上的浅基础沉降过大，即使进行地基处理也满足不了要求；对沉降要求较高的建筑物，就算地基承载能力不错，为了沉降值不超过规定范围而需要采用桩基础。

四、结语

随着社会主义市场经济的发展，我国建筑事业得到不断发展，加强建筑结构优化设计是房屋建筑质量的重要保障，建筑质量得到了提高，人们的生命财产安全才不会受到威胁，因此，探讨房屋建筑结构优化设计的方法措施是非常有必要的。

参考文献：

[1]朱以旭.对建筑结构优化设计的探讨[J].门窗,2014,04:278.

[2]陶世伟.TaoShiwei.建筑结构设计的优化设计研究[J].城市建筑,2013,24:67.

[3]刘沂川.关于建筑结构设计优化法在房屋结构设计中的应用探究[J].科技创新与应用,2014,13:220.