浅析建筑结构优化设计措施

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　　[摘 要]在建筑领域应用优化设计，不仅可行而且十分符合节约能源，保护环境的可持续发展观。结构优化设计作为一种基于计算机的快速自动设计过程，可以在满足规范等约束条件下得优化的设计方案，降低成本造价，提高结构性能，增大使用空间，缩短施工工期，是设计者追求的终极目标在建筑领域应用和推广结构优化设计更有着不同寻常的意义，对设计单位、开发商、百姓都是好消息，它是惠及百姓的环保设计理念，具有前瞻性，会带来多赢。
　　[关键词]建筑结构；设计；优化措施
　　中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0164-01
　　1 建筑结构优化设计的好处
　　1.1 现代建筑结构的优化设计，已经逐渐被业界人士所认可，在建筑中加强建筑结构的优化，是现在建筑工作者的一个重要使命。在建筑过程中，先进的优化方案就会节约很多不必要的物质消耗，节省工期，节省原材料，在单位面积提供更大的空间。同时建筑结构的优化也能给人带来赏心悦目效果。
　　1.2 对于建筑我们基本都是本着适用、经济、安全、美觀和利于施工的几个方面进行施工的，我们的建筑结构优化就是综合了这几点，利用数学等相关科学，进行分析处理，选择一个更为合理的方案进行施工，这样就保证的建筑的美观、安全、经济、适用等性能。同时减少了不必要的的损失，比如在钢的优化结构里，钢材的用量就是一个很大的问题，我们在进行这个问题的优化结构分析时候，就会参考多种因素，如受力因素，装修面积因素等等。综合各种因素在一起就可以利用数学等理论进行分析，选择合理、简单、安全、节约的施工方案。
　　2 建筑结构优化设计的基本要求
　　2.1 功能性
　　建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。对功能性的满足也不再局限于传统的实用性功能，而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。
　　2.2 安全性
　　建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。
　　2.3 经济性
　　建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。
　　2.4 环保性
　　建筑结构设计的环保性是继经济性之后的一大更高要求，建筑结构优化设计过程通过材料选用品种的环保、整体布局的环保来体现可持续的发展理念。在建筑资源的材料选用方面，在保证建筑本体功能性、安全性的基础上，最大可能的选择节能环保型材料，同时，在结构优化的整体布局中，不仅强调建筑主体内部结构的统一与环保，也包括建筑建设过程中废旧材料的处理与应用，更不能忽略建筑未来使用过程中对环境产生的重要影响。另外，材料选用的环保、整体布局的环保也是结构优化设计过程中安全性的体现。
　　3 加强建筑结构优化设计的有效措施探究
　　3.1 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。
　　3.2 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。
　　3.3 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。
　　3.4 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。
　　结语
　　结构优化设计不应仅仅在结构本身，而是应包括建筑的各方面，比如，提高建筑空间利用率、增加建筑投入使用后的舒适度和提高建筑的经济效益（性价比）等。为此，科学地确定建筑结构优化设计几项基本要求并有效地按照这些基本要求去进行建筑结构设计，是非常重要的。
　　参考文献
　　[1]卢建勇.如何搞好房屋建筑结构的优化设计[J].规划设计.2012，（04）.
　　[2]黄冠新.对建筑的结构优化设计研究[J].建材与装饰.2010，（04）.
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