论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国科技水平不断提高，建筑业也随之迅猛发展。近年来，我国建筑工程的高度和规模都在不断提升，这就对其稳定性和安全性提出了更高的要求，所以必须在建筑工程的设计阶段对建筑结构的设计进行优化。基于此，文章介绍了当前建筑结构设计中的不足之处，并对建筑结构设计在建筑工程中的具体应用及优化方法进行介绍，希望可以进一步提升我国建筑工程的质量。
[关键词]建筑结构设计；建筑工程；现状；优化设计
中图分类号：TU973.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0190-01
1 建筑结构设计的基本内容
1.1 建筑结构的分类
建筑结构设计在进行划分时，要依据建筑层数及建筑物之间的距离进行合理的建筑结构规划设计，通常情况下建筑结构设计分为：单层结构设计、高层结构设计、多层及多高层结构设计，这主要是从建筑结构特点上对其进行分类。还有一些建筑结构设计是按照主体材料进行分类的，如钢结构、混合结构、木结构等。从这个意义上来讲，在进行建筑结构分类的过程中，多数设计者要依据建筑的特点及特殊性进行合理分类，方能使得建筑结构设计在进行设计的过程中得到有效的发挥。
1.2 建筑结构的设计原则
（1）基础方案合理在进行建筑设计之前，都需要进行建筑方案的制定，建筑基础方案也是进行建筑结构设计的第一个步骤。在进行基础方案的制定中，需要考虑多种因素，例如建筑周围的环境、地质条件、气候条件等，方案要根据建筑的实际需求来制定。建筑结构基础方案，需要完善的施工地质调查报告作为依据，要充分发挥地基的作用。地基有时候会发生变形，因此在进行建筑基础方案制定的时候，也要考虑到这种情况，制定应对方案。另外，设计单位还需要对建筑物进行综合分析，特别是建筑物的负荷以及上部结构，根据分析机构来改善基础方案，使基础方案变得更加适合，有利于提高建筑物的设计质量和经济效益。
（2）计算简图精确计算简图设计是建筑设计中的重要内容。在进行建筑结构设计时，需要对很多的数据进行分析并进行计算，而要进行准确地计算简图是基础，建立在计算简图基础之上的计算才更加精准，设计出来建筑才会更加安全和牢固。因此，计算简图的设计质量一定要控制好。建筑物结构点是计算简图中是一个难点，设计人员要建筑结构节点进行深入研究，以便提高计算简图的精确性、控制计算简图的误差、保证建筑结构设计的质量。
（3）结构措施完善结构措施完善也是建筑结构设计过程中需要注意的一条原则。建筑在施工的过程中，会用到很多的设备和材料，这些设备和材料的性质以及结构会对建筑产生一定影响，因此，在进行基础结构设计的时候，要采取措施来让建筑得更加完善。例如在进行建筑设计时，要考虑到结构组件的延展性以及温度对建筑物的影响。另外，设計人员在进行建筑设计时，还需要注意建筑物中的薄弱环节，根据相应的情况，需要采取完善建筑结构的措施，采取的措施也要遵循一定的原則，即强剪弱弯、强压弱拉、强柱弱梁，对建筑结构措施进行完善，才能保障建筑功能的正常发挥以及建筑的安全。
2 建筑结构设计的应用及优化策略
2.1 选择合理的优化计算方案
在进行方案设计的过程中，设计者要充分考虑当前的施工过程中的内部和外部环境，确保各种因素能够在可行的范围之内。借助对约束条件以及非线性优化问题等的具体研究和分析，最计算方案之中选取最适合当前施工状况的方案，从而确保方案设计更具有合理性。
2.2 概念设计与细部结构设计优化相结合
在缺乏详细数据的情况下，我们可以通过概念设计的方法来实现设计的优化。例如，在对建筑物的抗震能力进行设计时，因为地震的强度是不确定因素，我们无法找到与之对应的计算方法，因此，就可以引入概念设计的方法，将数值作为辅助依据。并在设计过程中结合结构设计优化的方法，从而使优化设计达到最佳效果。此外，在设计过程中，设计人员必须对结构的西部进行优化设计，例如，在进行现浇混凝土施工中，异形板料的弯曲部位十分容易开裂，为此，我们可以将其简化为矩形板，再选择钢筋，这样就可以降低凝土开裂的概率，既能满足建筑物结构的基本需求，又能够实现安全和经济的目标。
2.3 整体与局部优化
每一个建筑项目的设计都包括两类特点，即复杂性和层次性。就复杂性而言，内容一般包括零部件选取、建筑原料选取以及结构类型的选取等；而层次性则主要包括建筑设计体系、建筑安装设计体系和结构体系等方面的内容，三个不同的体系其下属体系也较多，在房屋结构的设计工作中，设计人员应优化其每一个下属体系，冲破横向关联，实现工程叠加。所有的房屋建筑不仅要进行局部的优化，更应该注重整体的全面优化，这样才能够真正实现房屋结构的设计优化的意义。
2.4 房屋基础地基优化设计
当前，房屋结构建筑设计过程中最重要的就是地基的设计，因此为了保证房屋建筑整体的优化设计我们首先要保证地基结构的优化设计。近年来，随着我国建筑行业的不断发展，社会主义市场经济管理体系对地基的具体标准也提出了新的要求，为保障房屋建筑满足客户的使用功能，我们必须依据建筑物的实际情况，进行实地勘测与合理化制定。除此之外，优化设计过程中还要遵循“节省造价”的原则，通过对比，选取最佳设计方案。
2.5 建筑工程项目结构设计的协调优化
我们应该在保证建筑工程结构和建筑整体平面的相互配合的前提下对房屋建筑结构设计进行合理优化设计，达到建筑项目结构合理安全、外观质量好的目的。建筑系统也要尽量简便，墙与柱不可错位，房屋高度与截面面积需高度统一。另外在电梯和楼梯的设计过程中，应该选用高强度的称重构建来降低自重，保证应力集中的转角区域安全性能达到要求。
2.6 对于钢筋混凝土框架结构设计优化
对于一些钢筋混凝土框架结构体系的建筑，可以针对不同构件采用不同的安全系数进行优化设计从以往出现的垮塌事故工程进行事故原因调查及分析可知，仅由楼盖或楼盖梁问题导致的结构整体破坏的工程实例极少，大多是由于墙、柱等竖向构件破坏而导致结构整体垮塌，或由结构整体失稳造成结构破坏；而且现浇钢筋混凝土楼板的约束作用可以在很大程度上提高楼盖梁的承载能力，因此在框架结构设计优化过程中，可以根据不同构件在结构中的重要性及实际承载能力，采用不同的安全系数，保证竖向构件、独立构件及静定结构构件的安全系数，适当调整楼板和楼盖梁的约束和控制参数，这样调整既可以降低工程造价，又可以满足结构的安全度，达到合理优化的目的。
结语
通过建筑结构设计优化，不仅可以有效降低预算成本和工程造价，还可以满足建筑的功能要求。在此过程中，需要强调的是经济收益、建筑质量应当兼顾，在建筑结构设计优化过程中，既要实现经济效益的最大化，又要强化结构设计的技术性。
参考文献
[1] 李能能，董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理，2013，12：73-75.
[2] 周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2014，01：117.
[关键词]建筑结构设计；建筑工程；现状；优化设计
中图分类号：TU973.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0190-01
1 建筑结构设计的基本内容
1.1 建筑结构的分类
建筑结构设计在进行划分时，要依据建筑层数及建筑物之间的距离进行合理的建筑结构规划设计，通常情况下建筑结构设计分为：单层结构设计、高层结构设计、多层及多高层结构设计，这主要是从建筑结构特点上对其进行分类。还有一些建筑结构设计是按照主体材料进行分类的，如钢结构、混合结构、木结构等。从这个意义上来讲，在进行建筑结构分类的过程中，多数设计者要依据建筑的特点及特殊性进行合理分类，方能使得建筑结构设计在进行设计的过程中得到有效的发挥。
1.2 建筑结构的设计原则
（1）基础方案合理在进行建筑设计之前，都需要进行建筑方案的制定，建筑基础方案也是进行建筑结构设计的第一个步骤。在进行基础方案的制定中，需要考虑多种因素，例如建筑周围的环境、地质条件、气候条件等，方案要根据建筑的实际需求来制定。建筑结构基础方案，需要完善的施工地质调查报告作为依据，要充分发挥地基的作用。地基有时候会发生变形，因此在进行建筑基础方案制定的时候，也要考虑到这种情况，制定应对方案。另外，设计单位还需要对建筑物进行综合分析，特别是建筑物的负荷以及上部结构，根据分析机构来改善基础方案，使基础方案变得更加适合，有利于提高建筑物的设计质量和经济效益。
（2）计算简图精确计算简图设计是建筑设计中的重要内容。在进行建筑结构设计时，需要对很多的数据进行分析并进行计算，而要进行准确地计算简图是基础，建立在计算简图基础之上的计算才更加精准，设计出来建筑才会更加安全和牢固。因此，计算简图的设计质量一定要控制好。建筑物结构点是计算简图中是一个难点，设计人员要建筑结构节点进行深入研究，以便提高计算简图的精确性、控制计算简图的误差、保证建筑结构设计的质量。
（3）结构措施完善结构措施完善也是建筑结构设计过程中需要注意的一条原则。建筑在施工的过程中，会用到很多的设备和材料，这些设备和材料的性质以及结构会对建筑产生一定影响，因此，在进行基础结构设计的时候，要采取措施来让建筑得更加完善。例如在进行建筑设计时，要考虑到结构组件的延展性以及温度对建筑物的影响。另外，设計人员在进行建筑设计时，还需要注意建筑物中的薄弱环节，根据相应的情况，需要采取完善建筑结构的措施，采取的措施也要遵循一定的原則，即强剪弱弯、强压弱拉、强柱弱梁，对建筑结构措施进行完善，才能保障建筑功能的正常发挥以及建筑的安全。
2 建筑结构设计的应用及优化策略
2.1 选择合理的优化计算方案
在进行方案设计的过程中，设计者要充分考虑当前的施工过程中的内部和外部环境，确保各种因素能够在可行的范围之内。借助对约束条件以及非线性优化问题等的具体研究和分析，最计算方案之中选取最适合当前施工状况的方案，从而确保方案设计更具有合理性。
2.2 概念设计与细部结构设计优化相结合
在缺乏详细数据的情况下，我们可以通过概念设计的方法来实现设计的优化。例如，在对建筑物的抗震能力进行设计时，因为地震的强度是不确定因素，我们无法找到与之对应的计算方法，因此，就可以引入概念设计的方法，将数值作为辅助依据。并在设计过程中结合结构设计优化的方法，从而使优化设计达到最佳效果。此外，在设计过程中，设计人员必须对结构的西部进行优化设计，例如，在进行现浇混凝土施工中，异形板料的弯曲部位十分容易开裂，为此，我们可以将其简化为矩形板，再选择钢筋，这样就可以降低凝土开裂的概率，既能满足建筑物结构的基本需求，又能够实现安全和经济的目标。
2.3 整体与局部优化
每一个建筑项目的设计都包括两类特点，即复杂性和层次性。就复杂性而言，内容一般包括零部件选取、建筑原料选取以及结构类型的选取等；而层次性则主要包括建筑设计体系、建筑安装设计体系和结构体系等方面的内容，三个不同的体系其下属体系也较多，在房屋结构的设计工作中，设计人员应优化其每一个下属体系，冲破横向关联，实现工程叠加。所有的房屋建筑不仅要进行局部的优化，更应该注重整体的全面优化，这样才能够真正实现房屋结构的设计优化的意义。
2.4 房屋基础地基优化设计
当前，房屋结构建筑设计过程中最重要的就是地基的设计，因此为了保证房屋建筑整体的优化设计我们首先要保证地基结构的优化设计。近年来，随着我国建筑行业的不断发展，社会主义市场经济管理体系对地基的具体标准也提出了新的要求，为保障房屋建筑满足客户的使用功能，我们必须依据建筑物的实际情况，进行实地勘测与合理化制定。除此之外，优化设计过程中还要遵循“节省造价”的原则，通过对比，选取最佳设计方案。
2.5 建筑工程项目结构设计的协调优化
我们应该在保证建筑工程结构和建筑整体平面的相互配合的前提下对房屋建筑结构设计进行合理优化设计，达到建筑项目结构合理安全、外观质量好的目的。建筑系统也要尽量简便，墙与柱不可错位，房屋高度与截面面积需高度统一。另外在电梯和楼梯的设计过程中，应该选用高强度的称重构建来降低自重，保证应力集中的转角区域安全性能达到要求。
2.6 对于钢筋混凝土框架结构设计优化
对于一些钢筋混凝土框架结构体系的建筑，可以针对不同构件采用不同的安全系数进行优化设计从以往出现的垮塌事故工程进行事故原因调查及分析可知，仅由楼盖或楼盖梁问题导致的结构整体破坏的工程实例极少，大多是由于墙、柱等竖向构件破坏而导致结构整体垮塌，或由结构整体失稳造成结构破坏；而且现浇钢筋混凝土楼板的约束作用可以在很大程度上提高楼盖梁的承载能力，因此在框架结构设计优化过程中，可以根据不同构件在结构中的重要性及实际承载能力，采用不同的安全系数，保证竖向构件、独立构件及静定结构构件的安全系数，适当调整楼板和楼盖梁的约束和控制参数，这样调整既可以降低工程造价，又可以满足结构的安全度，达到合理优化的目的。
结语
通过建筑结构设计优化，不仅可以有效降低预算成本和工程造价，还可以满足建筑的功能要求。在此过程中，需要强调的是经济收益、建筑质量应当兼顾，在建筑结构设计优化过程中，既要实现经济效益的最大化，又要强化结构设计的技术性。
参考文献
[1] 李能能，董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理，2013，12：73-75.
[2] 周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居（下旬刊），2014，01：117.