结构设计优化分析

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摘要：在保证安全的前提下进行优化设计在保证安全的前提下进行优化设计，可以节省建筑材料使成本降低，减少环境污染，还可以使建筑空间加大，达到建筑结构长远的经济效益筑结构长远的经济效益，也保证了结构的科学合理性。

关键词：建筑结构；优化设计；要点

1前言

随着我国建筑行业的不断进步随着我国建筑行业的不断进步，城市建设力度的加大，一批批建设项目拔地而起批批建设项目拔地而起，城市建设投入大量的资金，土地和建材等资源材等资源，也成为社会环境污染，资源紧张的原因之一。同时各行各业对建筑结构认识的也在提高各行各业对建筑结构认识的也在提高，都对建筑结构提出更高的要求高的要求，建筑结构部分花费的时间和资金成本在整个建筑工程中所占比例不容小觑工程中所占比例不容小觑，而建筑结构的优化在保证结构安全的前提下全的前提下，综合考虑建筑性能的各个因素，充分利用建筑材料的性能料的性能，降低建筑材料及人工成本，提高建筑的长远经济效益效益。

2建筑结构设计优化的意义

建筑艺术是我国的传统文化建筑艺术是我国的传统文化，论具有悠久的历史。随着时代的变迁时代的变迁，在建筑的设计方面，有了较大的变化，在注重建筑实用价值的基础之上筑实用价值的基础之上，对艺术设计也有了一定的要求。不管是传统的建筑还是现代的建筑管是传统的建筑还是现代的建筑，建筑结构设计，都是围绕着几个核心部分来进行的几个核心部分来进行的，包括安全性、建筑过程的便利性、经济性以及美观性济性以及美观性。这些因素在房屋结构设计中是要考虑的几个因素个因素。人们对居住环境的要求越来越高，基本要求就是让建筑结构有足够的安全性和功能性建筑结构有足够的安全性和功能性。建筑结构在建筑施工成本中占据较大的比例本中占据较大的比例，只有在保障工程施工质量的前提下优化建筑结构设计化建筑结构设计，才能最大限度的降低建筑施工成本。实现生态和经济效益的完美组合生态和经济效益的完美组合。

3结构设计优化的要点

在遵循设计规范在遵循设计规范，满足建设方的使用要求的前提下，降低工程成本工程成本，使工程达适用，安全，经济，美观和便于施工这五方面的最佳结合面的最佳结合，这就是优化设计。优化设计首先是建筑方案优化优化，在建筑前期的方案设计中，结构设计人员应充分融入其中中，建筑设计往往追求外观的新奇，不计成本，不考虑抗震，越是复杂的不规则的建筑抗震性能越差是复杂的不规则的建筑抗震性能越差，建筑成本越高。应该追求简约而美的设计理念追求简约而美的设计理念，选择规则的平面和立面，避免过大的外挑和内收的外挑和内收，避免薄弱层，尽量不设转换层，尤其是高位转换换，保持受力的均衡。优化设计其次是结构方案的优化优化设计其次是结构方案的优化，首先就是结构形式的选择选择，通过对建筑的高度、功能、结构的破坏形式、整体性、刚度度、结构与地基的关系等多方面综合考虑，选择恰当的结构形式式。使建筑形体，结构体系和刚度分布达到平衡，根据抗震结构中薄弱环节或关键控制点进行针对性的优化构中薄弱环节或关键控制点进行针对性的优化。由于地震的预测难度较大预测难度较大，地震发生对人类的生命和财产造成巨大损失，因此建筑设计对结构设计人员提出了更高的要求因此建筑设计对结构设计人员提出了更高的要求。在对房屋结构进行优化设计时应侧重抗震方案的设计结构进行优化设计时应侧重抗震方案的设计，采用多道设防方法方法，当地震来袭时，房屋的次要构件可以消耗一部分地震能量量。尽量避免抗震性能不好含钢量还相对较高的结构形式，如异形柱结构和短肢剪力墙结构如异形柱结构和短肢剪力墙结构。总之在提升房屋结构抗震能力的同时能力的同时，让设计成本也有所下降。其次就是结构布置其次就是结构布置，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置，在早期迅速速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算算、传力路径简捷明确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算运算，同时要有多道防止破坏的防线，例如结构构件布置要均匀匀，有利于缩小建筑的刚度中心和质量重心的距离，减小结构扭转效应扭转效应，最大程度保持抗侧力构件的原始形态。结构布置也应尽可能的连续也应尽可能的连续，均匀，避免刚度，承载力和传力途径的突变变，如不能避免应将突变限制在某一楼层或几个楼层出现敏感的薄弱部位感的薄弱部位，从而减少这些部位在水平作用下产生过大的应力集中或过大的变形应力集中或过大的变形，导致结构破坏。结构布置以超静定为主为主，不设计或少设计成静定结构。在整个建筑工程中在整个建筑工程中，基础的造价占有相当大的比重，结构设计人员一般注重结构的安全可靠度设计人员一般注重结构的安全可靠度，而对基础的经济分析比较缺乏足够的重视比较缺乏足够的重视。基础优化能节省总造价的55%~15%。当然基础方案的选择是最重要的当然基础方案的选择是最重要的，根据土层特征、分析上部结构和地下结构结合周围建筑情况构和地下结构结合周围建筑情况，从各个基础形式的特点，材料用量料用量，施工难易程度，施工的工期进行综合分析比较。基础能浅埋时尽量浅埋能浅埋时尽量浅埋，节省了土方开挖量。基础截面的选择以满足冲切及抗剪的前提下满足冲切及抗剪的前提下，配筋大部分为构造配筋。例如某工程基础原设计使用的是筏板基础工程基础原设计使用的是筏板基础，由于成本的问题对该结构进行优化设计构进行优化设计，将筏板基础改为独立基础加防水板，独立基础厚度较原先筏板基础的厚度加大础厚度较原先筏板基础的厚度加大，但防水板厚度较筏板减小小，同时构造配筋大幅度降低，整体降低了工程造价，同时防水板也增加了基础的整体刚度水板也增加了基础的整体刚度，对不均匀沉降起到一定的作用用，也满足了承载力的要求，使建筑材料减少，施工周期缩短短。桩基础的优化也很重要，根据地基状况和现场施工情况选择桩的类型及基础形式选择桩的类型及基础形式，最大程度降低工程成本，再通过地基持力层的状况分析所需要的桩长基持力层的状况分析所需要的桩长，多个方案进行比较推敲，从而筛选出最优的设计方案从而筛选出最优的设计方案。优化设计的思想落实到各个环节优化设计的思想落实到各个环节，细部优化也很重要。（1）结构计算首先输入合理的计算参数结构计算首先输入合理的计算参数，（2）按精细化的要求准确的输入荷载准确的输入荷载，然后布置梁板柱，例如梁宽度尽量控制在350350mm以下以下，否则需要四肢箍，梁高的增加比梁宽增加更有效效，尽量把梁布置成连续梁，对挠度控制有利。次梁间距要控制好制好。（3）层间位移角和位移比尽量接近规范限值层间位移角和位移比尽量接近规范限值。（4）墙柱轴压比接近规范限值且大部分为构造配筋压比接近规范限值且大部分为构造配筋。（5）梁板配筋率在经济配筋率范围内等济配筋率范围内等。((6)设计图纸便于施工设计图纸便于施工。

4结束语

优化方法的技术性性实现优化方法的技术性性实现，需要设计人员有丰富的经验积累积累，在处理问题时可以更灵活的选择方案，更充分的判断可行性行性，最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。适用，安全，经济经济，美观和便于施工是进行建筑工程设计的一般原则而这五个方面各有所重五个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的设计往往是这五个方面的最佳结合个方面的最佳结合。

作者:陈天静 单位:大连奥世建筑设计有限公司

参考文献：

[1]闫新红,王雄飞.浅谈房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].房地产导刊,20142014(2):89~91．

[2]杨栋.浅谈房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].建筑工程技术与设计,20152015(32):11~13．