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建筑结构优化设计分析

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摘要：随着科技的不断发展，人们的生活水平也越来越高，对于居住的质量需求也越来越高，因此，建筑不再是一味追求安全经济，而是对建筑物外观、内观设计的明显提高，促进了建筑结构设计中优化技术的快速发展。

关键词：建筑结构；优化设计

引言

在我国社会不断发展，国民生产总值不断攀升的背景下，建筑结构设计人员要对建筑结构进行进一步的优化设计，不断提高建筑的安全性、经济性和功能性。因此，探究建筑结构优化设计对于整个建筑行业的发展具有积极的促进意义。

1建筑结构设计优化的重要性

建筑结构设计的合理程度不仅与建筑的安全性息息相关，而且与建设成本、建筑物整体外貌、建筑物内部结构等具有直接关系，在建筑过程中占据重要地位。随着现代化建筑理论的快速发展以及社会对建筑物需求理念的转变，由单一的居住型逐渐向疗养型、生活居住型、休闲型等多元化发展，这就使得建筑结构设计优化技术更加重要。因此，在熟练掌握基本建筑结构设计理论的基础上，展开建筑结构多元化优化设计逐渐成为当前建筑企业生存的有利因素。此外，在现代化建筑领域以高层建筑物、复杂建筑物为主体，尤其是对地下空间资源的利用程度越来越高，这就为建筑结构优化技术提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建设成本。因此，发展建筑结构优化技术具有重要的现实意义。

2建筑结构优化设计原则

在当下建筑结构优化设计时主要围绕下述几方面的原则：首先，安全设计原则。安全是建筑结构的第一要素，设计人员在建筑结构优化设计时需要将安全作为首要目标，不能为了降低成本而刻意简化建筑结构，影响建筑结构的安全性和稳定性；其次，功能性设计原则。在当下大众对于建筑功能有着较多的要求，因此在具体的优化设计时，设计人员需要结合大众需求，尽可能设计出一个功能丰富、实用的建筑结构，从而为建筑使用者提供更好的功能性服务。最后经济设计原则。对于建筑施工企业来说，降低房建成本，提高经济效益对于其发展有着极其重要的意义和作用，因此在建筑结构优化设计时，设施人员要在不影响建筑安全性和稳定性的前提下，优化相关建筑结构，减少材料使用和成本投入，不断提高建筑工程的经济效益。

3建筑结构优化设计措施

3.1优化工程结构设计布局

结构设计要考虑建筑的使用，科学的布局和合理的设计提高工程的整体性能。具体可以从以下三个方面入手:(1)选择合适的结构形式。根据建筑层数、抗震设防类别、设防烈度，选择合适的结构形式，布置水平和竖向承重构件;(2)优化平面布置。建筑结构平面宜简单、规则，减少结构的扭转，不超限，剪力墙尽量对齐;(3)优化竖向布置。竖向传力路径应明确，竖向宜布置规则，尽量避免转换层尤其高位转换。

2.2细部优化设计

一方面应注重建筑结构的整体设计，一方面也应注重结构的精细化设计。如竖向构件（主要指柱）根据其截面、配筋、混凝土强度等级等竖向分段设计，可节约材料，同时让竖向刚度从小往上缓慢减小，有利于计算参数更容易满足规范要求。住宅结构设计时，因其柱网一般较密，梁板跨度较小，楼板设计时应考虑采用较大强度的钢筋（如三级钢），除个别大客厅板按计算配筋外，其他满足最小配筋率即可；对次梁箍筋，宜采用强度较小钢筋（如一级钢），除个别大跨度次梁外，其他次梁箍筋满足规范规定的最小配筋要求即可。

2.3建筑上部结构优化

随着城市现代化建设进程的不断加快，城市可供建设用地的面积越来越少，导致城市高层建筑物越来越多。建筑物层数越多，对地基承载力要求越高，可能有诱发的地基不均匀沉降问题更加突出。因此对建筑上部结构的优化显得尤为重要。在建筑上部结构的优化过程中常表现为剪力墙的优化过程，应注意以下几个方面内容：①在优化过程中要确保剪力墙质量的均匀程度，若优化不合理导致剪力墙质量不均匀，就会使得剪力墙不同位置的受力状况存在明显差异，在施工过程中可能导致局部剪力墙受力过大而破裂；②确保楼层平面刚度中心和结构重心重合，若二者重合，则导致受力重心发生偏移，进而使得承重墙的受力不平衡，不仅容易造成不均匀沉降等问题，还容易造成承重墙局部受力过大引起承重墙局部破裂等现象；③尽可能的消减外载荷的扭转作用，在建筑上部结构中不可避免的存在外载荷的影响，若外载荷量过大，则产生的扭转作用更加强烈，容易影响或改变整体受力状况。因此，在优化过程中应结合建筑结构特征，选用大开间剪力墙，尽可能的增加墙肢数量，在确保建筑楼层平面刚度满足设计要求的基础上，尽可能的减少混凝土使用量。

2.4优化基础结构设计

在进行基础结构设计时，首先在设计优化前要先做好对施工当地地质地形、自然环境等条件的实地考察，收集和分析相关数据，在此基础上制定科学合理的设计方案，并根据可能会遇到的问题制定解决预案。如常用的基础形式及经济性优