探究建筑结构优化设计

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1、探究建筑结构优化设计摘要：作者结合工程经验和理论依据，对建筑结构优化设计过程屮的材料选用、构件设计和整体结构布局3个主要因素进行分析，探讨建筑结构优化设计的实现手段，为未来建筑结构设计者进行结构优化设计提供参考。关键词:建筑结构；优化设计；分析中图分类号：TU318文献标识码：A引言建筑结构设计就是建筑结构设计人员对所要施工的建筑的表达。而建筑是人类物质生存环境的重要载体。近年来，节能环保型社会建设理念的不断深入人心，进一步加剧了建筑的需求者与供应者对建筑结构优化设计的需要。建筑结构的优化设计，不但满足了投资者控制建筑投资成

2、木的目标，而且更加符合使用者对建筑本体功能的需求，从而实现了社会整体经济效益的最大化。因此，建筑结构的优化设计，在市场经济下的节能环保型社会越来越成为可行。1建筑结构优化设计的基本理论结构优化设计不应仅仅在结构木身，而是应包括建筑的各方面，科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计，是非常重要的。建筑结构的优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段、建设阶段。在建筑工程的决策阶段，确定结构优化设计所要达到的总体目标，满足木体功能，最大程度保障安全性,缩减投资成本；在建筑工程的设计阶段

3、，确定每一个子系统及整体结构的优化布局；在建筑工程的建设阶段，以结构优化设计为建设原则，组织建设好每一个子系统从而实现整体结构优化布局。决策阶段结构优化选择是关键，设计阶段结构优化设计是核心，建设阶段结构优化建设是基础，3个阶段互相验证、互为补充、缺一不可。建筑结构优化设计的基本要求：(1)功能性建筑是人类的基础物质牛存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类対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、I办调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。(2)

4、安全性建筑作为人类生存的基础生存坏境，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來致命的危害。因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。(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

5、材料的使用量，节省建设材料使用成木。(4)环保性建筑结构设计的环保性是继经济性之后的•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，在结构优化的整休布局中，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I口材料的处理与应用，更不能忽略建筑未来使用过程屮对坏境产生的重要影响。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。2建筑结构优化设计的策

6、略、安全与经济2.1结构优化设计中的材料选用基于物理学与建筑学的基本原理，建筑结构各个点、线、面都呈现出一定的力学承载力特征，而力学承载力木身的载体就是材料，通过各种材料的配置，加强构件的强度、刚性与延展性，钢筋混凝土材料的打造适应了这一趋势。工程实践证明，钢筋混凝土的结构设计中，梁柱是主要的承受载体，打造钢筋混凝土梁柱能局部提高梁柱的抗压力。因此，在工程建设实践屮，采用高标号的钢筋混凝土，可以减少梁柱等构件的横截面，减轻结构木体的重量，同时也扩大了使用空间；而梁板以受弯为特性，采用高强度钢筋，能科学合理的减少钢筋的使用量。

7、另外，结构建设者应科学合理的匹配钢筋混凝土结构中钢筋与混凝土的投放比例，最大限度发挥钢筋混凝土复合材料的复合特殊性能，所以在高层建筑结构中，在结构的转换层、受力复杂的衔接点部位与大跨度结构上，釆用型钢混凝土、预应力混凝土是比较好的选择，同时保证高层建筑功能性、安全性、经济性的最大化性能发挥。在建筑结构设计与建设过程中，存在非常多的钢筋混凝土现浇板中混凝土标号过高的情况，一味追求高标号混凝土是没有任何意义的，高标号的混凝土无法理想发挥其强度性能，反而为抵抗高强混凝土较大的收缩变形和满足最小配筋率要求，板中钢筋的配筋量却相继增加

8、，直接导致钢筋的使用量增加，间接影响工程投资成本的提高。2.2结构优化设计屮的构件布置建筑结构优化设计中的构件布置主耍涉及梁、柱子、剪力墙的布置与设计。目前，高层建筑的结构设计大多采用框架-剪力墙结构体系，这种体系由钢筋混凝土框架和钢筋混凝土剪力墙2部分组成,框架的梁柱为刚接，框架与剪力墙