论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国国民经济水平的不断提高，人们对精神及物质方面的追求也越来越高，同时更加注重居住的舒适性和安全性。衣食住行自古就是人类最基本的需求，对于现代人来说，居住问题仍然是人们共同关注的问题。面对建筑需求越来越丰富的市场，如何使我们的建筑结构更加合理、外形更加美观、居住更加舒适、造价更为低廉都是需要我们设计人员去考虑的问题。所以，对新时代的建筑结构设计方案优化要从结构整体的安全性、工程的成本核算、完工后的使用及外观和功能需求等各个方面来考虑。
[关键词]建筑结构；设计；优化设计
中图分类号：S211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0111-01
1.建筑结构设计优化的意义
一个合理的建筑结构设计方案中，除了要满足建筑结构的抗震目的，还要保证建筑工程的稳定性、安全性和经济性，这就需要对结构设计进行合理的调整。而完善的建筑结构设计，可以提升建筑工程整体的刚度，且保持均匀和对称的实际效果，那么在地震的作用下也能够保障建筑结构的安全性和稳定性。比如在对高层建筑工程进行设计时，合理的建筑结构设计可以在保证抗震安全的基础上，对材料成本进行有效控制，能使建筑使用空间更合理，并且降低建筑工程的总造价。因此，对建筑结构设计进行优化有重要的意义。
2.建筑结构设计优化的基本原则
2.1 功能性
在进行建筑结构设计的过程中，应最大发挥建筑结构的科学性及合理性，这是至关重要的。其功能性主要体现在建筑施工结束后与建筑结构使用过程中所产生的相关经济效益。对建筑结构设计功能进行充分发挥，从而在一定程度上提升建筑结构的整体使用率。
2.2 绿色环保
当下，伴随人们生活水平的不断提升，建筑环保材料的使用将更多地应用于建筑结构的设计中，不但降低了环境污染率，在一定程度上还有效提升了建筑工程的质量，保证了人们居住环境的整体安全。
2.3 安全性
安全性是进行建筑结构设计的首要原则，进行建筑结构设计的过程中，应保证各构件、各环节的安全性以及实际可操作性，并与实际的施工作业有效结合，只有在实践中充分使用建筑结构设计，才能使其发挥最佳作用。
2.4 经济性
在进行建筑结构设计的过程中，也应考虑其经济性，使其经济成本尽可能地降低，不断创新建筑结构设计，这是当今时代的发展趋势，起初为木石结构，接着是混凝土结构，现今则使用的是钢结构。例如：钢结构中，通常情况下钢结构的优化结构为空间网架，其优点在于造价很低、受力较均匀、质量较轻；还有工形梁这一结构的使用，可将建筑物的施工材料有效节省，将经济成本降低。
3.建筑结构设计优化新方法
3.1 概念设计与细部结构设计优化相结合
概念设计方法主要是针对于建筑结构设计数据不全的情况进行其优化设计工作的。如建筑物的抗震结构设计环节，因为地震的不可预测性，造成设计人员无法进行针对性的抗震结构设计，所以，采用概念设计的方法，通过收集的数据进行辅助从而进行设计。在进行设计换机中需要引入优化设计的方式，保证其抗震结构设计的最佳效果。除此之外，在设计中，其设计人员需要根据建筑属性进行设计。例如对于现浇的混凝土，由于其异形板料弯曲，因此很容易发生开裂，对此，可以通过矩形板与钢筋的选择和确定，减小其混凝土开裂的问题发生，从而保证工期建筑结构设计的质量，实现其建筑经济效益。
3.2 外形优化方法
外形优化方法有助于设计员对其建筑结构框架的调整，同时对建筑内部形状进行相应的完善，从而保证其建筑结构优化的设计质量和效率。第一，设计员很有必要在进行结构设计之前对建筑物的整体状况进行科学全面的分析和调研，根据我国的现行的建筑结构设计要求进行建筑结构的调整和完善。外形优化方法能够对建筑结构外形进行一定的区分，在进行应用过程中，通过杆系结构和连续性结构的应用进行其划分。在进行杆系结构外形设计中，一般是将其建筑结构的节点进行关键点的制定，同时作为设计变量，从而保证其建筑外形结构优化设计工作的顺利进行。
3.3 房屋结构与电气的协调优化
对于房屋建筑工程而言，电气工程是建筑工程的施工环节之一，在设计房屋的结构过程中，需要将房屋结构与电气相应的工作进行相应的结合和协调。电气管线在进行安装过程中，对于楼板处的安装工程，会大大的影响房屋结构的正常施工工作。由于电气管线是需要经过房屋结构梁体的穿过，从而保证其电气管线的作业安全。以此，在进行建筑结构的设计过程中，需要严格的遵循建筑顺序，首先进行建筑梁体孔洞预埋工作，随后进行电气管线预埋孔洞位置的明确，和对孔径大小的明确工作。同时，很有必要将梁体宽度进行相应的考虑，保证与墙体厚度的相统一，保证其梁侧平面与墙体一侧的相吻合，保证电气管线裸露的正常性。建筑梁体内的孔洞数量是比较多，所以很有必要对建筑的电梯房结构进行相应的设计，保证其设计强度的规范性。
3.4 桩基础的具体优化
一般而言，建筑工程的桩基基础主要有两部分，分别有灌注桩和预制桩，由于灌注桩的施工标准比较高，所以相应的优化流程就相对比较复杂，在实际的操作过程中的困难是比较多的。所以，在实际的工程中，需要进行预制桩的科学使用，将施工程序进行相应的降低，降低其工程的成本，最大程度的提升房屋建筑的施工质量。同时注重其与电气和给排水等施工环节的优化和协调。
3.5 柱子截面和柱网布局的优化设计
建筑物内部的柱网布局，决定了相互柱子间的间距，柱网的一般尺寸是6～12m左右，间距小会导致传力线路缩短，上面部分结构的材料便可节省，这种情况会导致建筑物基础结构造价增加，所以柱网布局的合理性影响着整个工程造价。同时，柱子的截面大小和形状也会影响工程造价，所以要建筑设计优化中要着重考虑到柱网布局和柱子截面这两种情况。
3.6 拓补优化设计
采用拓补优化的方法是建筑结构设计优化的有效措施，可帮助设计人员找到建筑结构理想化的分布形式，对建筑结构的刚度和其他属性的具体分析，通过拓补的优化实现减少建筑结构重量的目的，从而有效提升建筑物性能。设计人员在建筑结构设计的实践中，要充分认识到拓补优化方法的长处，并提高自身思维的逻辑性，使设计人员在建筑结构设计优化过程中充分考虑到建筑结构的经济效益。
3.7 梁的优化设计
对于建筑物的结构设计一般采用矩形截面来做受弯梁，这种情况降低了建筑材料的利用率。因为，靠近中和轴的材料应力较低，并且，梁弯矩会因为梁的长短变化而变化。大部分区段的应力较低，使得很多材料无法全面利用，提高材料利用率的方法可以采用平面桁架来代替矩形梁，这种梁架相当于掏空架，去掉了多余的材料，不但减轻梁的重量，而且节省了材料，可谓既经济又实惠。
3.8 钢筋和砼的优化设计
在建筑结构设计优化的过程中，要合理的选择钢筋的型号和砼的标号。钢管砼结构是一种新型的结构，它是将砼填入圆形钢管内部，将两种材料进行结合，增强钢管壁的稳定性，从而提高抗壓强度和抗变形能力。在相同的承载力下，钢管砼的材料要比钢结构材料节约一半的钢材，这样大大节省了工程材料成本。
结束语
总之，建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，可以进一步优化房屋结构设计，提高房屋结构设计的合理性。在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，要遵守一定的应用步骤，注意应用要点，实现房屋结构优化目标。
参考文献
[1] 张义.建筑结构优化设计新方法探析[J].江西建材，2016，（24）：48.
[2] 邵西顺.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].河南建材，2016，（05）：125-126.
[3] 程勇.浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰，2016，（12）：93-94.
[4] 刘保忠.浅谈剪力墙在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥，2016，（01）：97.
[关键词]建筑结构；设计；优化设计
中图分类号：S211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）14-0111-01
1.建筑结构设计优化的意义
一个合理的建筑结构设计方案中，除了要满足建筑结构的抗震目的，还要保证建筑工程的稳定性、安全性和经济性，这就需要对结构设计进行合理的调整。而完善的建筑结构设计，可以提升建筑工程整体的刚度，且保持均匀和对称的实际效果，那么在地震的作用下也能够保障建筑结构的安全性和稳定性。比如在对高层建筑工程进行设计时，合理的建筑结构设计可以在保证抗震安全的基础上，对材料成本进行有效控制，能使建筑使用空间更合理，并且降低建筑工程的总造价。因此，对建筑结构设计进行优化有重要的意义。
2.建筑结构设计优化的基本原则
2.1 功能性
在进行建筑结构设计的过程中，应最大发挥建筑结构的科学性及合理性，这是至关重要的。其功能性主要体现在建筑施工结束后与建筑结构使用过程中所产生的相关经济效益。对建筑结构设计功能进行充分发挥，从而在一定程度上提升建筑结构的整体使用率。
2.2 绿色环保
当下，伴随人们生活水平的不断提升，建筑环保材料的使用将更多地应用于建筑结构的设计中，不但降低了环境污染率，在一定程度上还有效提升了建筑工程的质量，保证了人们居住环境的整体安全。
2.3 安全性
安全性是进行建筑结构设计的首要原则，进行建筑结构设计的过程中，应保证各构件、各环节的安全性以及实际可操作性，并与实际的施工作业有效结合，只有在实践中充分使用建筑结构设计，才能使其发挥最佳作用。
2.4 经济性
在进行建筑结构设计的过程中，也应考虑其经济性，使其经济成本尽可能地降低，不断创新建筑结构设计，这是当今时代的发展趋势，起初为木石结构，接着是混凝土结构，现今则使用的是钢结构。例如：钢结构中，通常情况下钢结构的优化结构为空间网架，其优点在于造价很低、受力较均匀、质量较轻；还有工形梁这一结构的使用，可将建筑物的施工材料有效节省，将经济成本降低。
3.建筑结构设计优化新方法
3.1 概念设计与细部结构设计优化相结合
概念设计方法主要是针对于建筑结构设计数据不全的情况进行其优化设计工作的。如建筑物的抗震结构设计环节，因为地震的不可预测性，造成设计人员无法进行针对性的抗震结构设计，所以，采用概念设计的方法，通过收集的数据进行辅助从而进行设计。在进行设计换机中需要引入优化设计的方式，保证其抗震结构设计的最佳效果。除此之外，在设计中，其设计人员需要根据建筑属性进行设计。例如对于现浇的混凝土，由于其异形板料弯曲，因此很容易发生开裂，对此，可以通过矩形板与钢筋的选择和确定，减小其混凝土开裂的问题发生，从而保证工期建筑结构设计的质量，实现其建筑经济效益。
3.2 外形优化方法
外形优化方法有助于设计员对其建筑结构框架的调整，同时对建筑内部形状进行相应的完善，从而保证其建筑结构优化的设计质量和效率。第一，设计员很有必要在进行结构设计之前对建筑物的整体状况进行科学全面的分析和调研，根据我国的现行的建筑结构设计要求进行建筑结构的调整和完善。外形优化方法能够对建筑结构外形进行一定的区分，在进行应用过程中，通过杆系结构和连续性结构的应用进行其划分。在进行杆系结构外形设计中，一般是将其建筑结构的节点进行关键点的制定，同时作为设计变量，从而保证其建筑外形结构优化设计工作的顺利进行。
3.3 房屋结构与电气的协调优化
对于房屋建筑工程而言，电气工程是建筑工程的施工环节之一，在设计房屋的结构过程中，需要将房屋结构与电气相应的工作进行相应的结合和协调。电气管线在进行安装过程中，对于楼板处的安装工程，会大大的影响房屋结构的正常施工工作。由于电气管线是需要经过房屋结构梁体的穿过，从而保证其电气管线的作业安全。以此，在进行建筑结构的设计过程中，需要严格的遵循建筑顺序，首先进行建筑梁体孔洞预埋工作，随后进行电气管线预埋孔洞位置的明确，和对孔径大小的明确工作。同时，很有必要将梁体宽度进行相应的考虑，保证与墙体厚度的相统一，保证其梁侧平面与墙体一侧的相吻合，保证电气管线裸露的正常性。建筑梁体内的孔洞数量是比较多，所以很有必要对建筑的电梯房结构进行相应的设计，保证其设计强度的规范性。
3.4 桩基础的具体优化
一般而言，建筑工程的桩基基础主要有两部分，分别有灌注桩和预制桩，由于灌注桩的施工标准比较高，所以相应的优化流程就相对比较复杂，在实际的操作过程中的困难是比较多的。所以，在实际的工程中，需要进行预制桩的科学使用，将施工程序进行相应的降低，降低其工程的成本，最大程度的提升房屋建筑的施工质量。同时注重其与电气和给排水等施工环节的优化和协调。
3.5 柱子截面和柱网布局的优化设计
建筑物内部的柱网布局，决定了相互柱子间的间距，柱网的一般尺寸是6～12m左右，间距小会导致传力线路缩短，上面部分结构的材料便可节省，这种情况会导致建筑物基础结构造价增加，所以柱网布局的合理性影响着整个工程造价。同时，柱子的截面大小和形状也会影响工程造价，所以要建筑设计优化中要着重考虑到柱网布局和柱子截面这两种情况。
3.6 拓补优化设计
采用拓补优化的方法是建筑结构设计优化的有效措施，可帮助设计人员找到建筑结构理想化的分布形式，对建筑结构的刚度和其他属性的具体分析，通过拓补的优化实现减少建筑结构重量的目的，从而有效提升建筑物性能。设计人员在建筑结构设计的实践中，要充分认识到拓补优化方法的长处，并提高自身思维的逻辑性，使设计人员在建筑结构设计优化过程中充分考虑到建筑结构的经济效益。
3.7 梁的优化设计
对于建筑物的结构设计一般采用矩形截面来做受弯梁，这种情况降低了建筑材料的利用率。因为，靠近中和轴的材料应力较低，并且，梁弯矩会因为梁的长短变化而变化。大部分区段的应力较低，使得很多材料无法全面利用，提高材料利用率的方法可以采用平面桁架来代替矩形梁，这种梁架相当于掏空架，去掉了多余的材料，不但减轻梁的重量，而且节省了材料，可谓既经济又实惠。
3.8 钢筋和砼的优化设计
在建筑结构设计优化的过程中，要合理的选择钢筋的型号和砼的标号。钢管砼结构是一种新型的结构，它是将砼填入圆形钢管内部，将两种材料进行结合，增强钢管壁的稳定性，从而提高抗壓强度和抗变形能力。在相同的承载力下，钢管砼的材料要比钢结构材料节约一半的钢材，这样大大节省了工程材料成本。
结束语
总之，建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，可以进一步优化房屋结构设计，提高房屋结构设计的合理性。在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，要遵守一定的应用步骤，注意应用要点，实现房屋结构优化目标。
参考文献
[1] 张义.建筑结构优化设计新方法探析[J].江西建材，2016，（24）：48.
[2] 邵西顺.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].河南建材，2016，（05）：125-126.
[3] 程勇.浅谈概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰，2016，（12）：93-94.
[4] 刘保忠.浅谈剪力墙在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥，2016，（01）：97.