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［摘要］本文通過對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義和相關(guān)問題分析，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行探討研究，為類似的項目和建筑設(shè)計優(yōu)化提供借鑒。

［關(guān)鍵詞］建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化方法

進入21世紀，我國經(jīng)濟進入快速發(fā)展時期，城市化建設(shè)和日益增長的人民物質(zhì)文化生活需要，以及大量資本的流入，使城市建筑得到了大力的發(fā)展；幾代建筑者的辛勤工作和付出，不斷總結(jié)經(jīng)驗，逐步形成了具有行業(yè)規(guī)范的設(shè)計體系。經(jīng)濟合理、安全實用是建筑設(shè)計的基本原則，也是建造者和使用者達成合作的基礎(chǔ)，這一原則在行業(yè)中有著舉足輕重的作用。這就要求建造者必須非常了解和精通建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，有扎實的專業(yè)知識和豐富的工作經(jīng)驗，對于建筑結(jié)構(gòu)有很好的把控能力，對相關(guān)的經(jīng)濟數(shù)據(jù)和專業(yè)數(shù)據(jù)十分精通。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的兩個重要意義

1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可以降低投資成本，節(jié)約資金。同樣建設(shè)的建筑標準，一樣的占地面積，如果建筑的樓層越高，可用面積增加越多，單位面積的建設(shè)成本就會降低，節(jié)約用地的同時還可以降低成本。例如居民住宅樓的建設(shè)，同樣的占地面積，建設(shè)多層的住宅和建設(shè)高層的住宅相比，高層的住宅面積遠遠超過多層，同樣的土地投資成本，高層的單位面積會大大降低，節(jié)約成本；而且，高層的建設(shè)為建筑提高了更多可用的空間，從采光、視野、通風、環(huán)境等多個角度提高可用空間，減少了因多層建設(shè)采光不好等多方面的考慮因素帶來的成本投入。最后，也是最為關(guān)鍵的部分。建筑結(jié)構(gòu)成本、土石方，地基處理成本和設(shè)施安裝，裝飾施工等構(gòu)成了整個建筑成本，其中費用占比在50%以上的是建筑結(jié)構(gòu)成本，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化對整個建筑的成本控制起重要作用，優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)是降低成本的有效措施。1.2進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟。性同樣的占地面積，建筑的樓層越高，需要的建筑材料越多，隨著樓層的增加，墻體的重量和建筑主體的重量會不斷增加，地基和墻面的承載力增加，并且所需要的水電的管道和勞動力都會相應(yīng)增加；相反，樓層低，建筑材料減少，建筑高度降低，防御自然災(zāi)害的能力增強，會降低建設(shè)成本。眾所周知，當柱體接近于圓形時，周長會相應(yīng)減少，且承重能力增強，所以當建筑面積相同，建筑平面形狀會影響建筑的成本，只有當建筑平面形狀接近于圓時，才能最大限度的達到經(jīng)濟，實用、安全的建筑標準。

2建筑結(jié)構(gòu)存在的問題探討

2.1建筑結(jié)構(gòu)存在超高的問題。為了降低建筑的風險和提高抗災(zāi)害的能力，在建筑抗震規(guī)范中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計處理方法與之前大不相同，發(fā)生了很多的變化。在實際的建筑中，出現(xiàn)過很多類似的建筑，由于建筑超高，嚴重超出規(guī)定的建筑高度，導致相關(guān)部門審查不通過，設(shè)計方需要重新收集數(shù)據(jù)，重新開專題會議進行研究論證，對建筑存在的問題進行修正，給建筑設(shè)計的工期、成本和整體建筑布局造成重大不良影響。2.2建筑結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題。建筑結(jié)構(gòu)必須遵循實用性和經(jīng)濟性的原則。在一些居民小區(qū)，為了增加建筑面積，部分建筑單位對室內(nèi)和陽臺部分進行不規(guī)則設(shè)計，導致實際驗收工作滿意通過，后期整個項目整改既影響了樓體的安全性和穩(wěn)固性，也增加了建筑成本，所以設(shè)計者要嚴格避免此類不必要的設(shè)計結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，以免造成重大的損失，給工作帶來被動和麻煩。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是為了實現(xiàn)經(jīng)濟、安全、適用、便于施工等目的，達到“經(jīng)濟適用”房的標準。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法是實現(xiàn)目的的有效手段，通過對建筑結(jié)構(gòu)方案，屋蓋系統(tǒng)、圍護設(shè)計、造價、承載力等幾個關(guān)鍵方面運用數(shù)學模型進行測算，結(jié)合實際工作，因地制宜，實現(xiàn)建筑綜合經(jīng)濟效益最大化。3.1運用設(shè)計模型進行測算。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型運用了許多數(shù)學概念和模型，在保證一定參數(shù)不變的情況向，通過變量的變化，獲得最佳值。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化也運用了這一思想，建立數(shù)學模型，科學合理的進行數(shù)值的取值，從而實現(xiàn)經(jīng)濟合理的目的。模型要保證兩個方面：（1）設(shè)計變量的合理選擇。對建筑結(jié)構(gòu)有重要作用的參數(shù)作為變量，比如：屋蓋、圍護等，對設(shè)計要求影響較大，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，通過對參數(shù)的變化，多次測算，得出最佳答案值。（2）將建筑的約束條件考慮結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，如：結(jié)構(gòu)強度、裂縫寬度、尺寸要求等因素也要納入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，使建筑設(shè)計符合行業(yè)規(guī)范的要求。3.2選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。衡量結(jié)構(gòu)方案應(yīng)該從結(jié)構(gòu)之間的融合性、建筑抵御自然災(zāi)害的能力、和建筑之間協(xié)調(diào)作用能力三個方面考慮。首先，結(jié)構(gòu)之間要有關(guān)聯(lián)性，保證建筑的承載力和剛度；其次，建筑的安全性要求建筑結(jié)構(gòu)之間必須具備抵御自然災(zāi)害以及其他風險的能力，如圓形平面設(shè)計優(yōu)于其他不規(guī)則設(shè)計，既能降低成本，又能提高建筑本身的承載力和抗災(zāi)力。最后，設(shè)計方案需充分考慮和處理好工程建筑中各部件間的協(xié)調(diào)作用和一致性，保證設(shè)計方案的實用性、經(jīng)濟性及安全性。目前，一方面，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口的不斷增加，城市化進程使得建筑得到快速發(fā)展，城市建筑，交通建設(shè)都需要得到更多可能的擴張；另一方面，我國國土資源緊張，各級政府都在出售土地使用權(quán)，可用的資源減少。這種嚴峻的局勢使得建筑不斷向高層發(fā)展。

4結(jié)束語

高層建筑的發(fā)展和建筑群的發(fā)展都對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求，既要降低建筑成本，保障建筑安全性，又要滿足使用者的使用需求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅關(guān)系到成本投入，更關(guān)系到建筑的安全，是一項非常復(fù)雜的工作。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的專業(yè)科目比較廣泛，相對繁多，并且有些問題現(xiàn)在的技術(shù)也不能有效的解決。本文通過對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義和存在的問題進行探討分析，提出應(yīng)對措施，希望能夠在實踐中得到證實，促進我國建筑設(shè)計水平的提高，促進建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻

[1]李運超.基于土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化分析[J].建材與裝飾，2018（40）：61-62.

[2]謝靜.探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題及應(yīng)對措施[J].建材與裝飾，2018（21）：99-100.

作者:王志富 單位:天津星凱房地產(chǎn)開發(fā)有限公司