刘春华
身份证号：42080319770201**** 四川 成都 610000
摘要：随着社会不断向前发展，人们对建筑质量的需求也越来越高，建筑项目设施之前对其进行结构设计优化，全面提升建筑功能，已经成为建筑企业增加自身竞争力的最佳手段。结构设计要确保建筑在合理使用年限范围内，经受一定程度的偶然荷载、地震作用及其突发事件，保证其建筑安全性，本文主要围绕建筑结构设计优化策略进行全面分析研究，旨在促进建筑行业的健康发展。
关键词：建筑结构；结构设计；优化策略
1.引言
当前，人们对建筑的要求向多样化方向发展，建筑形式与风格等也有了极大变化，对结构设计而言，不仅要求建筑具备应有的安全性，同时也要具备美观性、实用性以及功能性等等，这就对建筑结构设计提出了更高要求。随着新材料、新技术的广泛应用于建筑行业，结构设计工程师更应掌握新材料、新技术的力学特性，将其合理运用于建筑的相应部位中，达到改善优化结构设计之目的。当前形势下，建筑企业对建筑项目结构设计足够的重视，不断进行建筑结构设计优化，提高建筑结构设计的安全性以及整体性等，促使建筑布局以及建筑风格更加契合当代人民对建筑的需求。
2.建筑结构优化设计理念
由于设计者本身的设计经验、计算方法、工程素质差异，不同设计院对结构设计的文化底蕴的差异，以及所在地区的人文、地质情况的差异等原因，导致了建筑结构结果文件存在较大的差异，这就使得结构优化设计成为必然。建筑结构优化并非只是单一方面，其中包括选择合理的结构体系、建筑外形以及建筑布局等等，建筑结构优化设计首先要考虑建筑的安全性，注意结构竖向和平面布置保持一定的规则性：抗震设计时，结构的抗侧力构件宜上下连续贯通；竖向设计要求楼层质量均匀分布，本层楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍；不同的结构类别具体要求有差异[[]]。在平面布置时宜简单、规则、对称，减小偏心，减少扭转的影响；最好不要有大开洞或者大悬挑，保证楼层具备应有的刚度。对建筑整体的高宽比、刚重比、剪重比、层间位移等控制应严格按规范要求执行，还应注意沉降缝、伸缩缝的设置。除此之外，也要充分考虑人们使用的便利性，针对建筑结构空间进行合理规划。再者，鉴于目前国家对环保节能的重视，建筑结构优化设计需要强调建筑环保作用；同时，经济性是建筑结构优化设计重点考虑的必要问题，但是需要以保证建筑项目工程质量为基本要求，通过相应的设计方式，实现缩减建筑项目建设资金投入的目的。
3.结构优化设计策略
3.1 结合场地地形进行优化设计
进行建筑结构设计之前，首先针对项目建设场地的地形地质进行熟悉，通常结构设计师是通过地勘报告以及甲方提供的其他资料获得场地土信息，对于项目场地较为复杂的情况，结构工程师应进行实地踏勘，在此基础上进行合理设计，以便对建设成本进行有效掌控，合理利用现场有利地形，促进后期施工效率的提升。如果是对处于高设防烈度或高风压地区的建筑项目，应在项目规划前期做好实地勘察工作，根据场地地形与建筑项目的用途进行建筑结构设计，合理布置剪力墙的位置和墙长，提升建筑整体抗侧力，加强建筑稳固性；若是建筑项目位于山地、坡地区域，要根据现场场地条件进行建筑设计，减少挖填作业，降低施工量，例如进行车库设计，可以采用半地下形式，可以保留绿化面积不受影响，达到保证绿化率的作用。
3.2 优化结构设计模型
对于建筑整体结构来说，结构建模是其中具有关键性作用的一项内容，所谓结构模型就是使用计算机以数学方法描述物体之间的空间关系，建模过程中依据它们相互之间及与所在的二维或三维空间的关系精确放置，要能够正确反映拟建建筑的实际受力状态，确保数据模型与实际受力构件、节点在力学的理论相符合，而不是一味追求模型逼真。
模型参数的确定，要根据拟建建筑的实际情况来输入，注意地震分组、抗震设防烈度、场地土类别、地震加速度参数的输入，抗震措施是否需提高或降低，特征周期值是否准确，务必做到参数的准确性。
在输入荷载时应以《建筑结构荷载规范》为计算荷载的依据，需注意平面荷载、线荷载的确定与输入，如有覆土的地下室、密集柜书库、设备机房、消防车荷载等特殊荷载应准确输入，汽车通道及客车停车库，分为单向板和双向板楼盖，注意按实际情况确定荷载输入。此外，有可能出现人流密集的场所：如无固定座位的看台、高层建筑的疏散楼梯等容易错误输入的地方。
3.3 优化计算结论的理性分析
结构模型计算结果出来之后，需要对建筑结构设计方案进行全面性分析，注意核对刚重比、剪重比、层间位移、结构周期要符合相应的规范限制要求，如建筑各振型的参与质量之和不应小于总质量的90%，应严格按规范要求执行。个别指标不满足规范要求，应找到原因并加以调整，有的指标是由于建筑方案缺陷的原因造成，应会同建筑人员对建筑方案加以调整，使之各种指标均达到规范要求。
计算通过的模型，在绘制施工图时，还应考虑施工的可行性，所以在此过程中，设计单位可以与项目管理单位、施工单位、业主、监理单位等各个部门人员共同协商探讨，合理采用各单位人员的建议，详细讨论每个设计方案的优势与缺陷，同时结合具体施工与成本预算等方面的原因进行分析，确定最为理想的建筑结构设计方案。
3.4 地基基础优化设计
在建筑工程中，地基基础工程尤为重要，须对此给予充分重视。当利用压实填土作为地基持力层时，对压实填土应提出压实系数和土质的质量要求，如填方设计的内容包括填料性质、压实机械的选择、密实度要求和检验方法等，对于重大的填方工程，须在填方设计前选择典型的场区进行现场实验，取得填方参数后才能进行填方设计与施工。此外，对地下有岩洞、地道、古墓等特殊情况，应处理后方可进行基础设计与施工。
对于建筑结构来说，基础工程是其中具有关键性作用的一项内容，建筑项目基础工程设计优化，是设计人员必须谨慎对待的工作内容。使用桩基作为基础时，可以根据地质情况，选择合理的桩基形式，桩基的形式对建筑造价影响较大。采用其他形式的地基时，应注意地下水对建筑的影响，若地下水位较高，应选用合适的抗浮措施。
3.5 相关专业施工协调工作优化设计
在建筑项目中，结构设计与电气、暖通、给排水管道设置紧密相关，所以，在建筑结构优化设计中，设计人员要注意各专业之间的协调性，尤其是地下室周边的剪力墙，遇入户电气、给排水管穿墙时，应注意预留洞，同时还应注意防水措施。对各专业预留管道预留孔洞的尺寸与位置进行合理设计，有效保证其准确性，为电气、暖通、给排水系统的顺利施工提供有利条件，其他各专业管线可采用综合布线系统，减少管道之间的搭接交错，占用最小尺寸的空间，降低层高，保证最大的利用空间。
结语
对于建筑结构优化设计，除了对上述具体结果进行优化设计，还要重视某些细节以及关键节点的设计工作，设计人员需要对此进行全面考虑，比如说采用有效手段消除建筑所在场地、周边环境以及天气变化等原因有可能对建筑造成的影响。随着人们对建筑功能的需求越来越多样化，为了满足人们不同的要求，保证各建筑功能系统能够稳定有序运转，必须充分重视建筑结构优化设计，有效提高建筑的安全性与整体性，实现建筑各方面的功能，促使建筑发挥最大的使用价值，高质量地服务于大众。
参考文献：
[1]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[2]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[3]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)北京:中国建筑工业出版社, 2011.
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[5]张波.探讨房屋建筑结构设计的优化技术[J].建材与装饰,2019,(11): 138-139.
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