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基于土木工程建筑结构设计的优化分析张帅

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第32期作者：张帅

[导读] 摘要：建筑结构设计优化方法在建筑结构设计当中地位是非常高的，其影响到了整个土木工程建筑结构的合理性，影响到了整个土木工程建筑的施工质量，施工成本以及建筑企业的经济效益等。

        济南中建建筑设计院有限公司山东省济南市 250101
        摘要：建筑结构设计优化方法在建筑结构设计当中地位是非常高的，其影响到了整个土木工程建筑结构的合理性，影响到了整个土木工程建筑的施工质量，施工成本以及建筑企业的经济效益等。因此，对建筑结构设计优化方法进行分析，从上述几个方面进行具体的实施，对优化建筑结构设计效果，提升土木建筑工程的施工质量，减少成本支出，更好地满足现代人的居住需求等具有非常重要的意义。
        关键词：土木工程；建筑结构设计；优化分析
        1土木工程建筑结构和经济效益之间的关系
        设计单位在进行土木工程建筑结构设计优化时，首先需平衡土木工程建筑结构安全与经济效益之间的关系，这是其进行结构设计优化技术应用的基础。对于土木工程建筑，其建设成本与结构设计之间有着很大的关系，结构设计是否合理、优化，将直接决定实际造价。因此，在对土木工程建筑结构进行设计优化之前，有必要从建筑层数和用地面积、建筑体型和经济以及土木工程建筑结构和设备三个方面之间的关系加以分析，从而为后续的土木工程建筑结构设计优化工作做好前提工作。
        1.1建筑层数和用地面积之间的关系
        在实际工程中，随着建筑物层数的不断增加，其高度也会相应增加，随之带来的是，相邻建筑之间的距离也需增加，从而增加用地面积，即建筑物层数与用地面积之间具有一定的关系。因而，设计单位在实际工程结构设计过程中，需尽可能的减少用地面积，增加建筑工程的层数，以此来降低建设成本，这同时也是土木工程建筑结构设计优化设计的重点。
        1.2建筑体型和经济性之间的关系
        如果两个土木工程的建筑面积相同，而其中一个工程的平面形状呈圆形或圆形相对较多，其前期墙体所消耗的面积就会相对较小，成本上也就相对较低。经过相关专家的研究发现，建筑构件平面形状呈方形或者圆形可具有良好的力学性能，同时可在很大程度上减少相关辅助材料和设备的使用。因此，设计单位在对建筑结构进行设计优化的过程中，还需从建筑物的平面形状等方面加以考虑和合理选择，以降低建筑结构设计的成本，从而提高经济效益。
        1.3土木工程建筑结构和设备之间的关系
        随着现代土木工程高度的增加，其给排水管道和电气设备的材料需求量也越来越大，土木工程的设计成本也会因此而提高。因此，设计单位在土木工程建筑结构进行设计优化时，可对这一方面加以合理考虑及具体应用。设计单位在进行土木工程建筑结构设计优化时，需综合分析建筑结构和建筑设备之间的关系，根据不同土木工程建筑结构的特点，根据工程实际情况，选择设计优化方法。在保证建筑工程质量的前提下，选择一些性价比高的建筑结构类型，合理配置相关建筑设备及材料，以此来降低建筑结构设计及施工成本，并最终提高资金利用率。
        2建筑结构设计优化方法应该坚持的原则
        2.1功能性
        土木工程建筑不仅要满足人类的居住需求，还需要具备其他的功能。现代社会人们的物质文化水平不断地提升，对于住宅的居住要求也在不断地提升，所以在建筑结构设计当中满足功能性要求也是基本原则之一，这样才能够为用户提供更加良好的居住体验。
        2.2经济性
        建筑结构设计涉及的内容是非常多的，设计活动、施工活动都需要相应地原料以及技术组成，所以对建筑结构设计方法进行优化，可以在很大程度上减少浪费，节约成本。在物质生活水平提升的同时，土木工程建筑施工的成本也在提高，在设计施工中很容易因为成本问题产生矛盾，无法很好地满足项目所需的各种条件，所以工程项目的设计人员必须对经济问题多加考虑，在保证安全的基础上管控成本，对资金支出问题进行严格地控制，做好预算规划等，这样才能够保证整个工程项目的如期进行。

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        2.3安全性
        在土木工程建筑结构设计当中安全是最基本的，房屋施工质量和安全问题直接关系着人们的居住的舒适性，关系着人们的人身财产安全等，所以在建筑结构设计方法的优化过程中坚持安全性是基础。在土木工程建筑设计当中影响因素是很多的，部分不当因素的出现必然会给房屋施工埋下安全隐患，发生安全性的问题。所以，为了避免此类事故的发生，加强安全管理，重视安全教育，多考虑安全性的因素。同时，还需要考虑建材的节约性、环保性等问题，严格避免资源浪费，提升资源的利用效率。
        3建筑结构设计优化方法在建筑结构设计当中的具体应用
        3.1整体设计方案的优化
        在建筑结构设计优化方法的实施过程中，对方案进行科学地设计是前提，重点可以从以下几个方面入手。首先，对于具体方法的设计需要对各项因素进行统筹分析，之后做好全方面地定位，从房屋建筑整体的角度出发，对各项资源，各项技术进行统筹规划，以此来保证建筑结构设计优化方法符合相关要求。
        其次，在原材料质量的控制上要严抓严打。在这个过程中要保证所有部件的质量，并保证所有零部件功能的充分发挥，促进零部件在不同的结构中发挥不同的作用，促进建筑材料功能的高效发挥。再次，对于建筑结构设计的外部影响因素进行充分地考虑，尽可能地控制人力物力等方面的不良影响，控制建筑结构设计优化中可能存在的风险隐患。
        3.2做好地基优化设计
        在土木工程建筑结构设计当中地基发挥着基础性的作用，其也是整个工程项目的基础和前提，所以在设计过程中地基优化设计是必须考虑的。在具体的设计之前需要对地基的实际情况进行充分考虑，对相关的地质进行勘测，对地质承受能力进行分析，将安全问题作为地基优化设计考虑的重中之重，以此来确保整个工程项目的安全实施。
        此外，项目的负责人还必须对影响地基结构设计的因素进行充分地考虑，根据这些因素做出详细预案，将地基设计中可能会遇到的风险隐患全部考虑清楚，将安全问题凸显出来。而在工程现场还可以设置一些防护性的装置设备，对地基与环境之间的联合进行强化，确保整个建筑项目结构设计的优化。
        3.3对建筑结构上部的优化
        在建筑结构设计当中刚度，强度与抗震性地都是要重点考虑的问题，剪力墙结构在这方面发挥了比较重要的作用，并且实现了广泛地应用。因此，在房屋建筑结构优化设计中要利用好剪力墙结构，减少事故发生的可能性，尤其是在自然灾害方面所取得的作用更加地明显，极大地稳定了人心，给人们提供了安全的居住环境。此外，在结构设计优化方法当中如何对剪力墙进行科学地设计是关键的一部分，要保证剪力墙的重量可以均匀地分布，并且所有楼层的结构重点以及平面的刚度等都要保持一致性。而且在结构设计的过程中，还需要对剪力墙的程中如何，剪力墙的水平方向等问题进行重视，对平衡与纵向之间的角度平衡性问题进行考虑，但如果在施工过程中出现了比较特殊的情况，导致剪力墙的承受能力降低，致使剪力墙的延展性不够，根据工程项目的实际情况对相关数据进行科学地计算，更好地满足工程项目的实际需求，尽最大可能地降低自然环境对于房屋建筑的不良影响。
        结束语
        在房屋设计当中，建筑结构设计方法直接影响着设计的效果，影响着房屋的结构变化。但是建筑结构设计对于设计人员的要求是非常严格的，专业性、经验、实践性等方面都有着一定的要求。而且必须保证建筑结构设计满足安全、经济、美观、方便以及适用性广等多个方面的需求，以此来优化建筑结构，促进建筑结构建设水平的高效提升。
        参考文献：
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        [2]舒清波.土木工程建筑结构设计中的问题与解决策略[J].现代物业（中旬刊），2019（11）：65.
        [3]李永红.土木工程结构的设计与施工策略分析[J].四川建材，2019，45（10）：85-86+88.
        [4]赵阳.土木工程建筑结构设计中的问题与解决策略[J].地产，2019（19）：56.