邵长振
山东金润建设咨询有限公司枣庄分公司 山东省 枣庄市 277100
摘要：在现代化的建筑施工中，工民建结构的设计不仅影响了建筑的整体美观性，同时对于建筑的质量、安全性有着直接影响。本文主要探讨了工民建建筑结构设计中的优化措施，也为结构设计工作提供了很多参考。
关键词：工民建；结构设计；优化
结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，以不断提高自身的结构设计水平，使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。
1建筑结构设计优化方法概述
建筑结构设计的优化主要是运用更加科学的设计思想，选择不同的设计方法来实施工业和民用建筑的设计方案，从而保证建筑最理想的设计效果。建筑结构设计的优化主要包括整体优化和内部细部优化。一个建设项目是由许多部分组成的。经过建筑设计师的优化设计，建筑的整体优化决定了建筑的水平和质量。在整体设计优化过程中，设计师应结合建筑本身的主要特点，根据周围环境调整建筑优化设计方案，增强建筑与周围环境的协调性。经过整体优化设计，建筑的审美价值得到了明显的提升，可以创造出更加协调、和谐的视觉效果。此外,设计师应该始终坚持卓越的概念,从创新的角度思考和解释问题,长期可持续发展的概念,以真正实现优化设计,使建筑适应社会发展和环境建设,增强建筑结构的稳定性,发挥民用建筑的功能。要想更加高效的完成工民建结构优化设计，建筑设计师必须要转变自身的设计观念，综合考虑业主的实际需要，按照优化设计原则展开后续工作，这样才可以有效提升设计工作质量，真正设计出让业主满意的方案，进而为后续工程施工的顺利展开提供更有力的支持和保障。
2建筑结构设计的要求
为保证建筑结构的可靠度达到设计要求,在设计中,必须遵循以下要求: 第一，计算内容:结构构件应进行承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算,如直接承受动力荷载的构件应进行疲劳强度验算; 第二，结构上多种作用效应同时发生时,应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应后,考虑其可能的最不利组合; 第三，抗震设计:我国的抗震设防烈度为6至9度,建筑结构根据所在地区的烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对应不同的抗震等级,有不同的计算和构造要求。
3结构的设计过程
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式（例如，砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，筒体结构，混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式）。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。
结构计算阶段的内容为：首先，荷载的计算。荷载包括外部荷载（例如，风荷载，雪荷载，施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等）和内部荷载（例如，结构的自重荷载，使用荷载，装修荷载等等）上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。最后，构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比，剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。
如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
4工民建结构设计的优化措施
4.1结构施工图设计
在结构图纸设计过程中，设计师需要从图纸的应用角度来进行考虑，保证设计图纸的完整性，准确性以及灵活性。首先，在图纸设计过程中，设计师应该明确建筑中的具体项目类型，绘制出相应的定位轴线以及基础构建，明确它们的具体位置以及尺寸、编号等，从而保证在施工过程中可以做好细节上的问题。其次，设计师还应该对一些重点工程进行详细的分解，尤其是在施工技术以及材料的选择上，确定它的合理性，保证计算过程中的准确性，包括基坑深度、承载力以及横截面的参数等方面。另外，设计师要对结构图纸中的一些预埋件和设备进行相应的标注，提供编号和详细图纸，如果在施工过程中存在一定的问题，也要及时对设计图纸进行完善和更改，保证它的灵活性。
4.2结构优化模型和设计方案
工业建筑优化设计可以在基础结构方案、围护结构设计方案和屋盖系统方案这三个方向上对建筑结构模型进行优化分析。可以在型号的选择、受力分析时和资金等方面投入等实施的过程中围绕结构优化的总体目标进行优化，以便最终能达到经济适用、安全可靠、高效环保、以人为本的要求。通过参数的选择和确定的方式来建筑工程的结构进行优化设计，在过程中可以通过设计多个变量和约束条件的来对非线性结构设计进行优化处理。在方案结束后，通过编制来进行运算就可以实现对于建筑结构优化的最终确立。
4.3电气系统的优化设计
电气系统在工民建结构设计中具有非常重要的地位，所以在电气安装方面要高度地重视。在具体的应用中，主要以导向的方式在墙体内以及楼板内进行安装，保证安装方式的科学性，促进预制施工工作可以顺利地进行下去。在施工中，电气安装还有可能需要从梁体内穿过，所以要做好孔洞预留工作，墙体与梁体的宽度要相同，如有不同也需要一面梁与外一面墙体对齐，不要让管线暴露在墙体之外。此外，房屋建筑结构设计中，电梯位置处有很多孔洞和建筑构件，所以根据实际情况对电梯部分进行计算也是非常必要的，这样才能够保证电气系统设计满足实际的施工需求
4.4地基结构设计
在工民建地基设计过程中，设计部门的工作人员需要对现场进行实地勘测，根据相应的地质报告以及工程的主要信息，来确定在施工过程中建筑物的自重以及外界施加的压力，从而确定它的荷载范围，由专业的工作人员进行底面积的测绘以及计算，保证地基设计过程中的稳定性，避免由于外界压力导致沉降不均匀的现象发生。其次，还应该考虑在设计过程中的施工技术以及材料，以具体的工程为准，选择合适的地基处理技术，通常来说包括独立地基、浅地基以及深地基和桩基等，在材料的选择中，也要保证材料的强度等级，确定它的主要性能，保证在施工过程中的质量问题，对可能用到的钢筋进行计算，从地基的内部预应力进行考虑。另外，在地基压实的设计工作中，尽可能保证材料上的稳定性，避免选择类似于软土性能的材料，避免材料自身存在压缩或者膨胀的现象，注意结构上的紧密性。
5结语
随着高速发展的经济与建筑市场同步发展，社会对于工民建结构的设计越发的关注，建筑既要讲究整体性美观要求,同时也需要符合经济性原则，同时保障建筑体具备良好的质量安全性要求，因此，作为结构设计人员，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究，以不断提高自身的结构设计水平，使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。
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