李继存
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摘要：随着近几年我国社会经济的快速发展，其对建筑行业要求也来越高。特别是在建筑结构设计上，需要企业适当的调整设计方法，以此能够更好的满足现代人们对这方面的要求。对此，本文主要就对建筑结构设计优化方法进行探讨，并对其具体应用进行分析，以期能够促使建筑行业健康稳定的发展。
关键词：建筑结构；设计优化；结构设计；应用分析
1 引言
现代高层建筑主体结构多采用钢筋混凝土结构，消耗了大量的水泥，石子等自然资源，在钢筋混凝土拆除的过程中这些材料不可回收且难处理，也给环境造成不小的压力。低碳环保理念下的高层建筑结构设计是对建筑结构设计方案的经济性、实用性、环保性、舒适性进行分析的一个非常重要的环节，一定程度上影响了工程造价，降低了对周围环境的破坏，通过新技术、新产品、新工艺实现了节能减排，可有效促进经济的发展和社会的进步。
2 建筑工程结构设计的主要内容
2.1 建筑结构设计的基本原则
在进行建筑结构设计时，我们必须要遵循以下几种原则：建筑结构设计经济性原则、结构设计安全性原则、建筑结构美观的原则等，并且保证在进行建筑结构设计时的科学性和合理性。当进行建筑工程结构设计时，可以将传统、优秀的设计方式进行优化完善，从而提高人们对其适用性的要求。此外，在结构设计时还需要注意对建筑自身质量的要求，必须要将建筑工程施工质量等因素进行考虑，从而提高建筑结构设计的安全性。并且，在建筑工程结构设计过程中，设计方案的科学性和经济性也是设计的一个重要问题，必须要在保证施工质量的同时，大量的节省建筑施工资金的投入。除此之外，对于设计中建筑美学知识的有效融入，真正的建设出独具特色的建筑，提高建筑的观赏性。
2.2 建筑工程结构设计的程序
在进行建筑结构设计时，必须要考虑到整个建筑的设计程序，严格的按照每一步的结构设计进行，目前对于建筑结构设计中，主要包含了给排水设计、暖气通风设计、电气设计等，并且在设计时加强其环保、经济、安全等方面的设计。一般来说都是先进行方案设计，然后在进行建筑工程结构分析，从而通过结构分析的结果进行相应的构件设计，最终完成整个施工图纸的设计工作。
3 建筑结构设计的优化步骤和应用分析
3.1 建筑结构设计优化的步骤分析
相关设计人员在进行建筑结构设计时，要严格按照具体步骤进行。主要有以下几点：①注重建筑结构的优化模型，结合实际，合理的解决结构设计的变量。同时相关人员还要重视与目标相关的参数值和约束控制参数值的选择；②确定目标。之所以这样做，主要是为了进一步了解建筑整体工程造价实际情况。其次还要确定相关的约束条件，以此能够为建筑结构设计的优化性奠定良好的基础；③要能够体现出应用程序设计上的科学性。
3.2 结构形式的合理选择
进行建筑结构的选型时，必须要结合建筑的用途、功能、安全性、稳定性等众多因素进行充分考虑。而一般对于高层建筑来说，主要采用的结构形式包括框架结构、框剪结构、剪力墙结构等。其中对于不同的结构形式，在设计优化上有着不同的优化方案，如剪力墙结构，我们可以针对连梁设计进行优化，通过增大连梁的界面刚度，有效提高整个结构的抗震性能，而由于连梁的刚度增加，导致分配到的弯矩就会增大，这时构件的配筋量也会随之增加，显然这样会造成一定的材料浪费。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而结构设计大范围的采用剪力墙结构，那么虽然结构的抗侧刚度会增加，但是对应的结构位移也会相对减少，地震作用也会随着抗侧刚度的增加而增加。
3.3 排水系统与电气系统的优化
一般的建筑结构设计都将排水系统设置在地下室，并在预留空间上保证各种管道的可用性。而当在水平方向的管道进行设计时，可能会出现贯穿柱或梁的情况，这个时候为了尽量的避免这种设计的出现，就需要我们对其设计进行优化。当排水管道穿过了承重墙时，必须要对这座承重墙的墙体进行加固设计。因为排水管道在使用的过程中会对墙体产生压力，这里加固承重墙体十分必要。其次，在进行电气管线的安装时，必须要需意在梁体上要预留好相应的安装孔洞，并且保持整个梁体与墙体宽度相同，这样才能够保证在电气管线安装过程中不会给预制结构造成一定的施工困难。并且在电气管线安装过程中，不能够使电气管线暴露在墙体的表面。此外，在高层建筑中，因为需要频繁的使用电梯，建筑结构中的空洞较多，因此必须要对电梯设计进行单独的分析与计算，这样才能够保证施工质量安全。
3.4 做好高层建筑结构延性设计
高层建筑结构的延性能够对抗震起到决定性作用。所谓的高层建筑的结构延性包括材料延性，构件延性和结构延性，也就是高层建筑结构的材料，构件和结构的变形能力。如高层钢结构，钢材本身具有较好的塑性性能，且质量较轻，水平地震作用和竖向地震作用相比钢筋混凝土结构较小，且钢结构具有很强的韧性，在地震过程中能够吸收较多的地震能量，是一种很好地结构延性体系，即使在大震下也会使得高层建筑屹立不倒而危及人身安全，但是由于造价的原因至今没有在高层住宅上广为应用。现如今，人们对于高层建筑要求越来越高，致使很多高层建筑设计师把高层建筑设计得越来越复杂，如果高层建筑结构的延性不好，就不能保证高层建筑结构的变形能力，导致高层建筑在地震过程中出现破坏和倒塌。
3.5 平面设计方案的优化
在进行建筑结构设计时，结构的平面布置对于整个结构设计方案、建筑功能及施工成本等都会产生较大的影响。因此，对建筑结构平面布置进行优化非常重要，通过合理的平面方案能确定结构的平面布局、楼层高度、基本情况等。因此，在进行结构平面设计优化时，需要结合我们对建筑的使用功能进行考虑，通过结合现场的实际情况进行充分的考虑分析，虽然在进行建筑结构优化设计时不可能面面俱到，但是必须要有一定的侧重点。
3.6 加强对建筑结构设计中的剪力墙结构布局
在建筑结构中进行上部结构的优化设计时，作为设计工作者，首先就要重视对剪力墙结构的合理布局。在这其中，需要保障剪力墙质量的均匀度，同时还要将实际楼层结构中心与楼层平面刚度的中心进行适当的结合。当建筑类型具备相关条件，设计人员可应用大开间剪力墙构造，此外也可按照要求对墙肢实施一定的措施。之所以这样做，主要是为了能够更好的保障剪力墙刚度。通过对这种设计方法的应用，既能够在一定程度上减少钢筋的使用数量，还在成本保障上起到重要的作用。
4 结束语
综上所述，建筑不仅缓解了土地资源紧张，还让人们的生活更加现代化，还带动了相关产业的发展。但是在建筑结构设计的过程中，对于低碳环保理念的应用，应该科学合理，在确保建筑结构可靠的安全性和抗震性能等基本要求的前提下，采用新技术、新材料、新工艺，新方法来提高建筑结构的经济性、实用性、舒适性，促进建筑结构设计的可持续性发展。
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论文作者:李继存
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/4
标签：结构设计论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 结构论文; 延性论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 《防护工程》2018年第28期论文;