李元林
汇聚建设发展有限公司 河南安阳 456550
摘要：节能和环保是当今时代的主题。城市的发展离不开建筑行业的发展,而绿色发展理念是现今一种科学发展理念,绿色发展理念就是在建筑结构设计时,对建筑结构设计的方案进行优化,而这也是建筑行业结构设计发展的必要趋势。因此本文通过阐述现今建筑行业发展的趋势,介绍了绿色建筑结构设计的内容和优点,探讨了现今绿色建筑结构优化设计中存在的问题,提出了一些结构优化设计的建议,为以后对绿色建筑结构优化设计提高一些参考价值。
关键词：绿色建筑；结构优化设计
1绿色建筑概述
绿色建筑主要是指在建筑的全生命周期内，以保护环境为基础，尽量地节约各项资源与能源，在此基础上努力为人们建设出健康舒适的生存空间。在设计绿色建筑的过程中，设计人员要充分坚持绿色环保的设计理念，要从建筑的健康舒适程度与节能环保程度等诸多方面入手，采用科学合理的现场管理方法尽可能地降低工程施工对周边环境所造成的影响，进而有效地达到节能环保的目的，并且为人们建设出安全可靠、舒适健康的居住环境。
2结构优化设计在绿色建筑中的作用
从绿色建筑造价方面分析。众所周知，绿色建筑与一般建筑相比建设成本略高，根据研究统计一星、二星级绿色建筑每平方米要增加50至100元左右，三星级绿色建筑要增加200元左右。从工程造价方面分析，建筑施工阶段大约决定了建安造价的20%，建筑设计阶段大约决定了建安造价的80%。而建筑设计阶段的结构设计就决定了整个建安造价的40%到60%以上，对于住宅来说大概是60%以上，对于公建大概是50%以上。同时，和发达国家相比，我国的建筑平均用钢量大大高于他们。与社会平均水平相比，经过结构优化的住宅和公建的钢筋混凝土工程项目，一般每平方米工程造价可以节省60到170元，钢结构或城市综合体潜力更大。由此可见，在节省建设资金方面，绿色建筑的关键环节是绿色建筑设计，绿色建筑设计的关键环节是结构优化设计。所以，结构优化设计是实现绿色建筑的重要途径。
从节约资源，保护环境、减少污染方面分析。目前，钢筋混凝土结构依然是我国建筑工程中的主导结构。我国的绝大部分建筑采用的是现浇的钢筋混凝土结构，大量的使用水泥、砂石、钢筋，其中水泥消耗了大量的能源，造成了大量的污染，国内砂石和铁矿石的资源在日益枯竭。最后建筑寿命终了拆除时，其废弃的渣块屑又难以回收再利用，将有巨大的垃圾需要处理，造成环境的大负荷。因此迫切的需要减少材料的用量，降低资源消耗，减少钢材、水泥的消耗，减少生产过程中的碳和其他污染物的排放，减小对环境的影响。而结构优化设计在降低建筑钢筋、混凝土消耗具有关键作用。
3绿色建筑的结构优化设计中存在的问题分析
相比于国外情况，对于结构优化设计理念而言，我国在实际应用方面与理论相比存在很大差距，在工程实践方面仍然不是十分普遍，缺乏实践检验。下面就各个方面所存在问题进行简单分析。
3.1基础结构优化设计中所存在问题
第一，对于建筑结构设计中所存在的地基基础沉降不均问题，其上部结构刚度较大虽然能够在一定程度上使建筑物不均匀沉降减少，使筏板受力状态得到改善，但是从当前情况而言，在对上部结构进行设计过程中，对于所存在次应力在上部结构中所产生影响，仍然无法进行完善解决。比如，在对桩基础进行设计过程中，若布桩过程中依据竖向荷载作用，对于在弯矩作用之下承台底部边桩所需反力验算便无法考虑到。第二，未充分利用地下空间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对地基基础进行设计过程中，未能够与岩土工程地质实际情况，地下室及人防设置以及地基基础选型等方面因素进行完全结合，从而导致地下空间未得到充分利用。第三，在优选地基基础方案时，未能够全面考虑沉降缝设置以及地下空间利用与埋深等多个因素。第四，在地基基础优化设计方面缺乏相关论证报告。在大部分工程中，均未能够依据实际场地情况进行适当设计，并且对于项目中可选择各种地基基础方案未能够进行比较选择以及定性论证。
3.2结构体系优化设计方面问题
第一，在混凝土结构中有水泥及砂石大量浪费现象存在，同时在建筑布局方面受到一定限制，工业化水平比较低，这些都是其所存在缺点。混凝土所具备的抗拉强度比较低，有些结构中选择钢筋混凝土楼板，很容易有裂缝现象出现，另外混凝土结构与钢结构与木结构相比较而言，其自重比较大，在室外进行施工时会受到季节以及气候影响，新混凝土与旧混凝土之间连接比较困难，从而在补强修复方面增加困难。第二，对于砌体结构体系而言，有些农村建筑将楼板随意增厚，对圈梁以及构造柱大量设置，在混凝土中不计成本放入钢筋，另外在砌筑房屋过程中混合使用多种材料，导致房屋刚度在竖向及横向分布上存在严重不均匀情况，缺乏均衡建筑质量分布，从而导致建筑抗震隐患增加。另外，在使用材料方面缺乏连续性，所造成结果就是无法保证建筑整体性。在配筋混凝土砌块砌体剪力墙中过多配置水平方向钢筋，并不能使墙体抗剪能力得到明显提高，导致材料不必要浪费。第三，我国自主所研发轻钢结构设计软件与国外一些软件相比较而言存在一定差距，国外软件为一体化软件，集合结构分析、结构优化以及工程职能等功能。另外，在底层住宅中，还无完整结构体系形成，主要包括成套扣配件、结构形式固定以及与其相配材料。
3.3结构构件优化设计中问题
第一，在建筑结构设计过程中，由于存在各个构件不合理设计造成其缺乏较高抗力，主要包括钢筋及混凝土强度，混凝土保护层厚度，构件高度以及宽度，箍筋间距等方面，从而对建筑抗震性能以及其抗震合理性产生影响。第二，在建筑结构设计中大量使用一些装饰性构件，将其当作构成要素，而这些构件通常不具备导光、导风、遮阳以及载物与辅助绿化等方面作用，在施工过程中，对于工业化生产预制构件较少使用，导致相关工程造价比较高。第三，就节材优化方面对结构构件进行论证时，并且综合考虑建筑功能、荷载大小以及柱网跨度等方面因素，从而对结构整体优化效果产生影响。
4综合性能分析下的绿色建筑优化设计策略
绿色建筑的建筑设计应该在传统建筑设计的基础上加上相关的参数，例如地域、气候、技术、文化以及环境等，绿色建筑地域空间组织模式设计的优化原则是依赖于自然界的生长规律，将地域元素增加到建筑设计中，重视人在绿色建筑中的空间感受，其设计优化主要表现为：从设计手法、视觉形态、空间布局关系等方面进行优化，提取地域建筑形态特征，再结合建筑地域的技术水平、文化程度、经济发展状况等条件，进行调查、研究以及转换等，以实现控制设计形态、优化绿色建筑的效果。同时，绿色建筑的生态系统是一个由人类、地质、大气环境、土壤等组成的复杂体系，通过考虑绿色建筑的综合性能，保证绿色建筑能够体现整个地域的风貌以及价值体系，并根据地域环境的实际变化，真正的达成和地域环境系统和谐相处的优化设计目标。
结束语
经过一段时间的发展，我国的绿色建筑的设计水平与设计技术也取得一定的进步。然而由于其起步较晚，因此其设计水平还要远远地落后于西方发达的国家。所以，为了能够全面提升绿色建筑结构的设计水平，就必须要对其进行优化设计。要积极地借鉴西方发达国家先进的设计方法与设计技术，从各个方面加强对绿色建筑结构的优化设计，以有效提升建筑的使用寿命，增强其耐久性与负载能力，从而使得绿色建筑的整体质量能够得到有效的提升。
参考文献
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论文作者:李元林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/9
标签：建筑论文; 结构论文; 优化设计论文; 建筑结构论文; 过程中论文; 结构设计论文; 地域论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;