建筑结构优化设计方法探究
办公楼结构设计的难点及优化方法
办公楼结构设计的难点及优化方法办公楼是现代城市中重要的建筑类型之一，对其结构设计的要求也较高。
下面将讨论办公楼结构设计的难点及优化方法。
一、办公楼结构设计的难点1.大跨度设计要求：办公楼一般要求大跨度的空间，在结构设计中，如何保障大跨度结构的稳定性和承载力是一个难点。
此外，大跨度结构还需要考虑结构的振动、变形以及地震等因素。
2.竖向荷载和水平荷载的不平衡：办公楼通常存在室内外荷载不平衡的情况，例如办公家具、人员活动等造成的竖向荷载和风荷载等。
在结构设计中，如何将荷载合理分配，保证办公楼结构的稳定性和安全性是一个难点。
3.办公楼结构与办公功能的一致性：办公楼的结构设计需要满足其办公功能的需求，如办公室、会议室、休息区等设计要求。
在设计过程中，需要考虑不同功能空间的结构要求和使用者的舒适度，保证结构与办公功能的一致性是难点之一4.结构施工对办公环境的影响：办公楼结构施工过程中产生的噪音、灰尘、振动等不可避免地会对办公楼的使用环境造成一定的影响。
因此，在结构设计中需要考虑如何减小施工对办公环境的影响。
二、办公楼结构设计的优化方法1.多学科协同设计：办公楼的结构设计需要多个学科的协同合作，包括结构工程师、建筑师、机电工程师等。
通过多学科的协同设计，可以综合考虑不同学科的要求，减小结构设计的难度。
2.结构优化设计：通过结构优化设计，可以在满足结构安全和稳定性的前提下，减小结构的材料消耗和构件数量，降低建筑成本。
结构优化设计可以通过使用优化算法和计算机模拟等方法实现。
3.结构模拟分析：在设计过程中，可以使用结构模拟分析软件对结构进行力学性能分析，预测结构在不同荷载下的变形和振动情况。
通过结构模拟分析，可以评估结构的强度和刚度，指导优化设计。
4.环境友好的施工技术：选择环境友好的施工技术，减小施工对办公环境的影响。
例如，采用低噪音、低振动的施工设备，控制噪音和灰尘的扩散等。
5.新材料的应用：办公楼结构设计可以考虑新材料的应用，如高强度混凝土、玻璃纤维增强复合材料等。
房屋结构设计中的建筑结构设计优化
房屋结构设计中的建筑结构设计优化摘要：近年来，随着我国经济的飞速发展，建筑结构设计是建筑工程中的一个重要环节，其涉及建筑物的安全性、耐久性、舒适性和美观性等方面。
随着社会的发展和人们对建筑物的需求的多样化，建筑结构设计也面临着越来越多的挑战，如高层化、大跨度、复杂形态、节能减排等。
因此，如何优化建筑结构设计、提高建筑物的性能和效率成为建筑行业的一个热点问题。
建筑结构设计优化是指在满足结构功能和安全要求的前提下，寻找最优或近似最优的结构方案，使得结构材料用量最少、结构重量最轻、结构刚度最大、结构振动最小、结构造价最低等。
建筑结构设计优化涉及多个学科领域，如数学、力学、计算机科学等，是一个复杂的系统工程。
关键词：房屋结构设计;建筑结构;设计优化引言在用地费用、建筑材料、人工等成本越来越高的情况下，房屋建设项目的利润率持续下降，降本增效成为房地产企业保持盈利水平的主要途径。
房地产大环境正逐渐从以土地、资金为主的粗放型向技术集约型转变。
其中建筑结构优化不仅优化空间大，而且不影响房屋的使用功能，对客户没有实际影响，结构优化节省的工程造价就是项目的新增利润。
伴随着房地产市场下行的大背景，房企必须向技术精细化管理要效益，以建筑结构设计优化主导的成本控制将具有重要意义。
本文将主要探究房屋建筑结构设计优化重要性及优化措施，实现设计的经济性、安全性等全面提升。
1房屋建筑结构设计的特点房屋建筑结构设计具有复杂性、科学性、创新性以及应用性等特点。
复杂性表现在以下两个方面：一是各种因素的不确定性，二是结构方案的多样性。
同一座房屋建筑可以有不同的结构设计方案，甚至同一类构件也有着不同的配筋方案。
科学性表现为房屋建筑结构设计依托力学与数学等专业学科，提倡在现代计算机技术的支持下应用新技术。
创新性表现为房屋建筑结构设计的本质是设计服务工作，设计单位要想在激烈的市场竞争中赢得更多工程项目，就必须提供更加科学、合理、新颖的设计方案。
建筑结构设计的优化方法及应用分析
建筑结构设计的优化方法及应用分析
随着建筑工程技术的不断发展，建筑结构设计正变得越来越重要。
而建筑结构设计的优化可以有效地提高建筑物的性能，并减少其成本。
本文将介绍一些常用的建筑结构设计优化方法，并分析其应用。
1. 最小重量优化方法
最小重量优化方法是建筑结构设计中最常见的一种优化方法。
其基本原理是通过改变结构的某些参数，使得结构在承受载荷的重量最小。
最小重量优化方法可以应用于各种建筑结构，如楼板、框架、柱子等。
该方法的主要优点是简单易行，且能够显著减少结构的重量，降低建筑成本。
2. 最小挠度优化方法
最小挠度优化方法是在满足一定约束条件的前提下，使结构的挠度最小。
挠度是建筑结构的一个重要性能指标，能够反映结构的刚度和稳定性。
通过优化设计，可以减小结构的挠度，提高其刚度和稳定性。
最小挠度优化方法在高层建筑的设计中得到广泛应用，能够有效避免结构的振动问题。
4. 多目标优化方法
多目标优化方法是指在优化设计时，同时考虑多个目标函数。
通过权衡不同目标之间的关系，可以得到一个全局最优解。
多目标优化方法在建筑结构设计中的应用非常广泛，能够在不同的设计要求之间进行平衡，提高结构的综合性能。
建筑结构设计的优化方法包括最小重量优化方法、最小挠度优化方法、最小成本优化方法和多目标优化方法。
这些方法在建筑结构设计中得到了广泛应用，能够提高建筑物的性能，并降低其成本。
优化设计不仅需要考虑结构的性能和经济性，还需要考虑结构的施工可行性、可维护性和环境友好性等因素。
在实际工程中，应根据具体情况选择合适的优化方法，并兼顾各种设计要求。
建筑工程结构设计中的优化设计分析
建筑工程结构设计中的优化设计分析建筑工程结构设计是建筑工程的重要组成部分，它在保证建筑安全的前提下，力求在材料投入、建筑体积、施工工期等方面实现最优化设计。
优化设计是指通过分析工程设计所涉及的诸多参数输入和输出，以及不同变量之间的相互作用关系，选择最佳的方案，实现最优化的设计目的。
本文将介绍建筑工程结构设计中的优化设计分析。
1. 目标函数的确定工程结构设计中的目标函数一般是指对工程的投资成本、工程的运营维护成本、工程的使用寿命等进行综合评价的函数。
在设计变量有限且已知条件下，通过建立应力、位移等性能指标的优化模型，可以得到目标函数值，并最终实现优化设计目的。
2. 变量的选取在工程结构设计过程中，需要确定哪些变量是可以改变的，哪些变量是不可变的。
通常，可变的变量比较多，如截面形状、截面尺寸、材料类型、寿命要求等，而不可变的变量则比较少，如建筑的用途、建筑要求的稳定性等。
正确地选取变量是优化设计的前提。
3. 变量的离散化在确定变量后，需要对这些变量进行离散化处理。
离散化可以将连续的变量从连续域转换为离散域，从而方便计算。
在离散化后，可以利用已有的数学工具对变量进行分析和优化计算。
4. 可行性分析在执行优化设计时，需要对每个可行的参数组合进行验证，以确保方案的可行性。
在这个过程中，需要考虑诸如应力、变形、刚度、破坏等方面的限制条件，以及施工和运行维护的实际情况，从而得出最终的建议设计参数组合。
5. 多目标优化在实际生产中，往往需要考虑多种因素，不同的因素之间往往具有一定的矛盾性。
对于这种实际情况，可以采用多目标优化方法，通过制定不同的优化目标函数，同时考虑多种优化目的，最终得到综合最优方案。
6. 结构优化结构优化是在确定目标函数、变量选取、变量离散化、可行性分析的基础上，采用数学工具来对结构进行参数化建模、分析和优化的过程。
结构优化的本质是将结构设计问题转化为数学优化问题，利用数学分析方法进行计算分析。
房屋结构优化设计方法与问题研究
房屋结构优化设计方法与问题研究摘要：房屋结构优化技术是实现房屋结构的安全、经济、适用、美观的基本保障。
采用优化结构设计方法，在有限的空间内实现资源的最大化利用，不仅降低工程成本，也提高了房屋的安全与质量。
本文主要结合当今我国房屋结构设计现状以及优化设计理念，讨论了实施优化设计的原因，阐述了房屋优化设计的具体体现以及优化技术应该遵循的基本原则。
关键字：房屋；结构设计；优化技术引言目前，随着社会经济水平的不断提高，土地价格也在不断上涨。
同时，人民对住房条件的需求也在不断上升，因此，对开发商带来的压力也在不断加大。
为了实现房屋建筑经济效益的最大化，就需要采用结构优化技术，在有限的空间内实现资源的最大利用。
房屋结构优化设计是指，采取科学合理的设计理念和技术方法来设计房屋结构，以最小的工程报价来最大化整体的建筑收益，提高房屋的质量水平，使得企业也获得较高的利润等。
一、我国目前房屋结构设计现状以及实施优化设计的原因随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，对住房建设要求也越来越高。
同时，根据我国目前的基本国情，人口数量日益增长，住房面积需求量不断加大。
因此，我国现阶段住房建设主要以高层为主。
房屋的结构设计优化不仅能够满足当今大众的需求，更能为投资者减少建筑成本。
房屋建设结构优化必须以建筑的安全性为首要原则，然后再进一步分析建筑方案，配合科学合理的设计理念，从而有效控制建筑工程造价，实现经济效益的最大化。
根据近些年的数据资料显示，优化建筑结构设计可以为整项建筑工程节省30%-50%的费用。
但是，在实际的设计过程中，方案设计受自然因素的影响很大，很难发挥出其本身的优越性。
例如，工程设计阶段，施工方过多的缩短建筑设计时间，从而使设计效果达不到理想的要求，在缩短工程工期的同时也降低了工程设计质量；建筑设计时，设计人员的经验不足，专业知识不完备，对一些设计软件掌握的不够精通；一些设计者在设计建筑时过度的关注部分结构而忽视了整体方案等等，这些因素都会导致建筑结构设计的不够优化。
工程结构设计中的优化方法
工程结构设计中的优化方法工程结构设计是建筑、桥梁、电力设施等各种工程的核心环节，它直接关系到工程项目的安全性、经济性和可持续性。
优化方法在工程结构设计中起到重要的作用，能够提高设计效率和性能，减少资源的浪费，同时满足项目的需求。
本文将介绍一些常用的工程结构设计中的优化方法。
一、参数优化参数优化是在已有的工程结构设计基础上，通过调整结构中的参数来实现性能的最佳化。
例如，在桥梁设计中，可以通过调整桥梁的跨度、支座位置、梁高等参数来达到最佳的结构性能。
参数优化可以利用数值模拟和优化算法进行，如遗传算法、粒子群算法等。
通过不断迭代优化，可以得到最佳的参数解，使得结构的重量最小、刚度最好、应力最小等。
二、材料优化材料优化是指在工程结构设计中选择合适的材料，以满足设计要求和经济性。
不同的材料具有不同的强度、刚度和耐久性等特性，其中一种最常用的材料是钢和混凝土。
在材料优化中，需要考虑结构的强度、刚度要求，以及材料的可获得性和成本等因素。
通过选择合适的材料，可以实现结构设计的最优化，提高工程的性能和经济性。
三、拓扑优化拓扑优化是一种通过调整结构形状来实现性能优化的方法。
在拓扑优化中，结构设计被看作是材料分布在二维或三维空间中的过程。
通过删除、扩展或重新排列材料，可以实现结构的性能最佳化。
拓扑优化可以应用于多种工程领域，如建筑结构、飞机翼设计、电力设备设计等。
通过拓扑优化，可以减少结构的重量，提高结构刚度和稳定性。
四、多目标优化多目标优化是一种集成多个指标，同时考虑多个设计变量的优化方法。
在工程结构设计中，往往存在多个冲突的设计目标，如结构的重量和刚度、成本和安全性等。
多目标优化的目标是通过权衡各种设计变量，找到一个最佳的设计解，使得不同的目标得到最优的平衡。
多目标优化方法包括Pareto优化方法、加权和方法等。
通过多目标优化，可以提供工程师选择最佳设计解的依据。
五、软件工具优化随着计算机技术的快速发展，工程结构设计中的优化也得到了很大的支持。
建筑混合结构设计的优化措施
建筑混合结构设计的优化措施建筑混合结构设计是一种通过不同材料和结构形式的组合来实现建筑结构优化的技术。
在建筑设计中，混合结构设计可以带来更高的抗震性能、更大的使用空间和更好的经济效益。
本文将从材料选用、结构设计和建筑施工等方面探讨建筑混合结构设计的优化措施。
一、材料选用优化1. 钢筋混凝土结构和钢结构的混合应用钢筋混凝土结构具有优秀的抗压性能，而钢结构具有较好的抗拉性能。
在设计建筑结构时，可以采用钢筋混凝土结构和钢结构的混合应用，充分发挥两种材料的优势，提高建筑结构的整体性能。
2. 纤维增强复合材料的应用纤维增强复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、易加工等优点，适用于建筑结构的加固和修复。
在混合结构设计中，可以考虑采用纤维增强复合材料来替代部分传统建筑材料，以提高建筑结构的整体性能。
3. 高性能混凝土的使用高性能混凝土具有抗压强度高、耐久性好、抗渗性能强等特点，可以减小结构体积、提高结构刚度和抗震性能。
在混合结构设计中，可以通过使用高性能混凝土来提高建筑结构的整体性能。
二、结构设计优化1. 结构形式的合理选取在混合结构设计中，可以根据建筑功能、使用要求和地震烈度等因素，采用适当的结构形式，如框架结构、筒体结构、桁架结构等，以充分发挥各种结构形式的优势，提高建筑结构的整体性能。
2. 跨度和间距的合理设计在混合结构设计中，跨度和间距的设计对建筑结构的性能影响较大。
合理的跨度和间距设计可以提高建筑结构的稳定性和承载能力，减小结构材料的使用量，降低建筑成本。
3. 动力响应控制设计在混合结构设计中，可以采用动力响应控制设计，通过结构阻尼器、隔震设备等措施，提高建筑结构的抗震性能和减震效果，保障建筑结构的安全性和稳定性。
三、建筑施工优化1. 施工工艺的合理选择在混合结构设计中，施工工艺的选择对建筑结构的完整性和质量影响较大。
合理的施工工艺可以保障建筑结构的整体性能，减少施工成本，提高施工效率。
建筑结构优化
建筑结构优化1.引言建筑结构优化是建筑设计过程中的重要环节，通过优化建筑结构，可以提高建筑的稳定性、安全性和经济性。
本文将介绍建筑结构优化的概念、优化方法以及优化带来的好处。
2.建筑结构优化的概念建筑结构优化是指通过对建筑结构的材料、形状、构造等参数进行调整，以达到在特定约束条件下，最优化的结构设计方案。
建筑结构优化的目标是在满足结构稳定性、安全性和功能性的前提下，尽可能降低建筑的材料使用量，减少工程成本。
3.建筑结构优化的方法建筑结构优化可以采用多种方法，包括：3.1 结构拓扑优化结构拓扑优化是指通过调整结构的布置方式和形态，来降低结构的材料使用量。
常用的结构拓扑优化方法有拓扑优化算法、演化算法等。
通过这些算法，可以找到在满足结构的强度和刚度要求的前提下，最优的结构形态。
3.2 结构参数优化结构参数优化是指通过调整结构的某些参数，如截面尺寸、构件长度等，来改善结构的性能。
结构参数优化可以通过数学模型或者有限元分析等方法进行。
通过这些方法，可以找到最优的参数取值，使得结构的性能达到最佳。
3.3 常规结构材料优化常规结构材料优化是指通过选择合适的材料，来降低建筑结构的材料使用量。
常用的材料优化方法有材料强度调整、使用高强度材料等。
通过这些方法，可以在满足结构要求的同时，减少材料使用。
4.建筑结构优化的好处4.1 节约成本建筑结构优化可以通过降低材料使用量和减少结构的冗余来节约成本。
优化后的结构设计可以减少建筑材料的采购和施工成本，进而降低总体工程投资。
4.2 提高结构性能通过优化建筑结构，可以提高结构的稳定性、安全性和耐久性。
优化后的结构设计能够更好地承受荷载和自然灾害，提高建筑的使用寿命。
4.3 促进可持续发展建筑结构优化可以减少材料使用和能源消耗，从而减少对环境的影响，促进可持续发展。
同时，优化后的结构设计可以减少建筑物的碳排放量，降低对气候变化的负面影响。
5.总结建筑结构优化是一项重要的工作，在建筑设计中具有重要的意义。
建筑结构稳定性分析与优化设计
建筑结构稳定性分析与优化设计建筑作为人类生活和工作的场所，其安全性和稳定性具有特殊的重要性，因此，建筑结构的稳定性分析和优化设计成为了建筑领域研究的重要方向之一。
本文将从建筑结构的稳定性分析入手，结合实际工程案例，探讨建筑结构稳定性的优化设计思路和方法。
一、建筑结构的稳定性分析建筑结构的稳定性是指建筑结构在受到外力作用下，不发生倾覆、垮塌等失稳现象，保证建筑的安全性和牢固性。
建筑结构稳定性分析是一个复杂的工程问题，需要考虑多种因素，包括建筑结构的自重、外力作用、结构材料的性能和强度等。
1. 分析建筑结构的承重能力建筑的承重能力是建筑设计的重要指标之一，直接关系到建筑的安全性。
承重能力不足会导致建筑结构的变形、屈曲或破坏。
因此，在进行稳定性分析时，需要准确计算建筑结构的承重能力，并根据外力作用情况进行评估和优化设计。
2. 考虑结构的抗震能力地震是建筑安全评估的重要因素之一。
在进行建筑结构稳定性分析时，需要考虑结构的抗震能力，包括结构的强度、刚度、耐久性等。
通过对日常使用和地震条件下的建筑稳定性的分析，可以有效提升建筑的抗震能力。
3. 考虑建筑结构的缺陷和影响建筑结构的缺陷和影响是稳定性分析的一项关键因素。
如混凝土中可能出现的裂缝、钢材中的缺陷以及外界因素所造成的影响等。
对于不同类型的建筑，需要分析其缺陷和影响因素，针对性地进行改进和优化。
4. 考虑建筑材料的性能和质量建筑材料的性能和质量直接影响建筑结构的稳定性。
在进行建筑结构稳定性分析时，必须考虑材料的强度、韧性、耐久性、导热性、保温性、防火性等多个方面，以确保建筑结构的安全性和稳定性。
二、建筑结构的优化设计建筑设计是一个不断演化和改进的过程，优化设计可以提高建筑结构的稳定性和安全性。
建筑结构的优化设计需要从多个方面入手，让我们看看以下几个方面：1. 优化结构形态建筑结构的形态和结构材料的选择直接影响建筑结构的稳定性。
优化设计需要综合考虑建筑结构的承载能力、抗震性、地下室深度等因素，选择最优的结构形态和材料，以最大程度地提高建筑结构的稳定性。
探析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
探析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用摘要：结构优化设计不应仅仅在结构本身，而是应包括建筑的各方面，比如，提高建筑空间利用率、增加建筑投入使用后的舒适度和提高建筑的经济效益（性价比）等。
本文介绍了建筑结构优化设计的基本要求，探讨了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用。
关键词：建筑结构设计优化结构设计应用中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：为了在日益激烈的设计市场竞争中求得生存与发展, 为业主提供优质的设计产品, 提高设计产品的经济性, 已成为每一个设计单位努力追求的目标。
由于在建筑产品中结构造价所占的比重很大, 通过对建筑结构的优化设计, 不仅能够提高建筑物的安全度, 而且能够有效的降低工程造价, 从而实现投资效益的最大化。
在建筑结构设计中, 当建筑方案产生后, 结构从选型和布置开始就存在优化与否的问题, 再加上后续每一道工序的精心设计、准确计算、合理选用等全过程的优化设计才能产生优化的结构。
一、建筑结构优化设计的基本要求1、功能性建筑是人类的基础物质生存环境，建筑结构优化的终极目标就是为了满足人类对物质生存环境的最大化需求。
对功能性的满足也不再局限于传统的实用性功能，而是增添了舒适性、美观性、协调性等多种新元素，满足人类对基础物质生存环境的更高要求。
2、安全性建筑作为人类生存的基础生存环境，与人类的生产、生活紧密相关，安全性成为建筑结构优化设计的必然考虑因素。
一味追求建筑结构的优化设计，忽略决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性，其作为建筑不但没有任何实际意义，反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。
因此，安全性是结构优化设计中的必然考虑因素。
3、经济性建筑结构优化设计的经济性是市场经济条件下对资源配置提出的新要求。
经济性是指通过建筑结构的优化设计，最大化的节约各种材料资源，达到减少建设成本的目标。
另外，各种材料资源都存在一定的稀缺特性，建筑结构的优化设计能科学合理的减少材料的使用量，节省建设材料使用成本。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
96YAN JIUJIAN SHE 建筑结构优化设计方法探究Jian zhu jie gou you hua she ji fang fa tan jiu吴峥目前我国在一般建筑在设计过程中存在浪费，并没有使用最佳方案，这是由于最佳方案的出炉是靠长久的优化经验与大量的时间对比，由于我国在前几年的高速发展，留给设计的时间少之又少，造成方案虽然在安全上可靠但造价偏高，而建设方又去通过施工去降低造价从而降低了建筑安全性。建筑设计领域也存在诸多问题，“肥梁胖柱深基础”一些低级错误时常发生。许多年轻结构设计师在学生时代没有接触过优化设计或概念设计，造成对建筑优化的不重视，缺乏进行设计多方案对比之动力。为此作者提出一些关于结构优化的方法。我们国家的建筑环境正在发生变化，建筑工人逐年减少，建筑技术不断提高，环境要求越来越严，大规模的建设放缓，对建筑行业从业人员也有了更高要求，正是由于这些变化使得建筑结构优化这一曾经被忽视而又十分重要的环节再次受到重视。优化再设计一般都能将成本下降10%，同时还能增加使用面积。那么优化设计如此好为何以前不用呢？这主要是因为设计时间一般要求较短，再加上设计人员水平所限，所以只有那些大项目才会重视优化。 如何给结构做优化呢？我们首先要了解的是优化的目的，主要分为以下几方面：
一、安全性要找出原设计之中的安全隐患，现在年轻的设计人员对电脑的依赖十分严重，再加上三四线城市施工水平较低，安全始终是最重要的议题。优化设计要从结构体系、构造与材料、以及要充分了解当地的施工水平做出决断。其次，要了解一些细节，比如保护层多厚合适，钢筋直径多少合适，截面在满足结构要求的同时能不能满足耐久性的要求等。要知道了解比如整体性与延性这些计算机不擅长给出数据的地方做安全性判断。
二、经济性这个面很宽，建筑适用、材料节约、用地紧凑等以及在工期与环境上要求，基本上每一点都涉及到经济性。而很多结构建筑设计师误把单一的节约材料当成唯一省钱的方法，或者是为了安全性加大材料的使用，这些都是不妥的，比如你在设计上节约了材料但是构造上复杂了，施工难度加大了，施工成本上去了，工期拉长了，技术要求高
了施工质量一旦不达标又会造成安全隐患，得不偿失。为了增加安全性而自己盲目加大截面加多钢筋同样不妥，因为在抗震设计中刚度大了受的地震荷载也加大了，如果整体性并没加强那么安全性反而下降，举个大家都知道的例子：强柱弱梁原则，要是你只加强梁节点那么后果是什么相信大家都清楚。再有很多年轻设计人员不愿意下工地，即使去了也不抱学习态度，这个很要命啊，不了解施工怎么做出好的设计，施工人员抱怨设计不合理，结构抱怨建筑，设计抱怨施工这等等交流不畅皆因对各个专业对彼此的不了解。本人从教十年有余，结构设计经验八年，带过几批学生毕业设计，据我观察凡是勤去施工现场的学生他对设计的理解都要很深刻。我在设计院遇到更多的是各专业的交流不畅，问题频出，这也是BIM推广的原因，便于管理。目前BIM已在学校作为一门课程开展了。同时注重多专业联合设计，而不是局限于结构或是施工上。重新回到结构优化设计上来，结构设计人员大多依赖PKPM计算软件，审图也通常围绕计算机给出的计算书，一般而言只要满足规范要求，安全性都能得到保证，但是同样的建筑不同的人来设计其预算结果相差在10%到20%以上，这也说明了不同的结构选型布置方案，构造的选择在都满足最低标准时（也就是满足规范）差距甚大，所以我们要知道为什么有的人设计的就造价低而相反有的高。关于PKPM的设计过程不在赘述，相信大家最长时间做的事情就是调整截面，这差距来自截面调的是否精确吗？答案是否定的，这主要在宏观设计上，也在构造做法与结构选型上，还在与材料的应用，还要考虑施工中模板费用，施工水平等，举个例子：在设计上我们要考虑模板能重复使用的情况，那么在结构尺寸的设计上尽量保持一致，虽然加大了混凝土用量但是却减少了模板的制作，上下层的结构构件可以尝试用不同混凝土强度等级来取代尺寸差异，柱子尺寸变截面每次只改变一侧的尺寸。再来说说概念设计，我的理解概念设计就是宏观设计，建筑结构布局，基础埋深基础类型等都属于此范畴，还有对整体刚度有很好的把握。概念设计要求设计人员对建筑外环境、水文地质有充分的了解，风荷载、雪荷载、地震荷载都先看看能不能采用“放”去抵消掉，而不是一味地采用“抗”，当然这可能还要和建筑师好好的沟通让建筑97
规划设计师来做出更有利于结构的建筑方案。研究建筑平面剖面，提前找出刚度突变点，不要等到建好模型算好数据了才发现出现了应力集中。这里我给大家整理了一些概念设计的原则供参考：（1）结构要优先选择受力直接的传递方式，建筑竖向结构布置均匀，避免突变，建筑平面要尽量规则，结构布置同样要均匀。（2）场地上出现不利地段应提前和建筑师沟通，不要等建筑方案都做出来了才发现，提前构思好基础类型了解施工水平。（3）对结构刚度做整体把控，建筑抗震三原则要时刻对照“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”。关于结构布置与选型，我们根据建筑平面与高度选择适合的结构形式，遇到什么平面不规则，竖向不规则一定提前想好对策，这些不规则的地方要做好构造加强措施。要考虑建筑结构的自振周期，平面扭转层间位移等因素。再有合理利用后浇带控制变形与沉降。考虑的问题较多但每一条都直接影响着你的结构设计的好坏。在单一构件中，要先知道构件是如何计算的，了解构件与构件之间是如何互相作用的，我们就要清楚他们的刚度与相对刚度以及作用方式是什么，刚度大变形小，那么是不是刚度越大就越好呢？当然不是，最好的是刚度均匀。联系到结构优化就是在设计之初我们要清楚哪些部位或构件出现刚度变化，比方说楼梯间，通层空间等，在处理这些刚度突变的构件或是局部时我们就要考虑加强或是削弱从而达到刚度的均衡，刚度大的局部会出现应力集中，刚度小的又会脱离受力体系，这对建筑整体的影响很大。优化工作首先就是要从整体到局部去协调。我总结出做好结构优化需要设计人员注意以下三个问题：（1）数学力学的计算是不能代替结构设计的，同时计算机也不能代替人脑去设计。不要过于依赖计算机。现在的软件越来越成熟也越来越智能，但是设计人员决不能以为电脑是万能的，把所有计算交给电脑，只相信电脑的数据，忽视概念设计。电脑的计算是在一定的假设条件下进行的，这个结果与实际还有些许差距，还是要靠设计人员去判断。（2）重视整体设计而不是做构件工程师。把构件融入到整体中去你会学到真正的结构，而不是天天调截面。（3）一定要考虑经济性。精打细算体现的也是一种职业道德，如果因为懒惰而造成建设项目的浪费这是失去了职业道德的。建筑结构优化设计的方法之一：精细化设计，前面主要说的是宏观设计下面来说一下细节的设计就是多方案比较，多角度考虑，避免不必要的浪费，比如某建筑楼板厚度是120mm，而我们通常设计梁高是整数比如600mm，500mm，这时我们可以考虑将梁高定位620mm、520mm将梁底到板低的高度设为整数模数。再比如，采用剪力墙时可以试着在顶部使用160mm去替代200mm的墙厚，虽然减的不多但是自上而下自重都减小了，积少成多达到优化目的。筏板基础的选用方式分平板式筏板基础与梁板式筏板式基础，此基础是应用较多的基础形式，主要用于高层建筑。要根据地形条件、基础埋深和施工条件来选择，梁板
式刚度大，节约水泥但是刚度不均，施工较平板式复杂所以在选择上常是规整的框架结构建筑。由于水泥价格下降，人工成本的上升，平板式筏板基础开始大量应用，而且刚度均匀，但由于是大体积混凝土，考虑到水泥水化放热要严格控制温度避免开裂。由此可以看出不同方案的选择有不同的优劣，要根据实际情况因地制宜的作出判断。关于一些细节的优化方法，不同的板厚适宜的钢筋直径也有所不同，一般设计不分120mm与150mm或是180mm统一在一个直径钢筋去布置，最优的布置方法是120mm一下的用8mm到12mm的钢筋直径，而板厚在120~150mm的宜用10mm到14mm的钢筋直径，较厚的楼板180以上的用14mm到18mm左右的钢筋直径。后浇带的设置要考虑结合沉降缝的功能，后浇带主要作用是抵消混凝土收缩，一般建筑从30m到40m长设置一条，后浇带同时还能抵消一定的沉降，如果将后浇带设置得当可以减少沉降缝的设置，而且后浇带应设计在梁跨三分之一处，主要是为了避开弯矩最大处，有一点需要注意的是，后浇带不能起到伸缩缝的作用。当地下结构面积长度都较大时，单靠设置后浇带是无法满足要求的，混凝土的收缩变形与温度变形应力都较大，这个时候应结合设置膨胀加强带来解决。对一些带有裙房的建筑，我们要分析主体建筑与裙房之间到底是设置永久沉降缝还是设置后浇带，这要看建筑采用什么样的结构形式、主体与裙房之间的高差多少、地基的状况、基础的形式，如果地基的变形较小，或者采用桩基础加强使得建筑沉降量较小时可以设置后浇带来取代沉降缝。而当主体结构与裙房之间的高差较大，土质不好等情况推断出沉降差较大时就采用沉降缝而不是后浇带。框架结构的优化设计，框架柱截面主要控制轴压比，这个比值既不能太过接近极限值也不能过小，留有余量可以减少配筋同时能较好满足“强柱弱梁”的原则，但不能过小，过小会使柱子截面过大，增加了自重与混凝土用量。另外，在设计多层建筑时尽量钢筋每两层连接一次，一根钢筋9米长可满足两层的用量，减少钢筋接头方便了施工节约了施工成本。 合理的确定梁高宽及配筋， 混凝土的强度尽量采用C30不应过高，但钢筋可采用高强钢，以达到降低配筋率，减少裂缝的可能。剪力墙的优化设计，可以在底部几层选用C40,C45混凝土，上面的楼层采用C30，这样有利于减小墙截面。布置剪力墙要按“对称、均匀、分散、周边”的原则来设置。总结，建筑结构的而优化设计是要考虑项目上的方方面面提出一各综合的方案，要从整体出发，设计要精益求精，不怕麻烦敢于较真，还要在设计中总结经验，学习成功的案例，优化设计体现的是一个设计人员的职业素养，只有在工作中不断学习才能成为一名合格的结构设计师。
基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目；项目计划编号：（NJZC16532）
（作者单位：赤峰工业职业技术学院）