结构优化四个法宝，轻松搞定设计施工！

时间：2021-10-19 20:40:57 来源：解答题地产观

在方案的设计及施工中，每个值得优化的细节都会为工程质量添砖加瓦。为确保设计人员有效做好结构优化，重视优化设计细节，应做好哪些工作？

一、结构设计优化方法价值

只有确保建筑结构设计优化工作的合理开展，才可以确保建筑的安全以及稳定，这对于建筑的发展有着很重要的作用。房屋结构的优化设计需要在建筑质量保证的基础上实施，只有在确保建筑安全稳定的基础上对于房屋建筑结构优化设计进行融入，才可以实现建筑的可持续发展。

采用对房屋建筑结构的优化，将施工当中的机械性能不断提升，同时对建筑材料合理应用，并且避免使得建筑材料大量浪费，不但可以将建筑施工成本降低，还可以对房屋的实用性不断提升。房屋结构设计进行优化当中，除了需要对外部结构进行优化之外，还需要加强对其内部实现优化，以此来对房屋建筑的设计感提升，从而有效地满足人们对于房屋建筑的需求，使得居住环境更加的舒适以及健康。

二、结构设计优化核心

采用建筑结构的优化设计，能够将建筑整体成本合理降低。现阶段，随着建筑行业的不断发展，高层建筑的数量也在不断增多，尤其是超高层建筑的数量。由于其主要特点就是占地面积小，建筑面积大，能使用的成本能够降低。但建筑高度越高，也可能产生楼层不协调的情况，这样对土地成本的节约很难合理的满足建筑高度增加所造成的影响。因此，在实际的结构设计中，不能只是对建筑高度加强重视，对其需要在整体的环境和成本范围之内加强思考。相对于建筑来讲，建筑层数的增加就会造成整体框架和承重柱自身的承载力产生变化，对建筑整体就会产生很大的影响，如墙体面积增加，梁柱体积就会变大，自身也会不断的升高，建筑内部的相关管线配置也会受到很大的影响。此外，因为建筑楼层不断增加，高度也会增高，这就使得建筑围护结构也出现相应的变化，通常，对于一些圆形建筑和方形建筑被广泛应用，以此来缩小建筑外墙周长，从而减小建筑的室内装修面积，并且在一定意义上也能够将建筑的整体承受能力提升，在保证建筑安全以及稳定的基础上，不断提升建筑整体性能。

三、主要优化步骤

1、建筑结构模型设立

在房屋建筑结构设计中，结构参数优化计算和结构模型设计是其主要的构成部分。建筑工程结构优化设计主要就是从大部分变量中选取科学合理的参数，对结构函数进行计算，以此确保房屋结构承载力最佳。通常在对建筑结构模型实际的设置当中，主要是从两个角度进行分析。

（1）在对建筑结构设计当中，需要确保变量参数的科学合理，按照相应的计算编制流程进行模型的设置，这样就能够在一定意义上确保建筑工程设计中相关施工参数的合理性；

（2）在对于模型的设立当中，需要对模型的目标函数进行确定，同时对于建筑工程结构设计当中的相关数据参数做好科学合理的分析和选取，以此确保能够和函数的条件相符合，以此对相应的约束条件做好确定，在这当中，对于约束条件主要有：尺寸、强度、弹塑性的等方面，这样在一定意义上可以有效的对房屋建筑工程施工需求有效满足。除此之外，在实际的建筑工程结构模型构建当中，一定要加强对施工影响因素的重视，并且做好相应的计算，这样就可以确保模型能够和工程实际状况相符合。

2、方案设定、程序设计与结果分析

在房屋结构设计中，将可靠度作为其基础，可以呈现出非线性和多条件等特征，在对结构计算优化当中，一般主要就是对约束性优化合理的转化为无约束的优化函数实施计算。现阶段，在结构设计优化当中比较常见的计算方式主要有：复合形法、拉氏乘子法、Powell法等。在设计行业对于计算机技术的合理应用，可以对可靠性基础上实现的房屋结构设计方案以及选择，确保其和工程优化计算方式能够符合，在这当中主要就是对计算机语言编程程度进行合理应用，以此来对运算速度合理的优化设计，并且确保结构的相关功能需求合理的满足。

在对计算方式进行选取，对模型和程度优化的基础上，实现对结构的合理优化。设计人员可以对所需要编制的相关程序实现对方案的合理处理，采用对程序实际的运行结果实现比例和有效分析，在这当中确保方案的最优化。

在对结构的分析当中，结构设计人员需要对相关的影响因素加强综合思考，从多个角度加强对方案的合理优化。对于方案结果的优化主要就是对结构实现优化，并且对结果进行合理的分析，在这当中选取安全以及实用和合理方案的融合。同时，还可降低建筑施工难度，提升施工进度，从而降低成本。在实际的结构设计优化中，需要在实际的优化处理中对技术和经济效益实现合理的统一，确保其有机整合。

四、设计优化方法应用

1、空间整体布局的优化

空间整体整体布局设计是房屋建筑结构设计方案中，是不可缺少的一项内容，具有一定的复杂性和层次性，从复杂性来说主要包括有：采光、空间布局、朝向等方面。从层次性的角度来说，主要包括有：结构体系、设计体系、安装体系等方面，并且在每个体系下面包含很多分支。因此，在房屋建筑空间整体布局设计优化的过程中，可以从以下几个方面展开。

（1）设计人员一定要有整体性和前瞻性的设计意识，从整体逐渐向细节深入。同时，在设计优化的过程中，通过对整体结构与选择材料和构建合理布置，以及良好的配合，达到房屋建筑结构中最优的承载能力、稳定性和安全性，保证房屋建筑工程结构设计的质量。

（2）一定要严格遵循着我国规定的标准，进行房屋结构结构设计，对各项参数存在的误差，进行严格的控制。另外，在空间规划的过程中，建筑的采光性一定要作为重点考虑的对象。同时，在朝向方面，一般都是选择双阳或者南北的格局，这样可以在一定程度上保证采光的稳定性，也降低了能源的大量消耗。如在我国某些建筑工程空间结构优化的过程中，为了保证良好的采光度，以“南北设计”为主，使其空间在大部分的时间内，可以感受到外界的阳光，也为人们提供了良好的居住环境。

2、建筑阶段性及寿命优化

房屋建筑的刚度和稳定性有着直接的关系，建筑材料含钢量对建筑刚度有着一定的影响。在对房屋建筑结构设计方案优化中尽可能的采用含钢量比较高的材料，以此来保证建筑质量合格。在相应地质条件中，对于房屋建筑结构的优化设计中材料的选取需要和地质情况结合起来，对建筑刚度要求进行确定，在这当中需要对建筑材料进行合理的采购。房屋建筑结构刚度优化设计需要和实际的刚度实际要求进行结合起来，同时在保证质量合格的基础上将成本合理控制，实现施工阶段的寿命优化。

3、结构计算参数的优化

房屋建筑结构设计工作非常的复杂，并且其自身所包含的参数也很多，如果在这当中某个参数有着很大的误差，对于建筑工程结构自身的稳定性以及安全性和舒适性都会产生影响。因此，在对房屋建筑结构优化设计当中，需要加强对相关计算机参数作为优化重点，可以应用计算机对相关的数据信息实现合理判断，并且对相关的数据准确性进行提升。在对房屋建筑结构实际的优化设计当中，一定要确保构件尺寸和几何图形以及数据准确性准确输入，防止计量产生误差。

除此之外，在对计算参数选取当中，需要能够按照工程结构的相关状况，对计算机实现编程，这样可以在一定意义上确保相关设计结果的准确，然而，在实际的设计中，也不能只是采用计算机技术，还需要按照计算模型和设计人员自身的技术水平，确保房屋建筑结构设计具有良好的可靠性。

4、结构形式的合理选择

房屋建筑结构优化设计中需要加强对细节进行合理的优化设计。房屋建筑结构在施工当中一般需要采用相应的现浇板，对于结构的拐角末端异形板易产生断裂，在对设计方案的设计中需要对钢筋材料的选择标准进行明确，通常主要选取一些极限拉力比较强以及能够满足塑性要求的材料。才对钢筋受力保证之后，需要对其塑性要求尽可能的满足。除现浇板外，对于其他的相关细节和材料都需要合理优化，在设计方案中使得施工人员能够根据相应的设计方案不断实施优化。同时，在对房屋建筑结构设计优化中，最为重要的设计内容之一是抗震设计，因此对设计优化的要求也非常高。抗震设计一般缺少相应案例的参考，所以就需要概念设计方式，采用实际经验的数据对抗震结构实现设计。抗震概念设计和其他相应的建筑结构方法合理的融合在设计方案中应用，从而不断提升设计效率。

5、对结构设计方案进行技术优化

随着当前建筑行业的快速发展，建筑企业在强化建设进度方面有着很高的要求，所以在一定意义上为能提升进度，建筑企业在对建筑进行设计时，需要设计单位能够在很短的时间之内拿出相关的设计方案。因为设计时间比较短，个别设计人员疏于对设计方案进行技术优化，会使设计方案存在很多问题。并且在实际的施工中还会产生很多细节问题，在对所存在的问题进行修改时，不但会延长工期，而且还会造成大量的人力物力的浪费，可能直接会导致建筑工程造价不断提升，对于建筑的整体施工质量的提升有着很大的影响。

按照建筑工程工期的实际需求，对设计和施工时间合理安排，同时加强对技术不断实现优化。在对建筑工程施工前，需要确保设计方案的合理性，这样在实际的施工中就会有相应的根据，防止对相关细节实现有效的修改和重建，所以对于工程造价的降低和实现工期的加快有着很重要的作用。为了能够加强对建筑物质量的提升，实现工程造价的降低和提升工程工期，在设计中加强对技术的不断优化。

END

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