建筑结构设计的基本原则及方案优化

【摘 要】随着我国当前的经济发展，建筑行业已经迈上了新的台阶。进行建筑结构的设计和优化不仅可以提高建筑工程的整体工程质量，还可以在很大程度上降低工程费用，确保建筑工程完全符合工程要求，确保人们的生命财产安全。建筑结构设计和优化已经成为当前建设人员工作的核心，在这种局势下，通过对建筑结构设计基本原则的研究和分析，选取合适优化方案，确保从本质上提高建筑质量已经势在必行。

【关键词】建筑结构设计；基本原则 ；方案优化

前言

建筑设计是建筑施工的前提，建筑设计的好坏关系到整个工程质量的高低，已经成为影响建筑质量的关键因素。建筑结构的科学性和合理性可以确保人们的生命财产安全，提高建筑的安全性。只有严格遵守建筑设计结构，才可以确保建筑符合我国工程质量标准，高效完成建筑设计工作，提高工作效率。本文就我国的建筑结构设计基本原则进行研究，对建筑结构方案优化进行探讨，提高建筑设计效果，现研究结果如下。

1 建筑结构设计基本原则

建筑结构是指在建筑物包括构筑物中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。建筑结构因所用的建筑材料不同，可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、轻型钢结构、木结构和组合结构等。建筑结构设计贯穿于建筑建设过程中的主体和细节结构的设计，包括建筑主体结构和材料，建筑空间结构的具体细化等设计方案，通过建筑结构的设计可以确保建筑物建筑顺利完成，已经成为建筑工程的核心工作。

1.1 取大舍小原则

取大舍小原则主要指在建筑设计的过程中要分清主次，先确保整体建筑主体的设计合理，后进行细节设计细化，确保细节设计符合主体设计，不与主体设计发生冲突。在进行建筑结构设计的过程中，要保持强柱弱梁、强剪弱弯，对主体进行层次划分，降低建筑设计的外部冲破力，保持建筑结构设计的稳定，在最大的程度上保持建筑主体的稳定性。

建筑结构设计是由各种设计构建而成，建筑构件在主体设计中承担着较大的作用。但是建筑主体设计和建筑结构设计在一定的程度上很容易出现冲突，导致建筑设计出现卡壳。在这种情况下，建筑结构取大舍小原则制定了设计基本，要以建筑重要为第一考虑要素，实现结构条件对主体设计的服从和符合。

1.2 刚柔有度原则

刚柔有度原则主要指在进行建筑结构设计的过程中，要将过于钢化的建筑结构进行柔化，提高建筑物的整体稳定性。建筑结构设计刚柔有度要求设计人员对建筑结构的稳定性进行全方位考虑，对建筑设计中过多的钢化线条设计进行改善和调整，降低建筑物发生形变的可能性。

在进行建筑设计的过程中，过于钢化的建筑物由于线条结构较为死板，建筑物的整体支撑能力会大打折扣，导致在外部压力过大时产生形变。这种形变在很大的程度上造成建筑物安全问题，导致建筑物出现大面积坍塌，形成建筑物破坏。刚柔有度原则确保建筑结构设计中的框架设计合理性，确保刚性结构和柔性结构完美结合。

1.3 多重设防原则

多重设防原则主要指在进行建筑结构设计的过程中，设计人员要对所有的设计结构进行把握，将建筑结构的整体作为主要设计核心，设计多重防线，保证建筑结构的安全性。多重设防要求设计人员要熟知建筑结构设计的各个环节，在设计中进行多重设卡，将建筑结构各部分的功能充分放大，提高设计效果。

建筑物在使用的过程中很容易遇到危险状况，多重设防要求设计人员从建筑结构的安全性出发，对其危险状况进行预防和处理，降低人们的生命安全和财产安全损失。

1.4 打通关节原则

打通关节原则主要指在进行建筑结构设计的过程中，设计人员要将建筑细节结构和主体结合在一起，将建筑细节结构融会贯通，实现建筑结构的统一。通过减少建筑结构中的关节，将建筑结构关节打通，实现对建筑整体的全方位把握，增强建筑设计的主体效果。

建筑结构是构成建筑设计的关键，是建筑建设中必不可少的一部分。因此，在进行建筑核心的设计过程中，设计人员要确保建筑结构浑然一体，增强建筑设计的效果。将结构关节打通，降低系统外力的干扰，实现对系统外力的传递和消减，实现关节传力的畅通，提高建筑结构的稳定性。

2 建筑结构设计的方案优化

建筑结构设计的方案优化主要是在建筑设计基本原则的基础上对建筑设计理念和要求进行完善，通过不同的建筑结构设计角度提高设计的合理性，对建筑结构实际设计过程中的突出问题进行解决，提高设计效果。

2.1 结构安全优化

结构安全优化主要表现在对抗震防护的效果上，通过抗震防护安全结构的实施，确保建筑物的安全性。在地震等级较高的地区要实行多层砖混或和框架剪力墙结构，采用抗震材料进行结构建筑。通过进行两个阶段设计提高设计效果，实现结构安全优化的三个水准的防护要求。对一般的多层砌体住宅结构要先采取横墙承重实现共同承重，进行均匀对称分布，沿平面进行对齐。

2.2 结构构造优化

结构构造优化中要注意的问题主要为注意构件撮大配筋率和最小配筋率的限值。在设计过程中，要严格按照相关的结构构造要求保证钢筋、钢锭等在设计中的衔接长度和固定位置，确保建筑材料和建筑结构构造相符合，实现对建筑结构构造的方案优化。

除此之外，为防止屋面温度导致建筑墙体出现开裂现象，在进行结构构造优化的过程中，设计人员要进行有效的通风设计，进行融热操作。设置抗震安全构造柱，对建筑结构构造的整体进行贯穿。

2.3 结构计算优化

结构计算优化要注意以下几方面问题。第一，建筑结构底部剪力法主要适用于建筑结构刚度较为均匀的多层设计结构，可以实现对结构的整体加强。但是，这种剪力法在较为薄弱的底层框架结构中应用效果不佳，一般会产生一定程度的塑性形变，导致建筑结构稳定性降低。第二，底框框架结构要采取双保险的方式进行设计，降低其承种量。按照相关要求进行双保险结构设计，对抗震墙的弹性刚度进行折减，提高其倾覆力矩产生的附加力。

在进行结构计算优化的过程中，设计人员要采用双向板查表结合连续板计算，提高对建筑结构的设计计算效果。将设计数据进行双向运算，减少设计漏算或少算荷载，确保设计和建筑用料相符合。在完成上述算法优化过程后，要对电算的结果进行评价，根据工程设计的经验对计算结果进行评价，判断计算结果是否达到工程设计图纸要求。

2.4 设计选取优化

在进行设计优化的过程中，相关人员要根据地基沉降引起构件开裂程度进行合理深度优化，将设计桩箱和桩筏相结合，保证箱体的刚度，实现对设计方案的优化。对设计方案进行比较，进行有效选取，确保方案符合设计结构中安全可靠性、操作技术要求、经济效益等的相关要求，实现设计选取的优化。软土层覆盖层厚度较 大地区的多层建筑要经过地基处理控制建筑物沉降，对其上部结构和地基的技术指标进行规范和处理，考虑处理方案成熟程度及相关经验，进行多种方案的比较。最终，选取最合适的设计方案，确定选取的方案满足设计强度和形变的标准，对不符合的方面继续进行优化。

3 总结

建筑结构设计的基础和方案优化主要是通过对建筑结构基本原理的应用，对建筑设计结构方案进行完善和改革，实现对设计结构优化、设计环节优化、设计算法优化、设计选取优化等。将建筑结构设计基础原理进行灵活应用，在此基础上进行优化，对我国建筑结构设计具有非常积极的促进作用，可以提高建筑结构设计的实际应用效果，实现建筑物的安全稳定。

参考文献：

[1]叶齐.孔菲，建筑结构设计基本原则及合理设计方案[J].城市建设理论研究（电子版）， 2012（3）.

[2]周自强.建筑结构设计方案详解[J].建材与装饰，2012（19）.