建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化如何進行？實現(xiàn)建筑物的“完美制造”

隨著時代的不斷進步，各行各業(yè)都在不斷的變化，就拿建筑行業(yè)來說也融入了很多先進的理念。然而對于建筑師來說，在設(shè)計方案的時候會做建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為這個建筑物進行更加完美的制造。

建筑結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)是一項極為重要的工作，這項工作的目標(biāo)是使建筑物的結(jié)構(gòu)更加堅固、耐用、美觀，同時也要達到成本控制、綠色環(huán)保等多重目的。

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什么是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化?

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是利用過硬的技術(shù)和經(jīng)驗，以價值工程為評價工具，從成本與效益兩個方面出發(fā)，對其組成要素進行分析對比，對成本進行合理取舍或再分配，實現(xiàn)安全、品質(zhì)與經(jīng)濟性的統(tǒng)一，實現(xiàn)低成本與高效益的統(tǒng)一；涉及到營銷、設(shè)計、成本、工程與物業(yè)管理等多個板塊。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的不僅僅是建筑結(jié)構(gòu)的本身，還有建筑的經(jīng)濟效益、居住舒適度與建筑空間使用率，是從建筑、結(jié)構(gòu)兩方面去評價建筑方案與營銷賣點的結(jié)構(gòu)可行性、施工便利性與經(jīng)濟合理性，算的是大賬、是總賬。

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的本質(zhì) 是成本控制，是不以犧牲效益為代價的成本控制，是降本與增效的統(tǒng)一。

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的 是追求最大性價比的成本配置方案，以實現(xiàn)成本效益的最大化。

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的必要性是什么？

設(shè)計成本僅占開發(fā)總成本的很小一部分，不足1%，但對開發(fā)總成本的影響卻巨大，達70%~90%，故建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化對成本控制能夠起到四兩撥千斤的作用。

其中建安成本占總投資的 40%~60%，而在建安成本中，巖土結(jié)構(gòu)成本占比達40%~60%。

在工程實踐中，巖土結(jié)構(gòu)成本往往因為方案選擇及設(shè)計精細化程度而產(chǎn)生非常大的波動，增加許多無效成本，既不能增加結(jié)構(gòu)的整體安全性，也未能給開發(fā)商與消費者帶來實際的價值。

在滿足同樣功能的前提下，高水平的優(yōu)化設(shè)計可降低工程造價 5%~10%，甚至可達 10%~30%。

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建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要內(nèi)容包括哪些?

1、建筑物結(jié)構(gòu)的概念優(yōu)化

不管任何一個建筑物，首先結(jié)構(gòu)的設(shè)計是非常重要的，它不僅僅是一整個建筑物風(fēng)格的定位，同時也是建筑物安全的基礎(chǔ)。隨著時代的進步，如今大家對建筑物的要求更高，常常會融入一些情感或理念在其中。因此，首先是要確定建筑結(jié)構(gòu)的概念，但是所謂的概念在甲方眼里也可能會有變，因此，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化首先是一個概念優(yōu)化的過程。當(dāng)然了，即便是概念優(yōu)化，也要建立在安全性能符合的前提下進行，避免大懸挑或大開洞這些影響建筑安全性的概念結(jié)構(gòu)方式。

2、建筑物主要構(gòu)件的優(yōu)化

建筑物的主要構(gòu)件是非常重要的，一個合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是要在合理的構(gòu)造配筋范圍內(nèi)進行的，其中還需要優(yōu)化各種構(gòu)件，比如結(jié)構(gòu)的整體、建筑材料、構(gòu)件尺寸、構(gòu)件搭配、鋼筋水泥的合理配置等等。建筑物里面的構(gòu)件優(yōu)化是很講究的，比如盲目增加材料用量來解決安全性，可能沒有經(jīng)驗的設(shè)計師會以為這樣的做法會使得結(jié)構(gòu)更加安全了，其實不然，很可能會起到反作用。

3、建筑物細節(jié)部分的優(yōu)化

注重細節(jié)的建筑師才是優(yōu)秀的建筑師，在制作設(shè)計方案的時候，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化也是需要注重希捷 的，比如圈梁、立面線腳、壓頂?shù)炔课?。不過需要注意的就是在細節(jié)優(yōu)化的過程中，還需要考慮建筑成本的控制，避免造成額外的浪費。

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建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法

1、減輕自重

建筑本身的自重是結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要重點考慮的問題，是影響建筑物整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素之一。因此在設(shè)計和施工時，需要采取有效的措施，減輕建筑自身的重量?？梢圆捎幂p型材料，比如使用鋼材代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);使用H型鋼、C型鋼等鋼材，而不是傳統(tǒng)的鋼筋;采用輕質(zhì)隔墻材料等。此外，設(shè)計時應(yīng)確保材料的合理利用，避免出現(xiàn)重復(fù)冗余的結(jié)構(gòu)，減輕建筑物虛擬負擔(dān)。

2、加強水平抗力

水平抗力是建筑物抵御地震等自然災(zāi)害侵襲的重要指標(biāo)之一。因此加強水平抗力也是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法中的一項重要措施?？刹捎眉庸袒A(chǔ)、設(shè)置剪力墻、加強建筑柱子等方法，提高建筑物的整體穩(wěn)定性。

3、優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局

優(yōu)化建筑物結(jié)構(gòu)布局是一項比較有難度的任務(wù)，需要充分考慮建筑物使用功能、空間分配、負荷承受能力等因素。一般來說，采用合理的布局方案可減少結(jié)構(gòu)冗余，以及材料的浪費。例如，在平面布置中，可將機房、廚房等設(shè)施集中在一定范圍內(nèi)，減少墻體的建造數(shù)量;在立面布局中，可充分利用太陽光的方向進行設(shè)計，以獲得更好的采光效果。

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建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)

1、BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的新興技術(shù)，屬于數(shù)字化建筑技術(shù)。BIM技術(shù)可以通過建筑物三維模型來呈現(xiàn)出建筑物結(jié)構(gòu)的全貌，可在數(shù)字環(huán)境中不斷調(diào)整和優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，使得建筑布局和結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理、高效節(jié)能，同時也可以實現(xiàn)技術(shù)、構(gòu)造、成本等綜合優(yōu)化。

2、計算機仿真技術(shù)

計算機仿真技術(shù)可以通過計算機程序模擬建筑物的工作狀態(tài)，測試建筑物結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性等，以幫助優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。同時，計算機仿真技術(shù)可以幫助分析結(jié)構(gòu)的破壞原因，以及對結(jié)構(gòu)進行維護和更新，提高結(jié)構(gòu)的壽命和穩(wěn)定性。

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建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則

1、先人后物

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)始終堅持“先人后物”的原則，注重人文環(huán)境、人的身體舒適，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的同時不影響建筑使用效果。

2、統(tǒng)籌設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計的成功不僅依賴于專業(yè)技術(shù)，還需要系統(tǒng)綜合思維和方案，也就是說，結(jié)構(gòu)設(shè)計需要與建筑的形態(tài)、功能、質(zhì)量等其他方面的設(shè)計融為一體，達到統(tǒng)籌思考。

3、經(jīng)濟效益原則

在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)注重經(jīng)濟效益原則，以有效的成本控制為前提，減少建筑材料的浪費，使得該項工作始終保持在經(jīng)濟合理的范圍內(nèi)。

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建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最新應(yīng)用

1、互動式3D結(jié)構(gòu)展示

新的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法和技術(shù)的引進為互動式3D結(jié)構(gòu)展示提供了更多的可能性。通過繪制建筑物三維模型和實時技術(shù)取代傳統(tǒng)的2D平面分析，解決了建筑結(jié)構(gòu)分析難以直觀表達的問題，同時還能夠通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的審查更加全面、準確。

2、機器學(xué)習(xí)

機器學(xué)習(xí)技術(shù)有望推動建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化。借助現(xiàn)代技術(shù)，機器學(xué)習(xí)技術(shù)可以在建筑設(shè)計的初期就能夠善于調(diào)整和優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)用機器學(xué)習(xí)技術(shù)可以節(jié)省設(shè)計時間、降低成本，更加有效地實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

總之，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是建筑設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。優(yōu)化的實質(zhì)是在保證建筑安全性和通用性的前提下，進一步提高建筑物的性價比和施工效率。通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的方法、技術(shù)、原則和最新應(yīng)用等方面的綜合考慮，可以幫助設(shè)計人員實現(xiàn)更為科學(xué)和合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，推動建筑行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。