建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化

黨大智

【摘要】隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，加快了各大城市的人流涌人速度，人們對建筑的需求日益增加，需要建筑企業(yè)在空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，充分了解建筑空間結(jié)構(gòu)的基本特征，并采取切實可行的有效措施，實現(xiàn)對建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，促進(jìn)我國建筑業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。本文主要針對建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化問題進(jìn)行分析和討論。

【關(guān)鍵詞】建筑空間；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化措施

1、當(dāng)前建筑空間結(jié)構(gòu)的特征

1.1材料的多樣化

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和修建的過程中材料是非常多樣的，在設(shè)計的過程中要根據(jù)空間不同位置的實際要求做好材料的選擇工作，在對空間架構(gòu)設(shè)計時，通常都會選擇碳素鋼作為主要的材料，時代的發(fā)展和進(jìn)步使得新型的材料也廣泛的應(yīng)用在了設(shè)計和建設(shè)中鋁合金和不銹鋼就是兩種比較常用的材料，不銹鋼在應(yīng)用中能夠體現(xiàn)出十分明顯的優(yōu)勢，其裝飾性強，防腐蝕效果好，承重能力也非常強，所以在大廳和走廊等位置都可以使用，隨著科技的不斷發(fā)展，空間裝飾材料也在不斷的更新，所以在實際的設(shè)計中也通常會采用一些具有良好性能的新型材料，為了更好的適應(yīng)新型材料的使用也一定要在設(shè)計工作中不斷的用和新型材料配套的施工工藝展開施工工作，最近幾年也研制出了一種新型的復(fù)合材料，這種材料在實際的應(yīng)用中也取得了很好的效果，這主要是因為該材料自身的重量非常輕，而且其具有良好的自身清潔能力，具有較強的透光性，不易燃燒，同時強度上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其他同類的材料。

1.2結(jié)構(gòu)形式的多變性

空間結(jié)構(gòu)的一個主要優(yōu)點就是能為建筑提供豐富的造型， 近年來一些大跨度公共建筑，特別是國外建筑師所做的設(shè)計表明：一個結(jié)構(gòu)方案已很難從傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式予以界定，純粹單一的結(jié)構(gòu)形式是很少的，更多的是它們的組合體。

1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性和環(huán)保性

在最近幾年，建筑工程的施工中，原材料、能源和土地都需要比以往更加高昂的成本，同時，我國環(huán)境狀況日益嚴(yán)峻使得人們對于環(huán)境因素越來越重視，這樣的情況下會對建筑整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計造成十分巨大的影響，在建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一方面要充分的對材料和資金進(jìn)行有效的控制，同時在實際的工作中還要充分考慮到環(huán)保等因素，這樣建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計才能更加適應(yīng)時代的發(fā)展需求。

1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗風(fēng)性和抗震性

隨著空間結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展， 動力問題也受到了人們越來越多的關(guān)注， 地震或風(fēng)往往成為設(shè)計中的控制因素。對于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)來說， 抗震性能是主要問題，新近的研究已深入到圓柱面與球面網(wǎng)殼的彈塑性性能、考慮屋蓋與下部支承結(jié)構(gòu)的相互作用、以及運用靜力非線性算法計算網(wǎng)殼的水平地震反應(yīng)。這些成果將進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。對于重量更輕、外形變化更多的膜結(jié)構(gòu)來說， 風(fēng)的動力作用上升為第一位。對大跨度索膜屋蓋結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向非線性共振響應(yīng)分析以及空氣動力失穩(wěn)非線性分析已經(jīng)起步并獲得了初步成果。

2、建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化措施

2.1完善材料驗收制度

建筑工程中，確保建筑質(zhì)量良好的首要程序就是要保證建筑所需的各項材料是符合規(guī)范要求的，這樣的話就可以從源頭上杜絕質(zhì)量問題的出現(xiàn)?；诖耍谶M(jìn)行建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，就要嚴(yán)格地把控建筑材料的合格性，驗收其各項參數(shù)指標(biāo)是否滿足施工實際所需。從我國的建筑施工模式來看，建筑材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場時，相關(guān)的驗收程序只是驗收人員對建筑材料的出廠證明和合格證明進(jìn)行查看，一般不會進(jìn)行當(dāng)場試驗。在新的制度要求下，可以對建筑材料的選用和驗收有明確的程序分工，各個環(huán)節(jié)又是具有一定獨立性的，這樣可以有效地把握建筑材料的質(zhì)量安全，有利于建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的高效性。

2.2合理布置構(gòu)件

為了能夠使得建筑空間結(jié)構(gòu)更加符合人們的需求，就需要對建筑空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化配置，合理的布置建筑空間結(jié)構(gòu)中的柱子、梁以及剪力墻，從而有效的保障建筑空間結(jié)構(gòu)的舒適性和安全性。就以高層建筑來說，其空間設(shè)計主要采用的結(jié)構(gòu)形式為框架力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要是由鋼筋混凝土剪力墻以及鋼筋混凝土框架構(gòu)成的，框架結(jié)構(gòu)中的梁和柱都采用的是鋼材料，通過焊接的方式將兩者連接起來。框架相較于剪力墻來說，其不僅能夠采用鋼接的方式進(jìn)行連接，也能夠采用鉸接的方式進(jìn)行連接。框架力墻具有較強的荷載力，而且也能夠保持較好的整體性，能夠有效的抵抗地震，因此，在目前的建筑空間結(jié)構(gòu)中，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用較為廣泛。

2.3提升整體布局

提升整體布局是建筑空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的核心內(nèi)容之一。在提升整體布局的過程中工作人員為了能夠有效的實現(xiàn)施工目標(biāo)則應(yīng)當(dāng)注重從全局觀念出發(fā)來進(jìn)行設(shè)計。在提升整體布局的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)注重利用結(jié)構(gòu)設(shè)計中的點、線、面，確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體布局，并且在這一過程中合理的處理好點、線、面之間的架構(gòu)關(guān)系。另外，在提升整體布局的過程中設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)注重借助于材料的選用、構(gòu)件的布置來更加充分的發(fā)揮出現(xiàn)單個構(gòu)件與整體結(jié)構(gòu)的配合與協(xié)調(diào)并且能夠使其成為最佳的受力狀況，既能夠?qū)崿F(xiàn)整體結(jié)構(gòu)良好的承重力、剛性與延展性，也實現(xiàn)單個構(gòu)件的最大化與最佳化利用，從而能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠性的不斷進(jìn)步。

2.4建立優(yōu)化設(shè)計綜合評價體系

建筑物在進(jìn)行施工建設(shè)之前，完美的建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計是重中之重，因此，在選擇合適的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，要建立優(yōu)化設(shè)計綜合評價體系。當(dāng)一套甚至多套建筑物空間結(jié)構(gòu)設(shè)計方案擺放在眼前，首先，建筑結(jié)構(gòu)工程師要嚴(yán)格把關(guān)，刪除不符合建筑施工標(biāo)準(zhǔn)和使用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計方案。在幾套合適的方案中，對設(shè)計方案進(jìn)行綜合評價，即使選擇出合適的建筑設(shè)計方案，也要對此設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，嚴(yán)格計算設(shè)計方案中的設(shè)計數(shù)據(jù)，保證設(shè)計方案的正確性，還要對設(shè)計方案進(jìn)行經(jīng)濟分析，加大安全系數(shù)，保證建筑空間設(shè)計的合理和實用。

結(jié)語：

建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化工作任重道遠(yuǎn)，建筑單位需要結(jié)合實際情況，不斷努力探索新的方法，新的措施，強化建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化管理，提高建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化水平，加強施工人員的質(zhì)量安全意識，從而保證建筑物的使用安全，推動我國的建筑行業(yè)穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊志文.探究建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化[J].建筑知識（學(xué)術(shù)刊），2014，（10）.

[2]吳華.當(dāng)前建筑空間結(jié)構(gòu)的特征以及設(shè)計與優(yōu)化[J].江西建材，2013（2）.

[3]于洪生.淺析建筑架構(gòu)設(shè)計及其常見問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012.（17）

[4]孟兆勇.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題淺析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（1）.