建筑结构优化如何进行？实现建筑物的“完美制造”

随着时代的不断进步，各行各业都在不断的变化，就拿建筑行业来说也融入了很多先进的理念。然而对于建筑师来说，在设计方案的时候会做建筑结构优化，为这个建筑物进行更加完美的制造。

建筑结构在建筑设计中起着至关重要的作用。优化建筑结构是一项极为重要的工作，这项工作的目标是使建筑物的结构更加坚固、耐用、美观，同时也要达到成本控制、绿色环保等多重目的。

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什么是建筑结构优化?

建筑结构设计优化是利用过硬的技术和经验，以价值工程为评价工具，从成本与效益两个方面出发，对其组成要素进行分析对比，对成本进行合理取舍或再分配，实现安全、品质与经济性的统一，实现低成本与高效益的统一；涉及到营销、设计、成本、工程与物业管理等多个板块。

建筑结构设计优化的不仅仅是建筑结构的本身，还有建筑的经济效益、居住舒适度与建筑空间使用率，是从建筑、结构两方面去评价建筑方案与营销卖点的结构可行性、施工便利性与经济合理性，算的是大账、是总账。

建筑结构优化的本质 是成本控制，是不以牺牲效益为代价的成本控制，是降本与增效的统一。

建筑结构优化的目的 是追求最大性价比的成本配置方案，以实现成本效益的最大化。

建筑结构优化的必要性是什么？

设计成本仅占开发总成本的很小一部分，不足1%，但对开发总成本的影响却巨大，达70%~90%，故建筑结构设计优化对成本控制能够起到四两拨千斤的作用。

其中建安成本占总投资的 40%~60%，而在建安成本中，岩土结构成本占比达40%~60%。

在工程实践中，岩土结构成本往往因为方案选择及设计精细化程度而产生非常大的波动，增加许多无效成本，既不能增加结构的整体安全性，也未能给开发商与消费者带来实际的价值。

在满足同样功能的前提下，高水平的优化设计可降低工程造价 5%~10%，甚至可达 10%~30%。

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建筑结构优化的主要内容包括哪些?

1、建筑物结构的概念优化

不管任何一个建筑物，首先结构的设计是非常重要的，它不仅仅是一整个建筑物风格的定位，同时也是建筑物安全的基础。随着时代的进步，如今大家对建筑物的要求更高，常常会融入一些情感或理念在其中。因此，首先是要确定建筑结构的概念，但是所谓的概念在甲方眼里也可能会有变，因此，建筑结构的优化首先是一个概念优化的过程。当然了，即便是概念优化，也要建立在安全性能符合的前提下进行，避免大悬挑或大开洞这些影响建筑安全性的概念结构方式。

2、建筑物主要构件的优化

建筑物的主要构件是非常重要的，一个合理的结构设计是要在合理的构造配筋范围内进行的，其中还需要优化各种构件，比如结构的整体、建筑材料、构件尺寸、构件搭配、钢筋水泥的合理配置等等。建筑物里面的构件优化是很讲究的，比如盲目增加材料用量来解决安全性，可能没有经验的设计师会以为这样的做法会使得结构更加安全了，其实不然，很可能会起到反作用。

3、建筑物细节部分的优化

注重细节的建筑师才是优秀的建筑师，在制作设计方案的时候，结构的优化也是需要注重希捷 的，比如圈梁、立面线脚、压顶等部位。不过需要注意的就是在细节优化的过程中，还需要考虑建筑成本的控制，避免造成额外的浪费。

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建筑结构优化的方法

1、减轻自重

建筑本身的自重是结构设计中需要重点考虑的问题，是影响建筑物整体结构稳定性的因素之一。因此在设计和施工时，需要采取有效的措施，减轻建筑自身的重量。可以采用轻型材料，比如使用钢材代替钢筋混凝土结构;使用H型钢、C型钢等钢材，而不是传统的钢筋;采用轻质隔墙材料等。此外，设计时应确保材料的合理利用，避免出现重复冗余的结构，减轻建筑物虚拟负担。

2、加强水平抗力

水平抗力是建筑物抵御地震等自然灾害侵袭的重要指标之一。因此加强水平抗力也是建筑结构优化方法中的一项重要措施。可采用加固基础、设置剪力墙、加强建筑柱子等方法，提高建筑物的整体稳定性。

3、优化结构布局

优化建筑物结构布局是一项比较有难度的任务，需要充分考虑建筑物使用功能、空间分配、负荷承受能力等因素。一般来说，采用合理的布局方案可减少结构冗余，以及材料的浪费。例如，在平面布置中，可将机房、厨房等设施集中在一定范围内，减少墙体的建造数量;在立面布局中，可充分利用太阳光的方向进行设计，以获得更好的采光效果。

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建筑结构优化的技术

1、BIM技术

BIM技术是建筑结构优化中的新兴技术，属于数字化建筑技术。BIM技术可以通过建筑物三维模型来呈现出建筑物结构的全貌，可在数字环境中不断调整和优化建筑结构，使得建筑布局和结构更加科学合理、高效节能，同时也可以实现技术、构造、成本等综合优化。

2、计算机仿真技术

计算机仿真技术可以通过计算机程序模拟建筑物的工作状态，测试建筑物结构的安全性、耐久性等，以帮助优化建筑结构。同时，计算机仿真技术可以帮助分析结构的破坏原因，以及对结构进行维护和更新，提高结构的寿命和稳定性。

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建筑结构优化的原则

1、先人后物

建筑结构设计应始终坚持“先人后物”的原则，注重人文环境、人的身体舒适，优化结构的同时不影响建筑使用效果。

2、统筹设计

结构设计的成功不仅依赖于专业技术，还需要系统综合思维和方案，也就是说，结构设计需要与建筑的形态、功能、质量等其他方面的设计融为一体，达到统筹思考。

3、经济效益原则

在优化建筑结构的过程中，应注重经济效益原则，以有效的成本控制为前提，减少建筑材料的浪费，使得该项工作始终保持在经济合理的范围内。

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建筑结构优化的最新应用

1、互动式3D结构展示

新的建筑结构优化方法和技术的引进为互动式3D结构展示提供了更多的可能性。通过绘制建筑物三维模型和实时技术取代传统的2D平面分析，解决了建筑结构分析难以直观表达的问题，同时还能够通过虚拟现实技术，使建筑结构设计的审查更加全面、准确。

2、机器学习

机器学习技术有望推动建筑结构优化。借助现代技术，机器学习技术可以在建筑设计的初期就能够善于调整和优化建筑结构。因此，应用机器学习技术可以节省设计时间、降低成本，更加有效地实现结构优化。

总之，建筑结构优化是建筑设计的一个重要环节。优化的实质是在保证建筑安全性和通用性的前提下，进一步提高建筑物的性价比和施工效率。通过优化建筑结构的方法、技术、原则和最新应用等方面的综合考虑，可以帮助设计人员实现更为科学和合理的建筑结构优化，推动建筑行业的科学发展。