摘要：在房屋建筑设计中，首先要保证房屋建筑的稳定性和安全性，其次要兼顾经济合理性，还要保证建筑的外形美观和舒适性；在保证建筑物基本性能和使用功能的情况下，土建成本经济控制成为开发商或建设单位一直最求的目标，使其能够更好地实现经济利益最大化，这就需要从建筑结构设计方案进行优化。本文首先分析建筑结构设计优化概念，然后详细阐述建筑结构设计优化在房屋结构设计中的具体措施，以期为相关单位和个人提供有用的参考。
关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术
引言
在目前市场竞争愈加激烈的建筑行业中，为了能够在市场竞争中获得良好的发展和优势，建设单位意识到需要在设计中应用优化设计，在保证建筑工程性能满足使用要求的前提下，尽量降低工程成本，包括施工成本，以获得更高的经济效益。通过过程优化设计要点控制措施、限额设计，包括比较常见的引进造价咨询优化单位全过程跟踪等办法，以期达到经济节约、成本最优的目的。
1、建筑结构设计优化概念
由于建筑工程投资较大，资金的合理使用就是工程中最需要重视的一个问题，建筑结构设计要从设计方案源头采取优化，在保障安全的基础上，体现美观和实现其功能，才能从整体将工程的成本进行降低，实现建筑企业的经济和社会效益目标。
因此，结构设计优化是在满足规范要求、保证结构安全和建筑产品品质的前提下，通过合理的结构体系选择及布置、科学的计算论证、适度的构造措施，充分发挥材料性能、便于施工、合理节约造价的设计方法。
2、结构优化设计在房屋建筑结构设计中的应用价值
2.1提升房屋建筑安全性
在房屋建筑结构设计的过程中，为确保建筑安全性，“优化”不代表“减法”，多数情况需要对结构体系及传力路径予以优化修改，特别是高层建筑，需要让结构有更多冗余度和延性，通过优化设计不仅能够最大限度提升房屋结构安全性，同时还能进一步提升房屋建筑质量。
2.2节约建造成本
据相关数据调查显示，在建筑结构设计工作中，通过对结构设计优化方法的实践应用，在节约土建设计成本的同时也能节约很多施工成本，方案的优化可带来更便于施工，从综合措施成本上节约。由此可见，将结构设计优化技术应用于房屋建筑结构设计工作中，可最大限度提升建筑经济性。
3、房屋建筑结构设计中优化技术探讨
结构优化设计并不是单纯的“挑毛病”、抠钢筋，而是通过交流配合、沟通，找到更为合理、更经济的设计；结构优化是对原结构设计的改进，不是追求局部最优，而是为了达到整体最优。
3.1注重概念设计，控制好结构体系选型及规则性
首先根据建筑物高度、场地条件、使用功能等因素，选择对应的适用结构体系，特别是抗震设防区的高层建筑，更应选择对抗震有利的结构体系。比如，7度区及以上，异形柱框架比普通框架用钢量大，抗震变形能力较差，在可能的情况下尽量采用后者；短肢剪力墙比普通剪力墙含钢量高，在可能的情况下尽量采用后者；就算多层建筑可选框架结构，在高烈度（8度）区也应首选框架--剪力墙结构。要配合建筑从方案开始，控制平面和立面方案的规则性，避免过大的外挑和内收，避免开大洞带来楼板不规则和应力的突变，避免薄弱层，以保持受力的均衡和刚度均匀连续。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高烈度区尽量少使用转换结构，尤其是高位转换，同一建筑不要做多功能多用途兼顾使用的设计，以降低构造加强措施和提高措施等级带来的土建成本，做到大格局的经济节约。
3.2建立建筑结构优化模型和设计参数优化
建立建筑结构设计优化模型，是建筑结构设计优化的主要方法之一。在模型建立后，可以应用科学的计算方法比选确定优化方案。在建立建筑结构设计优化模型的过程中，必须做好以下几方面工作：首先，选择合适的设计变量参数。一般情况下，设计变量参数的选择是影响建筑结构设计的关键因素。如今常用的PKPM和YJK系列软件提供了可自选的参数开关，以实现不同目标需求的模型计算分析，根据项目具体情况，对其中的关键参数合理取用，比如柱按单偏压计算，双偏压校核、偶然偏心和双向地震选取、竖向构件考虑活荷载折减、梁柱重叠部分考虑刚域影响、周期折减系数、梁是否考虑板翼缘作用、楼板计算考虑塑性等，通过参数的合理优选，降低建筑结构优化设计中的工作量。其次，确定合适有效的目标参数，才能获得最佳的建筑结构设计优化方案，并保证建筑结构优化设计符合相关规定和达到预期的成本优化和可控。
3.3地基基础优化设计
地基是房屋的基础，对房屋建筑有着至关重要的作用，常说“万丈高楼平地起”，指的就是地基基础，基础造价占结构造价比重较大，基础成本的节约将对整个工程造价的降低起决定性的作用，因此基础设计的关键是合理选择基础形式，基础直接决定的房屋的形态以及功能。在房屋的形态和功能各异的情况下，对地基的要求也会发生不同的变化，因此，在对地基进行设计时，就要全方位、立体化地对地基进行有效的控制，要保证地基设计的科学性和合理性，才能够最大限度地保证房屋的安全性。例如，一般低层建筑优先考虑浅埋天然基础，多层建筑优先考虑沉降控制的复合基础(含复合桩基)；采用桩基时，需进行桩型、桩径、桩长等多方案技术经济性比较。桩基比选时需考虑承台造价，不同单体，不同地质情况可选用不同桩型，桩基承载能力尽量接近桩身强度。布桩时优先考虑轴线布桩并按群桩形心、荷载中心、基础形心“三心”尽量靠近原则作优化调整。从而有效地对房屋的基础构造进行合理的优化，降低房屋建设成本。
3.4细部构造设计优化
房屋的细部构造对房屋结构质量及成本同样有较大的影响，建筑设计往往追求外观的新奇现代，有时天马行空，不计成本，造型复杂且体量较大，没有考虑抗震等因素。越是复杂、不规则的建筑造型会造成质量偏心和刚度突变，同时带来抗震性能下降和建造成本增加。这不仅会引发细部结构设计相关问题，并且还使得房屋总体结构存在更高的风险。所以，需要结合结构设计优化手段的应用，进而实现对于房屋细部构造的全方位有效控制，让房屋细部结构设计持续优化改进，最大化增强房屋细部构造设计效果，防止发生细部断裂、错位以及开裂问题，全方位增强房屋细部构造设计的经济性、安全性及耐久性。
结束语
房屋结构优化设计十分重要，而优化设计的基本原则就是要保证房屋的安全性、经济性、美观性以及适用性，还要保证施工能够采用更加方便的技术。只有在保证以上条件的情况下，对房屋结构进行有效的设计，才能够充分发挥优化设计的作用。这就需要设计人员在实践中不断探索，熟悉领会规范技术标准内涵，找到更好的优化措施，从而提升房屋的设计水平，保证房屋的质量，为人们提供更加安全、舒适的房屋。
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论文作者:罗建兵
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
标签：结构设计论文; 建筑论文; 房屋论文; 成本论文; 房屋建筑论文; 细部论文; 结构论文; 《防护工程》2019年10期论文;