摘要：结构设计优化技术的应用可以产生可观的经济效益。建筑设计部门和设计人员应严格遵守“经济、适用、合理”的设计原则，精心设计，应用现代化科技手段，选择合理的建筑结构设计方案，实现降低建筑工程造价并取得最大经济效益的目的。
关键字：结构优化；经济；技术；方案
控制工程造价的一个有效途径是结构优化设计，优化设计的关键是合理处理经济和技术的对立统一关系。设计中，不能只追求经济效益忽略技术标准，也不能只重技术轻经济，导致技术能力过剩，资金投入浪费。工程投资中最主要的部分是工程造价，进行合理的结构优化设计可以带来可观的经济效益。建筑设计的首要目标是实现建筑功能，在其基础上实现安全和经济最佳结合是现代设计人员都应有的追求。结构设计优化要贯穿于整个设计过程，各个环节层层把关，设计出符合《规范》要求的方案，还要尽可能地实现建筑师的创作主旨。
1建筑结构优化设计理论
建筑结构是由各种建筑材料建造的建筑受力骨架体系，它决定建筑的安全性能，并影响其它建筑功能。结构设计原理是利用相关学科的知识，研究如何保证结构安全性的理论和设计方法。
传统的结构优化设计应用面较窄，仅仅局限于施工图阶段，优化的过程也是一个根据经验进行设计修改的过程。但是，结构优化设计并不是单独针对薄弱环节进行修改，而是面向整个设计过程，合理利用材料性能，并使各个构件之间协调连接。目前，传统的结构优化设计存在的不足已经被大家认同，建筑结构的优化设计已经不再局限于施工阶段，而是贯穿于整个建筑设计过程。
2建筑结构设计优化的功用
2.1降低总造价
进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距 也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。
2.2提高建筑结构经济性
高层建筑的建设成本成了不得不考虑的重要因素，对应的结构成本更是严格控制。一个设计人员在保证建筑质量的基础上，采用合理的计算模型、计算参数、设计荷载、构造措施及合理的计算指标是达到经济合理含钢量的重要途径，应认真结合规范和具体工程情况进行选择，并依据规范和结构概念合理使用计算结果进行设计，必要时采用手算复核。现笔者以某高层建筑物工程两种状态下结构计算结果加以比较说明。建筑物的结构技术指标及钢量指标。
同等情况下的结构，精细化设计砼用量节省26.4%、钢筋含量比重最大的竖向构件砼用量少用37.8%、结构质量减轻12.5%、周期变长22%（在满足变形的条件下，尽量采用长周期结构刚度越小，地震力就越小）、地震剪力减小20%、含钢量节省约18%。因此只要设计人员能够合理布置结构设计方案，把工作做得更精细化，可节省不少用钢量和砼用量。有关资料表明，合理的设计可以降低工程总造价的5%～10%，甚至15%。
笔者通过分析认为如何更好的控制含钢量还应该做好以下几点：1）利用相关井道形成的剪力墙，进行合理的竖向部件布置，做到分配合理有效，减小单位面积的用钢量。在楼盖的布置过程中，增大板跨，也可以达到相应的效果。2）控制含钢量的最直接的方法就是减少钢筋的使用。高层建筑过程中可可以采用适当的砼强度等级。3）合理计算参数，在满足规范要求和指标的基础上减少用钢量。在设计高层建筑的过程中，有不少的参数是由设计者自己制定的。透彻的理解《抗规》、《高规》、《高规补充规定》中各种参数的含义，合理的配置钢筋，直接影响着含钢量。4）在对高层建筑的柱体进行设计时，柱体的含钢量对于整个建筑物的含钢量具有重大的“贡献”，所以控制柱体的含钢量就能有效的控制建筑物的含钢量。
3优化建筑结构设计的具体方式
随着我国的建筑业的不断发展，各种建筑项目的增多，我们看到现代建筑开始以各种各样的造型呈现出来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过不同的造型设计可以带给人们不同的审美感受，并且也可以实现对建筑内涵的表达。因此，这是一种建筑结构设计同施工设计的完美结合。目前来看，评价一个建筑结构设计的标准主要有以下几个方面：首先，要保证用户的使用安全，其次，要保证建筑形成过程中的经济性，也就是合理的成本控制和管理，再次，要保证建筑物可以达到和满足相关的使用需要，即适用性，再者，还要保证建筑结构的整体形式大的美观，最后，建筑结构设计要利于施工的执行和操作。所以，由此可以得出，具体的落实现阶段的建筑结构的优化的方式有以下几种：第一，要加强对现有的建筑的优化方案的设计，即在施工之前，要充分的考虑各种施工因素，对现有的建筑需求进行全面的分析，从而得出一个合理化的设计方案。设计对于整个工程的质量形成的影响是非常大的，大约占百分之七十左右，尤其是成本控制方面，也主要是通过设计阶段来实现的。在对现有的建筑结构进行方案的确定前，要对各种细节设计进行管理，即对建筑的布局进行单项的分析和整合。第二，对建筑的优化阶段进行一定的预算编制，即在设计的过程中，采用合理的计算方式对现有的各种设计项目进行一个全面的线性优化。通过对会计活动中的各种方式和算法的运用，对现有的方案进行一个全面的计算和评估，选择合理的设计预算，可以有效的控制建筑成本，也就实现了对现有的建筑结构设计的优化。
4建筑结构优化方法
4.1进行正确的结构计算
计算机技术的发展改变了人工进行结构计算的状态，工程师可以借助计算机进行快速可靠的分析计算，将不同的结构设计方案进行比较，并加以调整，使结构设计优化更迅速更精确。但是，利用计算机进行结构计算时，还要注意一些问题：
(1)不能盲目取用计算机的运行结果。计算机进行结构计算所运用的程序是人工编写的，在编写过程中很多概念性的东西可能与规范存在差异，所以在进行计算之前要搞明白程序的理论基础和应用条件。
(2)认真核对输入的数据。结构计算需要的数据很多，如果输入的数据出现错误不仅会导致某一构件的受力出现问题，也会影响整个结构的受力情况，其后果是无法估计的。
(3)合理选取计算参数。不同的计算参数会得出不同的计算结果，要根据建筑要求和建筑环境合理选取。比如计算自振周期的折减系数的选取要根据结构形式和材料数量，若折减系数取值偏大会导致计算结果比实际结果偏小，造成结构分析偏于不安全，若反之则会导致结构不经济。
(4)考虑计算模型和实际结构的差异。计算模型都是实际结构的简化，只考虑普遍情况，不考虑实际结构中的特殊状况。而实际结构中的受力状况千差万别，如果单纯地依赖运算结果进行结构分析会导致较大的分析偏差，给建筑物留下设计隐患。所以在结构分析过程中要考虑计算模型和实际结构的差异，根据经验和相关的理论知识进行综合分析，判断结构设计是否合理。
4.2提高材料的利用率
结构优化设计的目标就是提高建筑物的性价比，这就要求结构设计中要根据构件在结构中的受力情况和建筑材料的力学特性，合理选用材料。在钢筋混凝土结构中，混凝土的抗压性能好，钢筋的抗拉性能好。以受压为主的柱子可以采用高标号的混凝土，以受弯为主的梁板可以选用高强度的钢筋，同时要注意钢筋和混凝土强度匹配，这样可以减小构件的横截面积，减轻构件自重，不浪费材料的性能。实际中，很多工程项目因为材料选用不合理导致不必要浪费的案例很多，比如，钢筋混凝土现浇板经常选用高强度混凝土，为了控制高强度混凝土的收缩变形需要加大配筋量，这样不仅仅使高强度的混凝土未能充分发挥效能，而且还增大了钢筋用量，导致经济浪费。
5结束语
随着我国经济的发展迅猛，人们对建筑的要求也不断的提高，在建筑设计的过程中，不仅仅要注重建筑的质量和功能的形成，还应该在此基础上实现建筑的成本节约和空间优化，以更好的现有的资源，发挥最大的使用功效。而这一切都要靠相关的结构设计优化来实现。因此，作者针对建筑结构设计优化的方法进行分析。
参考文献
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[4]JGJ 322002，高层建筑混凝土结构技术规程.2002.
论文作者:李阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 优化设计论文; 钢筋论文; 经济论文; 《基层建设》2019年第7期论文;