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摘要：房屋建筑的结构优化设计能够在降低工程造价的同时提升工程整体的质量，使房屋建筑的结构更加合理；但是由于目前很对施工单位对于建筑的优化设计的重视程度不够，一些优秀的建筑结构设计也没有落实到实际施工环节，在建筑设计这方面投入较少，导致目前的房屋结构优化存在组多缺陷，本文主要针对建筑结构设计的不足，提出对应的解决措施，以供广大同行参考。
关键词：房屋结构设计；建筑结构设计；优化方法；应用
引言
1建筑结构设计优化的意义
随着科学技术的不断进步，越来越多的新工艺、新技术、新材料应用于房屋建设中，建筑结构设计也不断的发展变化，结构形式趋向于高层化、大跨度，而建筑的建造时间却越来越短，建筑的功能越来越多，结构复杂性加大，但对工程造价的控制越来越精细化。在这种发展趋势的推动下，房屋结构的安全性要求越来越高，特别是高层建筑，施工难度大，质量管理要求极为严格，同时对于成本的控制对实现效益及利润的最大化有着重要的作用。
2建筑设计存在的问题与不足
2.1对建筑结构设计不够重视
在进行建筑设计时，对于建筑的外观要求较高，往往追求形式上的新颖、功能上的完善，设计时流于形式，忽略了结构上的合理性，造成了建筑结构设计过于简单，使其不能满足设计形式及功能上的要求，使得建筑存在质量安全隐患，易导致质量安全事故的发生，或者为满足设计形式及功能上的要求，加大构件多用钢筋，严重增加了工程造价，使得工程造价难以控制在预算内。也有的设计者认为结构设计即是合乎设计规范，只要达到设计规范的要求即可，而设计达到规范标准仅仅说明建筑合格，并不能称之为优秀的建筑设计。
2.2低估建筑结构设计的难度
设计者在进行建筑设计时，几乎很难认识到建筑的结构设计是一项专业性强、理论复杂的工作，需要大量的实践经验积累，使得建筑以最小的成本实现最大的效益。不少设计者往往认为建筑结构设计即是利用电脑技术简单的画图，将设计构思用图纸表达出来，再加上合乎规范的设计，即成为建筑结构的设计图纸。而实际上一个优秀的建筑结构设计者不仅能够进行规范设计，而且有自己的设计理念，通过不断的优化设计，使建筑结构合理，既满足设计要求又能够合理控制工程造价。
2.3对建筑设计的投入不够
建筑工程业主方在选择建筑设计单位时，往往不以设计水平的高低为标准，而是根据设计费的多寡为准，为降低工程造价降低设计投入，这种做法往往适得其反，反而会增加工程造价。同时业主方为加快施工进度，缩短设计周期，使得建筑设计不能反复的进行设计优化对比，仓促设计，严重影响了建筑设计的质量，建筑结构的形式必须在前期的设计阶段加以确定及优化，合适的结构形式不仅能满足房屋建筑的功能要求，也对房屋建筑的造价影响较大。
3房屋建设结构设计优化方法的应用
3.1设计优化的途径
在进行建筑的优化设计时，根据优化的途径可分为设计中的优化和设计后的优化。设计中的优化是与建筑结构设计同步进行，需要在设计前进行有效沟通，明确设计的目的和需要达到的要求，并有效控制设计的整个过程，使设计过程符合优化目标。设计后的优化是在设计完毕后进行的，此时工程尚未开始施工，设计图纸仍存在不合理的地方，通过对设计图纸结构上的调整，对施工图进行细节上的优化，使得设计结果更加科学合理。
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在初步设计阶段，通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础型式等内容的多方案技术经济性比较，选出最优方案，整体控制含钢量；在具体计算过程中，通过精确的荷载计算、细致的模型调整，使结构达到最优受力状态，进一步降低用钢量；④在施工图阶段通过精细的配筋设计抠出多余钢筋，彻底降低含钢量。在进行多方案的技术经济性比较时，应综合考虑材料费、模板费、基坑开挖降水支护费用、措施费、施工难易、工期长短等因素，与甲方协商后择优选用。
3.2房屋建筑结构形式的优化
房屋建筑的所有的设计，都是将实际的房屋进行简化，简化就牵涉到模型的选择，现在大部分设计院都是用PKPM，也有用GSCAD的，还有用TBSA的；现在对于局部的分析计算，开始采用有限元计算了，特别是对于带转换层的房屋计算，或者是地下室的计算，不同的模型差别非常之大。用TBSA计算的结果，与用GSCAD计算的结果有时会相差整一倍多。对于，有一个项目的地下室，采用无梁楼盖体系，通过对其用有限元进行计算与通过PKPM的计算得出的结果进行对比，相差有150％之多。造价相差几百万，所以计算模型如果选择不正确，那么后来的图纸进行零零碎碎的优化，效果会很不明显。
建筑结构的形式必须在前期的设计阶段加以确定及优化，合适的结构形式不仅能满足房屋建筑的功能要求，也对房屋建筑的造价影响较大。如在设计剪力墙时，应考虑连梁对于墙肢的约束作用，此时墙肢在连梁的约束下，局部弯矩增大，而在这种情况下，其截面正应力也发生改变，如果单纯的增加钢筋配量不利于成本的节约，因此应将连梁的刚度降低，减少截面面积，对于抗侧力构件应当根据实际情况综合考虑，控制剪力墙的数量，优化空间布置，使得结构造价合理。
3.3构件安全系数的优化
目前的房屋建筑多采用钢筋混凝土结构，这种结构的优点是承载能力高，安全系数高，在发生地震灾害时，往往先是房屋建筑结构的墙体和承重柱出现承载力超载、断裂从而引起楼体的坍塌，因此这一部分构件需要较高的安全系数，使楼体的抗震性得到保证。
构件安全系数的优化主要依赖于选材与建筑结构的合理性。首先，应根据建筑布置、高度和使用功能要求选择经济合理的结构体系。比如，异形柱框架比普通框架用钢量大，在可能的情况下尽量采用前者；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。
首先，应选择比较规则的平面方案和立面方案。尽量避免平面凸凹不规则或楼板开大洞，控制平面长宽比，合理设缝，使结构刚度中心与质量中心尽量靠近。竖向应避免有过大的外挑或内收，同时注意限制薄弱层、跃层、转换层等不利因素，使侧向刚度和水平承载力沿高度尽量均匀平缓变化。其次，应选择合理、均匀的柱网尺寸，使板、梁、柱、墙的受力合理，从而降低构件的用钢量。柱网大则楼盖用钢量大，柱网小则柱子用钢量增大，应根据建筑实际情况和经验合理布置。再次，应选择经济合理的楼盖体系。楼盖质量大，层数多，占整体造价比重高，对楼盖的类型、构件的尺寸、数量、间距等应进行对比分析，选择最优的方案。
4结束语
综上所诉，房建工程应当重视房屋建筑结构在设计阶段的设计优化，建筑结构的设计并不是简单的根据设计规范绘制图纸，还应当形成科学的设计理念，这需要设计者不断的加强学习，在实践中积累设计经验，对房屋建筑的结构设计不断优化，考虑每一个细节，同时对房屋建筑与其他工程应当相互配合协调，如房屋建筑结构与给排水系统、电气系统的协调，通过对建筑结构的优化保证房屋建筑的质量安全，满足房屋的功能设计要求，同时有效控制房建工程的造价。
参考文献：
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论文作者:周松
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/19
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