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摘要：建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用，符合可持续发展观以及建筑行业的发展需求，可以提高建筑的安全性与美观性，发挥建筑材料的最优性能，同时还能降低建筑工程的成本，提高建筑的经济效益。本文探讨了结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用。
关键词：结构设计；优化技术；建筑结构设计；应用
建筑结构设计优化方法是顺应建筑行业发展的产物，也是市场经济条件下对资源配置提出的新要求，其为建筑结构优化设计提供了重要的参考，具有不可估量的参考价值。对建筑结构进行优化是实现建筑行业长远发展的重要途径，将建筑结构设计优化方法应用于建筑结构设计，能够体现建筑结构设计的科学性和合理性。
1 优化设计技术应用在建筑结构设计中的意义
在建筑结构设计中，运用优化设计技术，对降低工程造价具有重要的意义。与传统的结构设计相比较，采用优化设计技术的工程造价可以有效降低6%－35%，优化设计技术选用最合理的方法利用建筑材料，很好的协调建筑内部的各个单元，通过优化技术的运用，可以实现安全性、经济性的目标; 增强建筑的经济性能，降低层高，节省材料，节约建筑用地，增强受力性能; 运用优化设计技术不仅可以为建筑的安全提供保障，还为项目的效益提高做出贡献。例如: 容积率方面的结构设计，可通过增加层高，缩小栋距的方法，增加经济效益;建筑结构设计中，应用结构优化设计技术，不仅使建筑的外形美观、精巧，还最大限度的降低工程造价，节约成本，达到经济、安全及适用的目的。
2 结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用
2.1对建筑结构整体与局部的优化
首先，从建筑结构的复杂性来说，要注意选择建筑材料，材料必须符合使用标准，还要结合具体情况，选择建筑结构类型；其次，从建筑结构设计的层次性来说，要对建筑内部做出整体优化，可从建筑局部的结构设计、建筑使用设备、电气设计、安装体系等方面着手。除此之外，可将整体结构设计与局部结构设计同时进行优化，由此形成一个综合性的结构体系，这样一来能够使房屋的安全性与合理性得到提升，而且能够减少不必要的浪费，另外，要尽力保证建筑结构整体的协调优化，保证建筑的截面面积与建筑高度相协调，避免出现墙位错误的现象，在设计过程中，还可以适当运用几何结构，从而使建筑达到简洁、美观的视觉效果。在电梯和楼梯的设计过程中，要保证其稳固性，可以在减轻其自身重力的同时注意对材料的选择（选择承重能力较强的材料）。无论是进行整体结构优化还是局部结构优化都需要制定出合理的结构方案，另外，“部分决定整体”，设计人员可通过先做好局部设计方案，经过整合之后再完成整体设计，达到局部带动整体的效果。
2.2 对建筑上部结构的优化设计
( 1) 砖混结构的优化措施: 在方案设计阶段，对于砖混结构，承重墙上不宜采用较大洞口、错洞等不利情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外洞口两侧的墙垛长度、构造柱的设置及相关构造措施均应满足现行规范要求。建筑的层数及层高不宜突破规范的相关要求。且不宜采用混合承重的结构体系，避免出现传力不明确、结构计算不清晰的情况。
( 2) 剪力墙结构的优化措施: 在剪力墙的结构方案布置过程中，宜使结构的重心与建筑平面的形心重合，从而避免结构刚度在平面上分布不均匀。剪力墙墙体宜和建筑隔墙重合，在保证结构计算的安全性的前提下，提高建筑空间的利用率及使用的舒适度。另外避免墙体长度过长或过短保证墙体的稳定性，并且可以减少墙肢的数量，降低施工难度，节约混凝土、钢筋、模板等材料。剪力墙宜从下至上连续设置，避免剪力墙悬空、重叠、错位等不利情况。在剪力墙结构的上部构造配筋的墙体可以考虑减小墙体的厚度从而降低剪力墙的配筋率，提高结构的经济型。
( 3) 框架结构的优化措施: 在框架结构的结构方案布置过程中，宜和结构计算结合起来，确定柱网、柱距，合理的柱网及柱距可以使结构的安全性和经济型得到保障; 整体平面布局上宜降低建筑中部的刚度(即减小梁、柱截面) ，增大建筑两侧刚度(即增大梁、柱截面) ，可避免扭转过大，增强结构的整体抗震性能; 框架梁、柱的截面不宜过大或过小，否则会造成材料的浪费，截面过大不但会影响观感，在特殊位置也会影响到空间的使用性; 梁、柱中线尽量重合，若梁柱中线距离过大，可考虑梁加腋减少偏心。角柱宜适当增大截面，且楼梯间四角宜设置框柱，增强结构的抗倒塌能力。
( 4) 钢筋混凝土楼板的优化措施: 宜区分双向板、单向板及跨度确定楼板的厚度。楼板过厚容易增加结构自重，造成梁、柱内力过大，导致梁、柱截面及配筋增大，同时，楼板太薄影响使用者的舒适度感受，所以确定合适的板厚不仅能降低造价，也可保证使用的舒适度。对于开间较大的楼板可采用新空心楼盖技术进行设计，经济效益较为显著。
2.3 建筑结构建材的优化设计
根据工程造价统计，采用高强度的建材对工程造价的降低是有显著作用的。采用高强度的材料，可以降低结构构件的截面，给结构专业足够的设计空间。另外成品预制构件在工程中占的比重越大，施工的便捷性和经济型也得以保证。
2.4 基础设计优化
在建筑结构设计过程中，基础作为建筑结构中的重要结构单元，对其进结构设计优化是必要的。在建筑的基础结构中，常见的基础有独立基础，条形基础，筏板基础，桩基础等等。基础结构设计优化，在满足相应的设计、施工标准时，根据不同的结构类型及不同的地质条件的前提下合理选用基础的类型，不仅能保证建筑结构的安全性之外，还能大大缩短施工难度及施工周期，从而降低工程成本的投入。
2.5在建筑排水设施的结构优化应用
通常建筑的排水系统都是利用管道来完成的，而管道的种类多，数量大，而且具体规格也有多种组成。所有在为管道预留空间时应当保证适当的尺寸，从而实现所有的管道都能合理布置，而在管道通过楼层的区域，应当进行结构加固措施，从而保障建筑结构的安全性能。而在优化设计中更应该注意，尽量避免管道从剪力墙中间穿过，或者是穿过结构柱的情况。如果无法避免发生了穿过剪力墙的情况，必须在其通过的地方进行再次加固，从而保障排水设施的稳定性，以保证排水系统在结构中的协调性，最终保障建筑的质量安全。与此同时，排水水泵的机械设备，应当安排在地下室内。一方面，水泵等机械设备的自重较大，而且工作时间有一定的震动作用，产生较大的噪音，因此，为了不影响居民休息应当安置在地下室内。另一方面，在水泵发生质量问题时，在地下室内进行维修和养护，可以避免对结构的破坏，从而保障结构的质量安全。
2.6对于电力设施的优化应用
结构的优化设计中，其电力设施是尤为重要的一环，不仅是供电系统的优化，也包括居民日常电梯的使用。电梯作为全天候24 小时应用的楼宇设备，其构件和电线对楼体结构造成很多孔洞，所以在设计电梯房的过程中，必须考虑电梯周边墙体的强度问题，以确保其在安全使用范围内，保障电梯房的质量安全。大部分电梯电缆线使用的是金属芯。在进行布线设计时，应当在墙体上面预留通道，保证电线不外露，使电力设施的达到安全性和协调性。
3 结束将：优化技术运用到建筑结构设计中，可以增强建筑的实用性、安全性，延长建筑使用寿命，保持建筑的美观，还节约了建设成本。
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[4]易江川. 建筑结构设计的原则与方法探求[J]. 黑龙江科技信息. 2016(23)
论文作者:龙可成
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/29
标签：建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑结构论文; 截面论文; 优化设计论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;