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摘要：建筑行业在发展过程中，为了应对市场经济带来的挑战，更加注重消费者的需求，对建筑外观及结构也进行了充分考虑。施工单位则是在实际施工过程中，对建筑物施工进度更加关注，使得在较短时间内就能完成相应工作。同时，施工单位需要在实际施工中优化建筑物结构，进而突出房屋结构设计在使用中发挥的实际作用，为人们提供很好的居住感觉。
关键词：建筑结构设计；优化方法；应用
引言
自 21 世纪以来，中国经济和文化都得到了快速的发展，各种新兴产业在政府的推动下快速崛起，对原有的市场经济形成了猛烈的冲击。建筑企业要想在这种新的市场环境下依然保证其优势的发展地位，在确保工程质量的大前提下，必须要继续优化建筑的结构设计，使房屋建筑更经济化、高效化。
1建筑结构设计概述
1.1建筑结构设计的基本概念
建筑结构设计必须要在通过设计原则的指导来完成工作，主要分为三个阶段，第一个阶段就是建筑结构设计的阶段，建筑结构的设计必须要结合建筑物的实际情况来设计，而这个实际情况的考量主要包括对于建筑物的具体位置、具体的地理环境、建筑物的重要性以及抗震性等。通过分析可以进行对建筑物具体结构形式的选择，然后再结合所选择的结构形式来对建筑的结构受力以及承重结构进行布置。第二个阶段就是具体的计算设计阶段，这主要是通过科学的力量方式来对建筑结构内部的荷载能力以及建筑物外部的荷载能力进行计量，而且必须要遵守严格的规定。而后在建筑结构构件的力量过程中，必须要严格根据荷载数值以及固定构造要求进行计量，然后还要选择与实际情况比较符合的计量方式，还必须要对建筑结构中构件的截面进行计量。第三个阶段就是对于建筑结构内部的内力计算，这里所说的内力计算就是对于建筑结构内部的扭矩以及弯距等进行详细的计算，以此来保证具体的建筑结构设计工作顺利进行。
1.2建筑结构优化设计规则
（1）确保建筑结构优化设计的功能需求得以满足：设计师在优化建筑结构设计之前应当确保建筑与结构使用功能得以满足，不能因为优化放弃了这个规范。比如建筑所针对的是银行机构，对于金库的使用有硬性的需求。如此在建筑结构设计之前应当确保其功能性的出入通道、位置等需求，之后需要考虑的才是核算荷载，所以优化必须建立在不影响使用的基础上进行。（2）遵守环保的规则：随着人民生活水平的不断提升，人们对于环保等方面投入的精力正在持续增加。并在《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》的文件中指出，确保装配式建筑占据新建建筑的比重为 30%，这与国家对建筑领域规定的环保等规范相得益彰。对于建筑结构设计的优化过程应当选择绿色环保的材料，降低在施工环节内对环境造成的污染水平，此外还应当重视建筑垃圾对环境造成的重复污染。（3）遵守建筑结构设计的可靠性规则：针对建筑结构优化设计环节内，可靠性是十分重要的。国内曾经推行了《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001），此文件中规定了一些关于抗震的设计规范，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。假如一个项目中包含 99%的结构在大震情况下不受破坏，那么剩余的部分结构即便在小震出现时，收到破坏，致使建筑结构整体坍塌，如此此项目的结构必然是不合规范的。因此结构优化设计需要站在整体的角度上顾及到所有的小部分，让结构系统中的所有元素都具备充足的可靠性，确保结构系统整体的安全性，保证达到结构设计标准中的硬性规定，实现建筑结构兼可靠与低成本于一身的实质目标。此为结构设计需要遵守的建筑结构设计的可靠性规则。
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2建筑结构优化设计的应用
2.1 下部地基基础结构
地基的处理是一个建筑的根本，建筑本身所有的重量都会通过地基传递给大地，其重要性不言而喻。传统的房屋建筑的地基处理都是采用桩基础，然而，所处环境的不同地质条件也存在着较大差异，优化技术就必须根据环境选择最佳的方案，以保证地下基础可以安全承载整个建筑自重。而且，地基中常用的灌注桩处理也会因为地质条件受到较多限制，往往在施工过程中会遇到各种状况，在众多方案当中选择一套最高效最科学的解决方法，既能保证工程质量又节约了成本，充分显示出房屋建筑结构优化技术在实际中的作用。
2.2针对建筑材料的筛选过程中的优化
伴随科技的不断进步，在市场中出现了大量的新型环保的材料作为筛选的对象。对于设计师来讲，应当对新型材料具备灵敏的触觉，可以在设计环节中充分顾及到选择科学的新型环保材料，来实现降低能耗和成本的优化目标。比如，对于超高层商业写字楼的设计环节，在塔楼中低区的户型规划中，大体上每隔 12 米柱网设置一家住户，楼层高度都是 4.2 米，柱和核心筒间梁高 0.8 米，在设计初期应当选择轻质内隔墙板，容重位于 700～750kg/m3 之间，75mm 厚轻质隔墙板的重量是砌体+两面抹灰墙体重量的 1/3～1/5，轻质隔墙板的选择能够在较大水平上降低结构与基础成本，同时优化梁柱构成，此墙板施工效率较高等优势，针对项目来说，经济效益十分可观。
2.3阶段性优化、桩基础优化
设计人员按照节段的不同特点及工程实际情况，对优化方式进行确定，开展阶段性优化，对建筑整体寿命进行延长。在对建筑质量进行保证时，还应考虑到增加经济效益的问题。预制桩与灌注桩都是建筑桩基础，在整体施工中，灌注桩涉及到的操作技巧十分复杂，对质量难以很好控制，耗费时间较长，因此在符合沉降标准条件下，应充分结合预制桩施工，简化工序。
2.4上部结构优化
上部结构优化主要是指对剪力墙结构的上部结构进行优化，即通过对剪力墙的合理布设，使剪力墙的整体质量均匀，保证整个楼层结构的重心与楼层平面刚度中心重合，在严重的外力影响下，例如地震、狂风等，能够减弱其对剪力墙的影响。在一定的条件下，可以尽量使用大开间的剪力墙，通过将墙肢长度进行延长，能够在满足需要的前提下减少墙肢的数量，从而大大减少对于混凝土的使用。由于剪力墙的抗震、抗外力性能较差，在对抗震性能要求较高的区域内应当尽量减少大开间剪力墙的设计和应用。
2.5 前期勘测
现在我国进行的大部分项目中，工程的前期勘察工作与后期结构设计工作之间不能得到有效的沟通，信息不能共享，建筑结构的设计在后期施工过程中达不到预期的效果甚至根本无法实施，无疑增加了结构设计阶段的难度，直接影响整个工程的造价。此时，如果可以让结构设计人员参与到前期勘察工作，对于建筑物各方面情况都有一个整体的把握，结合实际再进行结构设计。前期勘察优化技术的使用可以有效的增强设计结果的可行性。
2.6建筑结构设计模型的优化
建立更科学的结构模型是优化建筑结构设计的第一步，也是最关键的一步。利用科学的发展，综合运用数学函数和物理受力，建立一个完整的结构模型。在试验检测过程中，严格控制各种参数的变化，对于试验变量的选取，结合以往的经验和数据，选取对结构整体性能起决定性因素的几组数据作为主要变量进行重点研究。对结果影响不明显的可适当减少工作量，将主要精力放在对重点部分的突破上，保证结构设计模型的建立能高效、科学的进行。
结语
总的来说，在社会经济快速发展的大背景下，在建筑业中应用建筑结构设计优化方法是大势所趋。它可在对建筑物安全性及实用性进行保证的前提下，使得建筑物的美观度大大提升，减少原材料的使用数量，进而提高建筑企业的经济效益。因此，设计人员需要采取有效对策，在建筑中合理利用结构设计方法，保证建筑整体性能。
参考文献：
[1]范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报，2014，1408：23～25.
[2]唐益林.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建材与装饰，2017，01：93～94.
论文作者:李少良
论文发表刊物:《建筑科技》2018年第1期
论文发表时间:2018/4/8
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