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摘要：为实现建筑工程经济效益、社会效益，提出对房屋建筑进行结构设计优化。通过建筑结构设计优化，有助于实现建筑工程整体效益。本文阐述了建筑结构优化设计的重要意义，并介绍了建筑结构优化设计要点，以供借鉴。
关键词：建筑结构；结构优化；设计
一、建筑结构优化设计的意义
1、中常用的钢结构建筑材料，混凝土和砌体成本构成大部分的成本结构，这部分主要结构成本帐户50%以上的体成本。通过结构优化设计，施工总成本可降低10%至35%。在一个大的项目，这将是一大笔钱，没有风险，需要支付的工作量不大，所以结构有助于优化施工，减少投资，增加利润，提高资金周转率，巨大的经济价值。
2、据统计，设计责任造成的工程质量事故的主要原因，占约40%的比例。因为在这一阶段的单位水平参差不齐，有好有坏，坏的设计质量的LED的悬架结构，返工的现象非常普遍；另一方面，对设计单位的成本意识缺乏，盲目追求“不清楚，增强”的错误观念，保守的设计，造成了资源的浪费。结构优化设计是合理的，能够帮助业主提高设计质量，消除质量缺陷和工程不必要的风险，获得高质量建设的前提下，减少不必要的投资，也符合创建节约型社会。
3、设计和优化的核心业务不是甲方的，而且需要花费大量的人力，物力和财力去做，不为其委托的一样好专业人员来完成，所以，在有限的资源更有效的工作，创造更多的价值，提升企业的核心竞争力。
4、与国家宏观调控和原材料价格的提高，通过销售赚取利润空间大大压缩，从内部挖掘挖掘潜在的节省成本，成为企业利润的重要手段。科学合理的节约成本是提高企业盈利能力，实现了房地产公司的健康生存的重要途径，长期发展。
二、建筑结构优化设计要点
1、对基础结构的优化设计
基础结构在整个工程工期的1/4左右，并且基础造价也占到总造价的10%-20%，所以基础工程结构的重要性也是显而易见的。而且基础结构工程的造价还与地质条件是密切相关的，设计时对地质勘探报告要求也是极高，选择合理的基础形式、控制好基础的截面尺寸和埋深，能相对减少基础结构在总工程造价中的费用。
2、柱网布局和柱子截面的优化设计
柱网布局决定柱子的开间和跨度（纵向或横向相邻的两个柱子的间的距离），柱网的尺寸一般来说在6到12米之间，如果柱距小那么其传力路线就短，上部结构的材料就能节省，但是这可能使基础费用偏高，所以说柱网布局是否合理，对工程的造价有很大的影响。另外，柱子的截面形状和尺寸对工程造价也有着直接的影响，所以合适的柱网布局、柱子截面的形状及尺寸的选择对工程造价的影响是很明显的。
3、加强剪力墙的优化设计
剪力墙设计中连梁的设计是关键。联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成，从而增加了墙肢的约束条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆连梁的剐度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。因此，在住宅结构设计时，有经验的设计师都不会采用大刚度的窗下墙作为连梁，而宣将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑，合理布置抗侧力构件。显然，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。
4、梁的优化设计
在结构设计时通常采用矩形截面梁当做受弯梁，但是这种情况下材料的利用率较低。因为，首先，在靠近中和轴附近的材料的应力较低，再者，梁弯矩会沿梁长变化而变化。由于截面梁大部分区段的应力较低，材料都不能得到很好的利用，要想提高材料的利用率，在设计时可采用平面桁架来代替矩形梁，此时平面桁架就相当于掏空梁，掏去了梁中多余的材料，减轻了其自身的重量，这样既经济又实用，大幅度地提高材料的利用率。
5、结构构件配筋计算的优化设计
在计算建筑物构件尺寸及配筋的过程中，多次反复调整构件尺寸并进行计算，从中总结出最优化的结构尺寸，使得在一个固定荷载常数下，得到最为经济的计算结果。
6、合理使用高强钢筋与高强混凝土
高层建筑的总造价一般都包括框架结构材料、施工和基础的物料费用等，其中用钢量以及构筑件截面积对房屋造价影响较大，故在建筑设计中合理使用高强混凝土与高强度钢筋可有效降低用钢量，节约建筑成本。若高层建筑设计位于厚软的地基上，那么由于坐落在地基上的荷载大，合理使用高强钢筋和高强混凝土来优化构件的截面积，减轻结构重量，将会显著降低工程造价及基础设施施工难度，取得较好经济效果。对于震区的高层楼房来说，地震力作用的大小与建筑物的自重相关，人为地减轻建筑物的自重，降低结构在地震的荷载，可提高建筑物的安全性。在设计中高效地使用高强钢筋及高强混凝土，能快速有效的缩小梁墙板柱等构件截面积，达到建筑造价目的。
7、建筑结构协调优化
房屋建筑设计还要在确保建筑结构不受影响的情形下和整体平面保持紧密配合，真正的实现美观、安全。建筑柱及墙布置，需要和房屋建筑平面的基本功能需求相一致，统一各个房间进深以及开间大小。简化建筑系统，避免出现墙与柱错位的现象，保持每一层的高度和截面面积相同。还要注意的是在进行楼体或电梯设计的时候，一定要在一些应力集中或受力方向较多的转角区域进行加固，采用承重能力较强的建筑材料，而在一些非承重构建结构中运用材质相对较轻的建筑材料，合理布局整体的建筑结构，减轻其自重，保证重心、刚心及质心交叠，避免扭转情况的出现，保障整体建筑在合理布局的规划下进行施工建设。
8、排水结构协调优化
在工程建设中建筑的给排水专用房里面往往会有很多机械设备，这样会加大其负荷量，因此需要尽量把水泵安置于地下室中。值得注意的是排水房间中的管道数量较多，且大小不一、粗细不同，所以要在楼板上加固穿孔位，预留符合标准的孔洞，尽量不要设置会影响水平方向管线贯穿柱和建筑梁结构的孔洞。如果管道贯穿的是房屋的承重墙，还应该注意对墙体进行加固和维护。尽可能确保结构的布设同管网体系相协调，避免出现管道绕柱或梁的状况。
9、结构同电气的协调优化
如果用导线的形式将电气的管线安装于金属管外部或墙体、楼板处，那么就会加大施工难度。因此，在管线贯穿建筑梁的情况下，需要在保证墙体厚度的同时在建筑梁上打孔，并要保证墙体一侧平面和建筑梁齐平，不能让管线暴露在墙体外。
三、结束语
筑结构的优化设计体现在建设工程的各个阶段，包括决策阶段、设计阶段、建设阶段。在决策阶段，我们要确定建筑结构优化设计所要达到的整体目标，满足其本体功能，最大程度的保障安全性，降低投资成本；在设计阶段，我们要确定每个子系统的优化方案；在建设阶段，应以结构的设计优化为基本原则，组建好每一个子系统，从而实现整体结构的优化布局。在决策阶段的优化选择是关键，设计阶段的优化设计是核心，建设阶段的结构优化建设是基础，只有三个阶段紧密配合，才能实现建筑结构优化设计的总体目标。
参考文献：
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[3]闫新红，王雄飞.浅谈房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].房地产导刊，2014，（02）.
论文作者:庄玉洁
论文发表刊物:《房地产世界》2019年6期
论文发表时间:2019/9/11
标签：结构论文; 截面论文; 优化设计论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 阶段论文; 基础论文; 《房地产世界》2019年6期论文;