摘要：改革开放后，各个行业的发展水平在逐渐的上升，建筑行业作为经济建设中较为重要的一个行业，其发展更是迅速，且受重视的程度较高。建筑工程中的结构设计是影响建筑工程质量的较重要因素，因此在建筑工程中需要对结构设计进行不断的调整、优化，使其更加适应建筑结构的需求。另外科学的建筑工程结构设计对减少建筑工程造价成本具有重要作用。
关键词：建筑结构设计；建筑造价成本；影响
1建筑结构设计与工程造价的关系概述
所谓建筑结构设计优化，就是在原设计方案上，结合新的设计理念、新的材料等进行局部设计调整。不仅要在技术方面可以实施，而且还能采用环保节约的材料、将投资降低，最后还要为用户达到很好的体验。建筑结构设计是整个工程的规划和具体实施过程、是工程建设的第一步、也是工程造价控制的第一个环节。此外，设计质量的控制在工程中也占很重要一部分，它直接影响着整个工程项目的投资，如果因为设计不合理导致工程质量不合格，出现停工、返工等事件而造成二次投资，将会使整个建筑工程造价过高。结构设计优化一定要把握好技术和经济的正比例关系，既要节约，也要在技术实施上合理合法。在一个建筑项目中，可以有多个不同的设计方案，从而形成不同的造价概算，在挑选设计方案时只考虑最省钱的方案是不科学的，应从多角度思考，比如要考虑建筑的材料，建筑高度、结构形式、外形规则性等方面，这些都影响着经济、技术问题，要在技术经济均合理的条件下，使这个项目达到最好的质量、最经济的投资。例如：对柱子钢筋的连接方式进行设计优化，采用电渣压力焊接技术，它比普通搭接方法可能节省10%的主筋，可能会节省大量的资金。
2建筑工程结构设计对工程造价的影响
按过去的经验来看，在建筑工程中，结构设计本身的设计取费在工程造价中占比不多，而建筑工程施工在工程造价中所占的比例是非常大的，但决定整个工程土建部分造价甚至影响建筑施工工艺和建筑材料的恰恰是建筑工程的结构设计，因此优化建筑工程的结构设计对减少工程造价是非常有必要的。
2.1结构设计的规划对工程造价的影响
建筑工程的结构设计规划包括了建筑材料的价格及规格、建筑结构的设计、建筑施工的类型等，建筑工程结构设计人员要在进行设计前了解这些内容。建筑工程结构设计规划在建筑材料上的选择将会影响工程造价，因此建筑工程结构设计人员需要考虑建筑工程建设的目标及需求，制定合理的建筑工程结构设计规划，在满足建筑工程需求的情况下，在保证建筑物安全和质量的前提下，控制建筑工程中所需的建筑材料的数量以及价格，进而将工程造价降低。另外在建筑工程中，结构设计的规划还应结合建设单位关于建筑所带来的经济效益和建筑物的实用价值方面的考虑，并将其融入到建筑结构设计中，进而切实的、更准确的对工程造价形成积极影响。
2.2结构设计的流程对工程造价的影响
建筑工程的施工图纸是建筑施工中最为重要的依据，建筑施工图纸是在建筑工程设计流程中完成的，因此建筑工程的设计流程也是建筑工程结构设计影响工程造价的一个重要表现形式。建筑工程结构设计人员在结构设计的流程当中，要考虑到建筑设计中各方各面的细致问题，对施工现场可能发生的情况进行预料，并提出相对应的解决方案，为工程造价的预算工作提供较为全面的结构设计流程。
3建筑结构设计如何进行成本优化
3.1在设计方案和建筑材料方面进行优化
设计方案是否合理是工程成本是否可以有效控制的前提。在建筑结构设计的过程中需同时考虑经济和技术两方面。例如：进深与开间之间的选择，结构形式的选择和基础类型的选择时，并且要合理控制长宽比和高宽比，合理设计层高和结构的承受能力等指标。
在选择建筑材料方面要在达到工程目的的同时尽可能地降低成本，节省资金，并且要考虑材料的安全性，经济性。尽可能地在运输方面减少成本，鼓励就地取材，倡导绿色建筑设计。
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3.2基础形式以及结构形式的合理选择
建筑的基础形式占工程造价成本的三分之一或者更多，选择合适的基础形式可以有效地节省成本，且合适的基础形式对于工程工期的缩短也有很大的作用。现阶段我国建筑物的层数越来越高，上部结构和基础对地基的要求也越来越高。所以在建筑物建造前应该着重进行场地地质条件的勘测，并依此选择更加合适的基础形式，进而实现对于建筑结构设计的成本优化控制。
在结构形式方面，应当因地制宜，根据地质勘测的结果，以及基础形式，来选择合适的结构形式。确定上部结构形式时要多个结构形式方案进行对比，在受力体系和布置方案以及经济方面进行比较，结合实际的情况来进行合理的选择，需既可以节省材料也可以达到建筑使用功能的要求，进而实现对于成本的优化。
3.3结构设计成本的优化算法
在设计阶段进行成本优化可以使用有限元法进行分析计算的优化算法。
有限元法是依靠运筹学和计算机技术的应用的一中有效的工具，可以通过集成化思想将串行式有限元设计成为并行式有限元，使设计可以在不降低其使用性能的同时降低成本，并且可以兼顾建筑的结构和设备等的影响因素，进而可以在保证建筑的使用要求时还可以同时实现成本的优化。对结构设计进行成本优化时，需选取适当的设计变量，虽然设计变量越多，计算结果越详细准确，但是工作效率也相应降低了。工程设计过程中有很多优化后效果仍旧不会很明显的参数，将这些参数作为预定量，相当于制定了一定的范围，要根据所选择的设计变量建立相应的目标函数。目标函数是用来评定相应的结构方案的指标，比如建筑物的体积，造价等。
优化算法，即在约束条件下来求最优的目标函数的数学问题。约束条件相当于一种限制，它与优化变量有关，约束条件主要有两种：设计标准参数以及保证结构功能可以正常发挥的前提下的参数限制，参数限制主要有强度、刚度等。这些约束条件需要在进行了复杂的计算后才可以得到其与设计变量之间的关系。
3.4建立健全结构设计奖罚机制
当前在我国现阶段的建筑领域中，较为缺乏对建筑设计的考核体系和评价机制，整个的工作过程之中缺乏灵动性，不能完全调动设计人员的责任心和工作积极性，这样就很难保障结构设计的质量，通过结构设计优化来影响工程造价就更无法实现。在实际工作中，没有科学的机制进行约束和管理，工程造价的浪费情况屡见不鲜。
由此可见，对当前建筑的考评机制进行建立和完善尤为重要，需要加强监管力度，将竞争、考核机制纳入工程设计中，对设计方案进行综合性的评估，进一步确保方案的合理性、准确性以及可实施性，只有这样才能减少工程造价中不必要的浪费情况，从而不断的对设计方案进行优化。
建立设计质量惩罚制度，能够对设计人员的设计质量进行监督和提高，并且通过奖励和惩罚，让优秀的设计能够得到鼓励，质量不好的设计则会受到惩罚，激励设计者不断的提高和进步。同时，制定出一个切实可行的计算方法能够准确的将设计费用计算出来，规避工程造价的浪费情况。
结论
建筑工程造价具有大额性、差异性、动态性的特点，且工程造价与整个工程的效益息息相关。因此，相关管理人员一定要提高对工程造价的重视程度，建立健全结构设计奖罚制度、加大监管部门的执行力度；同时完善结构设计规划、流程，增加对设计方案和建筑材料的把控，选用合理的基础及上部结构形式，采用优化算法。采用制度上和设计上双重保障，这样才能通过优化建筑结构设计达到降低工程造价成本的目标，从而更好的发挥结构设计工作的作用，促进行业健康发展。
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论文作者:吕忠慧,韩泽伟,韩志成,施利凤
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第18期
论文发表时间:2018/1/30
标签：结构设计论文; 工程造价论文; 建筑论文; 建筑工程论文; 结构论文; 成本论文; 形式论文; 《建筑科技》2017年第18期论文;