摘要：伴随人民生活水平的提高，建筑行业的不断进步，社会对建筑设计和规划方面的要求也相应提高了。因此，在建筑结构初步设计的时候，应综合考虑建筑的实用性、经济等因素；在建筑结构设计中合理运用优化设计方法，以此提升建筑质量，使空间资源得到充分利用。本文简要阐述了建筑结构优化方法的重要性，同时就影响优化方法顺利实施的主要原因做了说明，并在此基础上深入探讨了建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用，以期能够给予相关人员与参考借鉴之用。
关键词：建筑结构；房屋结构设计；优化方法
随着社会的不断发展，市场经济体制的日益深入，各行各业的竞争越来越激烈。在这种经济大背景下，建筑行业想要继续稳定发展，革新也就必不可少。而人们在基本生活有所保障的基础上对居住建筑的质量、美观等方面的要求也就越来越高。为了设计出安全、适用、经济的建筑，将建筑结构设计优化方法用在建筑结构设计中是比较有效的实现途径。因此在这样的局面下，探析房屋建筑结构设计优化方法的应用也就成了相关领域学者迫切研究的课题。
一、建筑结构优化方法重要性
伴随城镇化步伐的加快，城市建筑有限的土地资源也就逐渐紧缺起来，促使楼房逐渐向高层、超高层结构发展。与多层建筑对比而言，高层、超高层建筑设计、施工难度系数大了很多，从而对甲方、设计、监理、施工等单位的技术人员的各方面能力的要求也高很多，并重视起结构优化方面的问题。在建筑安全性、经济性得到保障的前提条件下尽量降低投入资金，这是建筑行业都想要达到的。据统计，结构设计优化后的建筑比未进行设计优化的建筑可以节约百分之十至百分之二十的资金成本。由此可见建筑结构优化方法的重要性，使得建筑行业对这方面的研究不得不更加紧迫。
二、建筑优化方法实施不顺的主要原因
（一）追赶进度，忽视缺陷
甲方为了追赶工期，过度压缩设计周期，导致设计时间严重不足，各专业由于仓促出图，专业间的配合出现严重的脱节情况，出图后又没有时间做系统的校对、审核，就直接交给甲方进行施工。这样也就直接对建筑工程安全、质量造成了很大的影响。
（二）设计人员缺乏经验
建筑优化方法实施不顺，也有可能与设计人员自身经验缺乏离不开。所以，设计院需定期组织设计人员进行学习、培训，提高设计人员的技术水平，还须配备经验丰富的工程师负责校审，将设计图纸存在的各种问题进行优化，防止有质量问题的设计图纸发放到施工单位进行施工，从而造成甲方和施工单位不必要的损失。
（三）施工过程中，频繁的变更建筑方案
很多工程，甲方根据市场需求的变化，从设计开始到施工结束，这整个建设过程中，都会随时修改建筑方案，导致建筑、结构、水、电、暖通等专业的施工图也要跟着修改。很多情况下，原来合理的结构由于建筑方案的修改了，但是，施工现场已经完成基础、下部结构的施工，极大的限制了结构设计的灵活性，而导致结构无法进行优化，甚至会出现局部不安全的情况。
三、建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用
（一）建筑、结构协调优化
建筑设计应在不影响结构正常的传力前提条件下，将建筑与结构紧密结合在一起，实现真正意义上的美观与安全。建筑平面应简单、规则，避免过大的凹凸，立面上不应出现过大的悬挑和收进，结构竖向构件应连续，避免出现转换层，同一楼层标高变化不宜过大，避免形成错层。在楼、电梯间、建筑转角处等容易出现应力集中地薄弱部位，结构上需要对局部进行加强。在不影响建筑使用的前提下尽量选用轻质墙体材料。科学合理布置整体建筑结构，有效减轻自重，确保形心、刚心与质心重合。以避免出现过大的扭转力矩，让整体建筑在合理布局规划基础上施工建设。
（二）结构优化模型的建立
在结构方案确定后，合理的简化计算模型也是决定结构优化成败的关键。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第一步，根据建筑物所在地区、地质报告、国家规范、地方规范等条件，确定符合本工程的各种结构参数；第二步，在结构软件中建立结构简化模型（即根据建筑需要布置剪力墙、柱、梁、板等构件），并将建筑中的分隔墙、装修荷载和使用过程中的荷载布置到结构模型中（注意不要无故放大荷载或者漏掉荷载）；第三步，设定特殊构件，例如：角柱、梁端铰接、连梁、转换梁等特殊构件在在软件中单独指定；第四步，结构计算；第五步，根据计算结果，调整结构模型，重新计算，直到获得理想的计算结果为止。
（三）建筑基础的设计优化方法
建筑基础成本占土建成本的20%左右，基础设计是否合理，极大地影响工程安全、经济。所以基础设计工作是整个结构设计工作的重点、难点。通常情况下，设计基础需要根据建筑的特点以及地质报告提供的土质情况，确定基础形式。从经济角度考虑，优先考虑浅基础，当浅基础不能满足工程需要时才将基础设计成深基础。下面我们来看一个建筑基础优化实例：建筑长100米，宽30米，4层框架结构厂房，场地岩层起伏较大，设计师采用旋挖桩基础，我们审图的时候发现，该建筑有40%的柱位于中风化岩层裸露地段，另一侧中风化岩层则在十几米深的地方，岩层上方为松软土质，中间区段是岩层起伏过渡区。像这种情况，全部基础均采用旋挖桩，那么在中风化较浅的部位，旋挖桩施工因为施工困难从而拖慢施工进度、甚至无法实施施工，到那时候再反过来修改设计，必然增加工程成本，而且影响施工工期，所以原设计的全部基础均采用旋挖桩基础显然是不合适的。经过开会讨论后，决定中风化裸露地段的基础采用柱下独立基础，中风化岩层埋深十几米的地段采用旋挖桩，中间过渡区，由于地质情况不明朗，设计时，按两种基础进行设计，施工前在施工现场根据超前钻资料（由甲方在柱位处补充钻探后提供）显示的中风化岩层埋深选择基础形式，当甲方未提供超前钻资料时，在施工过渡区的基础时，施工从桩基础一侧开始向独立基础一侧推进，施工时可先按旋挖桩施工，当中风化岩层埋深满足柱下独立基础要求时，则该部位基础就做成柱下独立基础。当然，这个项目采用地基处理+柱下独立基础，或者采用人工挖孔桩来代替旋挖桩这两种设计方案也是可行的，开会时综合现场实际情况最后选定采用旋挖桩。这样优化后的基础设计跟原基础设计相比较，可以有效的节约成本和降低施工难度，确保工程安全、经济。
（四）建筑基础拉设地梁设计优化
对于柱下独立基础、单桩基础，拉设地梁不仅可以有效的减小上部结构传递下来的弯矩、剪力，从而减小基础截面和配筋，节约成本，还可以增强建筑的抗震性能，因此这方面的设计优化是非常必要的。具体设计做法如下，根据抗震设防烈度和地梁长度及地梁承受的荷载确定地梁截面；根据抗震设防烈度、地梁两端框架柱底竖向力的大小以及地梁承受荷载，确定地梁配筋。地梁宜双向布置，与上部的框架梁、柱、墙形成一个有效的整体。
（五）混凝土结构裂缝设计优化方法
现在城市存在的建筑主要是钢筋混凝土房屋结构，混凝土开裂严重的困扰着开发商和业主，因此，全国各地相关部门根据本地区的气候温差、干湿度等自然条件，制定了适合当地的质量通病或者地方做法标准。一般来说，只要按规范进行计算，并结合当地的质量通病或者地方做法标准进行设计、施工，基本上可以将建筑裂缝控制在使用上可以接受的范围内，从而解决混凝土结构开裂的技术问题。
结束语：
建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用，不仅可以有效降低工程成本耗费，还能大力确保建筑基本功能。与此同时，也要防止施工单位与开发商为了追求经济效益罔顾质量问题的情况出现。千万不可以为让经济效益最大化，而出现忽略技术性能或者是降低建材质量的问题。合理
明确房屋结构优化设计的最终目的，即在建筑功能与质量得以保障的基础上适当的提高企业收益，设计科学适用方案，优化建筑结构设计，为居民打造经济、安全的建筑。
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论文作者:陈钧
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/23
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