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摘要：随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断提高，人们对住房的功能性要求也在不断提升，从而推动了建筑行业的发展进程，扩大了建筑规模。在大量建筑物崛起的同时，建筑结构设计问题也日益突显，应现代居民的使用要求，既要注重外观设计还要符合安全要求。建筑结构设计是一种艺术，它能将美观设计和结构设计这二者相结合，并具备安全性和经济适用性，不仅提升了建筑水平，还实现了建筑工程效益最大化。结合工作经验，通过对建筑结构设计优化方法及实际应用的分析，旨在提高建筑结构设计水平，仅供参考。
关键词：建筑结构；优化方法；设计；实际应用
1建筑结构设计优化分析
1.1对建筑结构设计优化的必要性
和陈旧房屋结构设计比较，结构优化设计方法的优势在于：（1）确保房屋建筑构造的安全性；（2）科学协调房屋建筑构造内部的全部单位；（3）科学运用材料的功能；（4）使工程造价降低6～35％。在房屋结构设计中，经过使用建筑构造设计优化技术，能够在完成建筑的美学价值、现实应用价值与经济价值的同时，保护施工现场和四周的生态环境，完成施工的绿色化，是新时代之下，对保护环境和可持续发展战略的主动响应。
1.2建筑结构设计优化的要点
（1）在进行房屋建筑结构优化设计时，要提高结构中各个部分的协调性，因此它需要将工程整体进行研究及衡量，在保证结构稳固的基础上实现各个部分的相互配合，这是因为结构并不是独立的个体，它之所以称之为结构，也就说明内部是存在一定关联性的，因此这是一项需要进行综合设计的工作，具有相当大的难度，在对房屋建筑进行优化设计时，不仅要保证其外观的美观性，更要对内部进行协调性设计，这样二者才能共同成为房屋建筑的功能项，从而减少建筑成本，提高房屋实用性及经济效益。（2）任何项目的开展都需要依托规范性原则推动工作进行，因此在进行结构优化设计时需要聘用专业性强、具有一定实践基础的设计人员，同时这部分工作人员还需要遵循结构设计规范原则开展设计工作。虽然结构设计规范适用于所有的建筑工程，但是规范却是存在一定缺失性的，并且不能从根本上保证房屋建筑的安全性及稳定性，因此在进行房屋建筑结构的优化设计过程中，要坚持以结构设计规范为原则，从工程实际情况为出发点，站在问题的角度上去深化问题，并解决问题，从而将主体设计方向进行确认，这样才能使房屋建筑结构设计更加完善，从而提升整体设计效率及质量。
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2建筑结构设计优化方法
2.1设计结构模型
建筑结构设计优化要纵观建筑整体，把建筑整体结构设计优化作为整个结构设计优化重点，充分考虑各种因素对建筑结构的影响，变量选择上突出合理性和科学性，需要设计师对参考指标选择时选择影响因数较多或变化幅度大的参数，减弱外界因素影响，准确迅速找出最佳参数取值；要充分考虑建筑实际，选择最适合建筑函数进行结构设计辅助运算，设计师可以对事先设计函数进行计算，比如建筑横截面尺寸函数和钢筋尺寸面积函数，通过事先预算找出最经济最适合的函数，保证建筑材料合理利用，节省投资降低成本；准确详细做好测量，建筑结构设计中要保证建筑质量和安全，相关系数是结构设计的基础值，要保证建筑质量和结构稳定性，把建筑本身情况有机结合。
2.2合理确定计算方法
详细准确计算数据和相关条件，对计算结果进行比较选择最佳结构设计方案。计算数据和方法繁琐复杂，消耗大量时间，计算一旦失误或错误会给方案选择带来误差。因此对数据和条件详细准确计算时要结合建筑实际找出简单计算方法，提高计算准确度，节省大量时间，提高建筑结构设计效率。
2.3选择最优程序
建筑结构模型设计和选择出最佳计算方法后要选择最佳建筑结构设计程序，保证建筑中各功能完善和正常运转，提高建筑施工效率，也有利于建设成本的控制和管理。
2.4分析统计结论
设计人员对数据计算且得出计算结果后对数据进行详细综合分析统计，把握建筑结构设计全局，考虑各设计方案优点和缺点，选择最佳设计方案。
3建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用
3.1前期设计环节
房屋结构的前期设计环节是影响房屋经济性设计的重要方面，它会对项目的总投资资金造成影响。当前，在房屋设计方面存在的普遍的问题便是在前期环节并没有将建筑结构优化设计的方法应用其中，在设计前期并没有考虑到结构设计的科学性与合理性，甚至部分情况下，会对房屋结构设计造成负面影响。因此，必须在前期设计环节将建筑结构优化设计方法应用其中，选择较为合理、可行的结构形式，策划合理的设计方案，在设计初始时期保障设计的合理性，为整体设计创造较好的开端。
3.2抗震概念设计
在房屋结构设计中，建筑结构设计优化方法主要应用于无具体数据参数指标的抗震设计情况。将抗震设防烈度作为设计案例，正是由于其发生具有较大的不确定性，实际计算情况通常会与预定设计情况产生差异，因此需要采取结构优化设计中的概念设计方案。将以往的数据作为辅助考察依据，在具体设计过程中，将建筑结构优化设计方法灵活运用于设计中，以期达到最佳设计值。另外，在保障宏观设计满足要求的同时还需要注重结构细节的设计。将房屋结构设计细节中现浇板的选用作为具体设计要求，若其异形板在拐角末端较易产生断裂情况，设计时则需要考虑钢筋选择的范围，在投入成本相当的情况下，选用极限拉力较强、能够满足塑性要求的钢筋材料。若现行规划的现浇板所选用的材质是在受力方面有较强功能的，此时为保障塑性要求，则可选择冷轧带肋式的钢筋材料。保障在内部结构设计时，现浇板外部里面的配置钢筋材料能够满足结构优化的具体条件，不仅能够为建筑安全设计提供保障，同样也可以达到经济性控制的目的。
3.3房屋基础地基优化设计
房屋地基作为其结构设计的关键，为达到优化设计的目的，首先需要确保其地基结构设计的最优规划。随着建筑行业的飞速发展，房屋地基设计也正根据其建筑成品的功能、具体形态不同，其对地基的具体准要求也存在着强弱差异，基于房屋基础地基设计更需要从其实际情况出发，设定好地基实际勘测计划，在结构优化设计时，秉承节省工程造价的原则，若地基设计主要以地桩为基础，则需要根据实际受力情况，对不同材质的地桩进行考察，选择最佳的设计方案。
3.4选择节能指标较高的结构设计类型
将建筑结构设计方案应用于房屋结构设计中主要是为了在降低工程造价的基础上，提升房屋建成后的整体效益。因此，需要选择节能指标较高的结构设计类型。常规设计中主要有三种房屋结构形式，分别为短肢剪力墙结构、框架结构及框架与剪力墙融合的结构模型。第一种结构设计的抗震性能较高，且并不需要较多材料的选用，第二中结构设计由于其柱截面较大会影响房屋内部家具的布置，而第三种结构综合适应能力较强，抗震效果好，且抗测力效果较为明显。据实际情况选择最佳设计方案。
3.5要注意对框架梁以及箍筋的间距进行优化
框架梁与箍筋一般不能超过10cm的距离，这是针对加密箍筋来说，若是非加密的箍筋，要与框架梁保持在20cm内，我们要对框架梁与箍筋之间的距离进行合理的设计与优化，这会影响到建筑结构的整体设计，在设计时要注意配筋的使用，在设计非加密的梁柱时不用考虑减少的弯矩以及增加的剪应力系数。
4结束语
总之，建筑结构设计优化是一个复杂而系统的环节，在优化建筑结构设计的时候，应该施加多种方法以达到提高建筑结构性能，从而进一步降低建筑建构设计的成本。
参考文献
[1]武彦章.建筑工程中结构设计优化方法的应用.建筑设计管理，2017，34.12.76-78.
[2]张浩，孟玲辉.建筑结构设计优化方法的应用研究.四川水泥，2016.04.87.
[3]张爱霞，周世忠.建筑结构设计的优化方法及应用分析.低碳世界，2016.07.153-154.
论文作者:曾嘉威
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/25
标签：结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 房屋论文; 方法论文; 地基论文; 设计方案论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;