摘要：现代房屋及地产开发者对建筑的要求越来越高，在满足结构安全的前提下，不仅追求建筑物的美观性、实用性，还要兼顾建筑物的经济性以及节能环保。因此在对建筑进行结构设计时，应以结构安全、满足使用要求为基本出发点，同时在提高建筑美观性和实用性的前提下，最大程度的降低成本。文章结合现代建筑的要求，探讨结构设计的优化方法，以使建筑物满足开发者、建设者、使用者的要求。
关键词：建筑结构；房屋结构；优化设计
1 优化设计的背景
随着我国的经济发展进入新的阶段，建筑的开发者、施工方、使用方对工程各阶段的要求越来越多，这也促使国内建筑工程进入更加成熟、健康发展的环境。建筑开发者希望使用最少的资金成本完成满足当地规划部门、园林、使用方等要求的项目；施工方希望在既定的承包模式下，按时保质的完成项目，中间少变更，工期能够节省，利润最大化；使用方希望建筑的外形美观，有特色，建筑的使用功能满足自身的需要，并预留扩展空间。建筑设计成果也是各方利益相互博弈的结果。安全、经济、适用、美观、环保，这是新形势下对建筑设计提出的要求。
但是现阶段，现实环境留给设计的周期非常有限，特别是设计单价有越来越低的趋势，设计单位留给单个项目的时间越来越少，这就导致建筑相关各方的要求不能充分的满足，造成施工过程中修改变更单越来越多，需要敲打修补的地方也越来越多，严重影响建筑的品质以及工程进度。在此背景之下，建筑优化设计就体现了其价值，关于建筑优化设计的研究也越来越多，越来越多的建筑咨询与顾问公司也相继成立。
当前建筑优化的很多着眼点都是经济性方面的考量，过多的关注经济性，对其它方面的关注度不够，导致设计单位对外部的优化意见不能充分执行，甚至产生反感。设计优化的方式方法，介入阶段非常重要。设计优化的来源有两个方面，一个是设计方自身组织的设计优化，还有就是委托第三方进行的设计优化。设计方自身组织的设计优化从方案阶段就会一直参与，委托第三方的设计优化一般是从施工图阶段开始进行的。两种方式各有利弊，设计方自身的设计优化更多的是以往项目的经验总结再次应用，对于外部的新方法接收度较低；第三方的优化由于存在配合以及与设计方现有设计方法、做法有冲突的问题，优化意见不能得到设计方的充分接收，设计优化效果大打折扣。
综上所述，新形式，新要求，设计优化需要新的思路、新的方法进行。
2 结构优化设计的重要性
结构优化设计做为建筑优化设计的重要组成部分，对建筑的使用功能、项目进度、成本等都有很大的影响，做好结构的优化设计尤为重要。
2.1结构布置对建筑使用功能的影响
建筑是依附在结构上的，结构布置必然对建筑的使用功能有较大影响。合理的结构布置要对建筑的使用功能影响最小，不合理的结构布置可能会造成建筑使用空间的浪费、不满足设备净高要求，不满足设备管线铺设要求、与建筑的疏散通道碰撞等。
2.2结构布置对项目进度、成本的影响
项目的土建施工占项目整体工期比重较大，合理的结构布置应该使得施工简便，降低施工过程中的错误；合理的结构布置应该充分考虑各工种之间的相互联系，为后续工种的施工预留足够的接口及空间，避免专业工种之间的碰撞而造成的返工，影响工期和成本。
结构设计直接影响项目的成本，钢筋、钢材、混凝土强度的选择，构件截面的选择，结构的布置形式、节点设计等都直接影响到项目的成本。
3 结构优化设计需遵循的原则
3.1安全性原则
结构设计的基本原则是安全性原则，优化设计也应以此为最基本原则。具体体现在下面几个方面，不能脱离国家标准规范，国家标准规范无要求的需合理依照行业标准及工程经验，对工程经验不合理的部分要给出合理的依据、出处，不凭空制造、不脱离实际。
3.2适用性原则
优化设计应该使结构更好的满足建筑的使用功能要求，适用性原则也是结构优化设计的基本原则，不能因为经济性原因而降低适用性。结构的优化应该结合适用性原则合理优化结构的布置、结构的荷载、结构构件的截面等。
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3.3经济性原则
经济性是永远无法逃避的话题，结构优化设计的重点项之一就是成本优化。成本优化主要有以下几个方面。结构选型应多方案对比，选择经济性较好的；使用经济性较好的结构布置方案；在满足强度、刚度、稳定性、建筑使用功能要求的前提下选择合适的截面；结合市场情况，使用高强材料代替，节省材料和减小构件截面。
3.4前置原则
前置原则指的是优化设计的关键点要前置，能在前期确定的一定要确定好，关键点的后置会带来大量人力及时间的浪费。
4 结构优化设计步骤
4.1各设计阶段分别制定优化目标
结构设计的阶段主要划分为方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段。每个阶段结构优化设计的着眼点不尽相同。
4.1.1方案设计阶段
在方案设计阶段，结构专业主要是对建筑的方案提出可行性建议，微调建筑的方案布置，使建筑方案尽可能达到设计师的设计意图，同时又易于实现，降低安全风险。重点关注可实施性以及是否违反国家规范条款。应进行多方案试算，综合建筑适用性、经济性选择合适的方案布置、初步确定结构主要构件的尺寸、初步确定基础形式。例如，对于剪力墙结构，特别是现在铝膜与混凝土外墙应用的越来越多，在方案布置时尽可能的将剪力墙外置，充分利用混凝土外墙，增加内部空间的灵活性，提高经济性。
4.1.2初步设计阶段
初步设计是对方案设计的深化，在此阶段应重点关注结构的布置形式，通过经济比选确定楼盖形式，关键荷载确定，结合地勘确定基础形式以及基础设计的关键点把控，净高控制关键点（影响结构构件尺寸、层高），在此阶段还需要将结构构件设计原则确定。
4.1.3 施工图设计阶段
施工图设计前期阶段，需对结构计算关键参数进行确定；荷载详细计算确定；详细计算及调整结构构件尺寸；基础布置方案确定，基础尺寸复核，取合理的归并与放大系数。
施工图中后期阶段，进入此阶段，前期的定案、优化点基本已经完成，重点关注优化点有没有落实到位，同时注意施工图图面本身的错漏碰缺，与其它各专业的关联点检查。
4.2形成优化设计成果及审核
前面说的是各阶段的优化设计步骤，在每个阶段所形成的优化点必须以文本形式形成结果文件。前期需制定好成果文件的格式以及填写要求，以保证各专业、每位优化及设计人员格式统一。
由于每个人的专业知识不同，形成的结果文件不能立即用来指导设计，需要经过有经验的项目负责人、总工等进行审核并修改之后方可用来指导设计。这是优化成果文件提交必须先经过的一个过程。
4.3优化设计结果验证
优化设计也是一个需要不断积累经验的过程，优化点是不是真的达到设计优化的目的需要最终的验证。优化的验证结果也用来指导接下来的项目，使项目更加流畅的进行。
结果验证主要从下面几个方面，经济指标与过往相同类别、类似体量工程对比；项目进行过程中的修改、变更与过往相同类别、类似体量工程对比；项目工期与过往相同类别、类似体量工程对比；各方满意度与过往相同类别工程对比。
5 结束语
结构的优化设计与以人为本、可持续发展相吻合。结构优化设计可以在尽可能的满足建筑的使用功能要求的前提下，降低建筑的建造成本、节省工期、少变更。本文是根据多年的经验，提出的结构优化设计的方法步骤，随着越来越多工程项目的推进，结构优化设计方法必将有一个新的发展。
参考文献
[1]韩飞.结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用[J].山东工业技术，2016，05：90.
[2]李丹丹.论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，2016，17：123-124.
论文作者:曹邦海
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/11
标签：结构论文; 建筑论文; 优化设计论文; 阶段论文; 项目论文; 经济论文; 原则论文; 《基层建设》2017年第26期论文;