佛山市城匠建筑设计院有限公司
摘要：在现代建筑的构建当中，实用性和美观性已经成为了建筑建造的两大标准，而促进这两个标准提升的就是建筑结构优化的设计方法。本文以建筑结构设计优化中的房屋结构设计优化为例，探讨建筑结构设计优化方法在建筑中的重要性。
关键词：建筑结构设计；房屋结构设计；优化方法
建筑结构设计优化方法是建筑中一种较为节省成本、提高实用性与美观性的设计建筑方法，它需要相当完善的数据支持与理论支持，房屋结构设计中的应用就是该方法的具体体现。在设计优化当中应做到“胆大，心细，深入，浅出”。
一、建筑结构设计方法的概念与重要性
（一）建筑结构设计优化方法的概念
建筑结构设计优化方法就是在建筑结构的设计过程中使用先进科学的设计方案，大胆革新建筑设计理念，得出在建筑每个方面都兼顾最优方法的设计方法。而我们知道，建筑内部的构造具有各种功能，其排列十分复杂，要把这十分复杂的建筑结构所负责的功能完美地达到最大化，各个部分良好地组合在一起，使建筑物发挥最佳的功能，是一件很有技术含量的设计工作。建筑结构设计优化方法就有建筑整体设计结构优化和建筑部分结构设计优化两个部分。
具体来说这两个部分是相辅相成的，部分优化要服务于整体优化，整体优化建立在部分优化的基础上，建筑整体设计结构优化对于整个建筑物的功能正常发挥有着十分重要的作用。建筑整体设计结构优化也包括了几个小部分：如房屋外围设计优化、房屋细节结构设计优化和房屋内部结构设计优化等。
在建筑结构设计优化的过程中，要注意结合该建筑工程的实际情况，把建筑能达到的经济、社会和环境效益综合统筹考虑，以实现更加完美的建筑结构优化。
（二）建筑结构设计优化方法的重要性
建筑结构设计优化方法不仅能满足建筑的实用性和美观性的统一，还可以有效控制建筑成本，保护施工现场附近的生态环境等。一栋建筑的建设最优方案必然是用最小的投资取得最大的收益，满足建筑商、建筑使用者各方面的需求，而这个收益也是在建筑的可靠性、安全性、实用性和美观性的前提下得到的。建筑结构设计优化方法是建筑综合效益得到最大体现的具体方法。
建筑结构设计优化方法可以使建筑结构内部的功能得到有效的协调和合作，使其共同发挥作用。对材料的性能实现最为合理的利用方式，保障建筑的安全性、经济性与实用性。
二、建筑结构优化设计方法在房屋建筑中的应用举例分析
（一）建筑结构设计层次的优化设计
建筑设计具有复杂性和有层次性的特点。一个建筑设计方案体系内一般都包含了层层嵌套的多个小型体系，如结构体系、设计体系和安装体系等。进行房屋建筑设计优化的工作时，设计人员应该对各个小型体系进行优化，而每一种优化方案都是复杂性的体现，牵涉到建筑材料使用、结构造成的影响等多道复杂的工序。房屋建筑中建筑结构设计层次的优化必然是一种整体的优化。
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（二）桩基础方面的优化设计
在建筑进行的初期，桩基础是重要的一环，一般桩基础可以分成预制桩和灌注桩两种类型。相比之下预制桩质量较容易控制，操作较简单，时间较短，所以预制桩在优化设计方案的首选程度是要大于灌注桩的。在沉降符合相关标准的情况下，使用长度较大的预制桩进行桩基础施工，有利于房屋结构的优化。
（三）房屋建筑寿命优化设计
在房屋建筑的部分选择优化设计方案时，要从提供的多种优化可能性方案中挑选对整体工程寿命最为有利的优化方法进行方案敲定，这样可以保障建筑寿命和使用年限的延长，在建筑的质量和安全性保障的情况下更大地实现建筑的收益。
（四）剪力墙的优化设计
房屋建筑上部结构优化的前提是剪力墙的合理布设，如果剪力墙的质量得到保障，楼层的结构重心就和对称楼层的平面钢都中心点重合，那么可以极大地削弱地震、风力等外部影响作用的影响。高层剪力墙住宅里，剪力墙的墙身所用钢量是建材钢量的45%到65%之间，占有十分重要的比重。剪力墙的布置在建筑结构优化中有以下要求：周边强，中部弱，剪力墙的布置应当尽可能布置在周边的外墙，而且要多布设一些均匀长墙，这里的长指≤8m，短墙肢不仅不利于抗震，还会使成本增加；要避免不必要的复杂转折形状设计，少一些独立的墙肢；剪力墙沿着高度要均匀变化，各墙肢的轴压比值应该大致相近，这样可以减少某个具体剪力墙所承受的压力，强调剪力墙钢构件的均匀性和经济性，如板厚控制在12cm和14cm之间较合适，力求使剪力墙结构得到最优化处理。
（五）房屋建筑结构和功能的协调优化设计
房屋建筑的建筑功能设计和建筑效果设计应当尽量协调，以达到结构合理、造型美观的标准。比如建筑和墙的布设情况应当与房屋的效果需求一致，建筑系统尽量简洁，墙和柱子不能错位，每一层的各种标准数据应当尽量相同，承重的建筑部件应当选择高强度的建材，非承重的选择低强度建材等。
（六）水电系统的结构优化设计
水电系统在建筑结构中有着重要的地位，它基于墙体进行各种布设工作，需要较多的管道，那么我们就要预留各种符合规制的管道穿孔，要注意管道穿孔的尺寸和对楼板上出现的穿孔进行适当的加固，尽量避免水平方向的管道系统贯穿梁柱的情况，管道贯穿承重墙更是该加以足够的加固方案。确保房屋建筑的优化设计要顾及房屋建筑的安全性。
同时水电系统在整个建筑结构设计中应该遵循直线优先的原则，在不涉及承重墙或者其他因素的条件下，直线型的线路有利于建筑后期工作的开展，也会减少布设难度。
（七）建筑中梁板结构设计的优化
在建筑中梁和板的设置也在建筑结构优化设计中占有很重要的位置，在梁和板布置中，需要注意以下部分：板的厚度对建材的使用程度和配筋的需求都有较大影响，所以板的厚度需要注意；楼层梁的布置最好让传力路径规划成简单明确的路径，而且如果没有特殊需要，不宜设置较高的连梁，这样会增加成本；较小跨度的班上有隔墙或者是板开洞的时候，墙和洞旁边可以不设梁，而是在板内放置加强筋，这样的结构优化合集是为了降低梁带来的成本增加或者受力复杂的情况。像目前比较流行的钢结构框架设计中，压型钢板的使用已经越来越普遍，但在国内压型钢板因为防火安全的考虑通常只用于模板作用，并没有充分发挥其拉应力，所以近年来来国外引进的闭口型强耐火型压型钢板，不但用作模板，而且还可以使其发挥底部钢筋作用，能使钢材节省35%，这就是当结构选材上的优化给建筑经济上带来的好处。
结语：
建筑结构设计优化方法在房屋建筑设计中有着无数的体现方面，房屋结构的设计是一项复杂的工序，也是建筑中重要的部分，优化建筑结构的设计有利于建筑施工阶段的各种实际问题的解决，也有利于提升建筑的实用性与安全性，使建筑获得最大的综合效益。这种优化方法可以体现在建筑的方方面面，一定要得到普及。
参考文献：
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[2]胡天水. 房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J]. 中华民居（下旬刊），2013，04：45-46.
[3]周汉杰. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]. 中华民居（下旬刊），2014，01：117.
[4]范国兴. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J]. 鸡西大学学报，2014，08：23-25.
论文作者:陈晓斌
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期
论文发表时间:2016/3/17
标签：建筑论文; 结构设计论文; 方法论文; 建筑结构论文; 房屋论文; 优化设计论文; 剪力墙论文; 《基层建设》2015年26期论文;