结构设计的优化范文
时间：2023-07-18 17:35:52
导语：如何才能写好一篇结构设计的优化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
随着我国改革开发的进一步发展，全国人民的生活都步入了小康时代。越来越多的人对物质生活要求也越来越高了，许多人都住进了高楼大厦。人口的继续增长，使得建筑物越来越多，而土地资源有限，这样导致土地价格越来越高，从而导致了建筑商的建筑成本也越来越高。降低建筑成本是建筑商首先考虑的方法，那么如何控制建筑成本呢？结构优化设计思想是目前国内外比较有价值的一套理论系统。运用该理论方法，实现人民对于居住环境和生活环境的改善，提高建筑产品的质量与品味，满足小康社会人们对新生活的需求，同时降低工程建筑的造价成本，实现建筑商利润最大化的目标，这具有适用、经济、实用的价值。
1优化的结构设计方法
社会上的建筑物都很令人赏心悦目给人以美的享受，这是结构设计与建筑实施技术相互协调、密切配合，从而达到美观效果的结果
建筑结构设计我们都追求安全、适用、经济、美观、施工简单等五种目标。文中的结构设计优化，能实现建筑设计技术优化的目的，能应用于实践，它不但满足了人们对建筑美观、造型优美的要求，又能使房屋的结构设计合理、性能安全、建筑成本经济，成为名副其实的“经济适用”建筑。结构设计优化方法从建筑上来分析，它主要体现在优化设计的建筑工程结构和建筑工程结构的总体优化设计两个方面。
第一个方面：建筑模型的优化结构设计方法。
一项大的建筑工程，先设计建筑模型，那么建筑模型的优化是十分必要的。建筑工程的结构优化设计主要包括：基础结构方案的优化
设计、围护结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。除此之外，还需要做选型、布置、受力分析、造价分析等内容的优化设计。所有这些设计，都按照一切从实际出发的原则来进行，根据工程的具体实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。在进行结构设计时，首先要满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样可以避免水平荷载与建筑物中太大的扭转作用力。在竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。
房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中，我们要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。
第二个方面：建筑模型的优化结构设计的 计算方案。
完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。然而，结构设计的优化涉及到多个变量、多个约束条件，这是属于一个非线性的优化问题，在设定计算方案时，需要将有约束条件转变为无约束条件来进行计算。建筑工程设计中常用
的方法有Powell算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用这些方法来计算建筑模型的优化结构设计方案。
2优化的结构设计技术在实践中的应用
在设计好了优化的结构设计方案后，就可以将该理论方法应用于实践之中。结构设计的优化，是目前一个比较普遍的课题，要达到利
用结构优化的方法在不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的目的，将结构设计优化方法应用于实践之中，这是我们建筑工程设计
人员所追求的目标。结构设计优化设计应用于项目的整体设计、前期设计，旧房改造，抗震设计等设计的各分部环节，发挥着巨大的效益。
在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，要注意下面的三个方面的问题：参与结构设计优化的前期工作，将概念设计和细部结构设计进行优化，优化下部的地基基础结构设计。下面就这三个方面进行详细描述。
2.1参与结构设计优化的前期工作
因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。
2.2将概念设计和细部结构设计进行优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效
果。
2.3优化下部的地基基础结构设计
地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。
3优化的结构设计实际价值
结构设计优化在建筑设计中具有很重要的地位，首先使用结构优化的设计能降低建筑，其次进行优化结构的设计能提高建筑结构的经济性。这些都具有实际价值。
3.1 通过结构优化设计来降低总造价
进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多总建筑面积增大，单位建 筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，但是却没有屋盖的效果那样明显。
3.2 通过进行结构设计优化来提高建筑结构的经济性
建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
4 结论
利用结构设计优化的技术方法，能提高有限的空间、有限的资源，让其最大化的效果发挥，实现了经济化、实用性和适用性的良好目标。满足了建筑产品的品质要求不断提高的目的，实现了人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高的需求，同时，这也实现了建筑商不断寻求新的手段来满足顾客的需求，达到降低建筑工程造价成本的目标。
5 参考文献
[1]谈建筑结构的优化设计[J].建筑科学，2009
[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J]，陕西建筑，2008（1 1）.
篇2
【关键词】 建筑；结构设计；优化
随着业主对建筑物安全性、适用性提出越来越高的要求，建筑结构设计优化成为企业在激烈竞争中脱颖而出的关键。结构设计优化必须通过反复推敲，结合力学等多门学科知识一起分析，确保数据与规范要求相一致，最终确定最佳方案。尽管目前设计单位众多，而且多种设计软件可供选择，但是设计思想普遍保守，很难在结构设计中实现技术与经济并行的目标，为了有效控制造价，促进企业、国家发展，优化结构设计势在必行。
1 结构设计及其优化的含义
在结构设计中，主要从力学角度分析尺寸、刚度等是否符合构造需求，通过这种设计得到的方案可以通过变量或者参数的形式展现出来，变量或者参数最终构成目标函数。通过传统的结构设计得到的是可行性设计，基本是基于安全角度确定的，但是并不是最优设计方案。下面根据两个工程实例的数据分析，对房屋结构设计中设计优化方法的探讨。结构设计优化可以实现量的优劣取舍，得到最佳方案。
2 建筑结构设计优化实例分析
2.1 实例一
广东某化工有限公司-商业广场，工程等级二级（地下2层，地上9层，多塔框剪，65162.8O）。该工程地下室超长，长边约280米，短边约30米，成功用不设变形缝设计解决了混凝土开裂和防水难题，但是工程经济性及使用空间的合理性却遭受考验。地下室楼盖选型对于控制工程造价有直接影响。通常楼盖形式可以分为梁板式与无梁楼盖两大类，其中梁板式又分为双向和单向，无梁楼盖分为实习和空心。下面按柱距8.9mx8.9m的各种楼盖结构形式对比计算分析，并作出如下材料用量分析表：
最终本工程负一层楼盖采用无梁楼盖，主要考虑到地下室净高及减少基坑开挖深度；地下室顶板楼盖采用主次梁（单向板）楼盖，主要考虑到造价最低及本工程地下室顶板作为上部结构嵌固端，同时需满足规范相关规定要求应采用梁板式结构。
总结： 1、从以上《材料用量分析表》中可以看出梁板式楼盖中主次梁（单向板）结构形式的单位面积造价最低，井字梁结构形式的单位面积造价最高，十字梁结构形式单位面积造价介于两者之间； 2、主次梁楼盖与无梁楼盖单位面积用钢筋量比较接近，但无梁楼盖混凝土用量较多，使其单位面积造价高于主次梁楼盖； 3、主次梁结构形式由于其中一个方向框架梁梁高与次梁同高，设备管道可以垂直于次梁布置，这样可以提高地下室净高，无梁楼盖考虑150mm操作空间其地下室净高比主次梁结构提高了100～200mm，但比主次梁结构增加了近三分之一的重量，增加基础造价； 4、无梁楼盖施工简洁、施工速度较快，模板简单，能够有效满足工期要求，视觉美观，无梁楼盖由于自重较重，故对地下室抗浮有利； 5、当地下室层数较多（3层以上）地质条件较好时，结构抗浮要求较高，可采用无梁楼盖结构形式增加结构自重有效的抵抗水浮力以降低抗浮设计难度；当地下室层高受限制时采用无梁楼盖或空心楼盖结构形式可较好的达到地下室净高要求； 6、当地下室层数较少（2层）抗浮水位较低时建议采用主次梁结构形式，以减轻结构重量； 7、对于地下室顶板，当做为上部结构的嵌固端时，由《建筑抗震设计规范》6.1.14条：“地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板式结构，相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构”，故根据规范要求，建议采用主次梁（单向板）结构或梁板加腋大板结构。
以上结构经济性对比仅限于平面结构构件的对比，实际上整个地下室工程的经济性应充分考虑地下室层高、埋深、基坑的开挖、支护结构等各项工程的综合造价。
2.2 实例二
广东省韶关市某镇政府办公楼工程，建筑层数为四层，砌体结构，并选用条形基础，工程钢筋用量如下表如示：
通过上表可以发现该工程总含钢量为30.977kg/m2，该值偏高，因此可以通过结构设计优化在此环节控制造价。
工程中采用了钢筋混凝土构造柱，构造柱能满足抗震与抗剪要求，但不用承受竖向荷载。构造柱大多设置于横纵墙交线，也设置在墙转角等处，为了使房屋稳定性得到提升，构造柱的尺寸较大。本工程位于六度区，构造柱按照规定应当设置在电梯间四角、外墙四角和对应转角处、隔12m或单元横墙与外纵墙交接处、楼梯间对应的另一侧内横墙与外纵墙交接处。本工程在规范中要求设置构造柱以外的多个部位设置了构造柱，为了控制造价可以将规范要求外的构造柱去除。根据抗震规范，砌体结构建筑的构造柱截面不得小于180mm×240mm。箍筋间距不超过250mm，并加大四角处布置构造柱的截面。在本工程采用的构造柱规格为360mm×240mm、240×480mm等，钢筋直径均为14mm。将钢筋直径改为12mm，并统一构造柱规格为240mm×240mm，可以使钢筋用量得到控制。
该工程使用现浇板，在设计初期，多由经验公式确定板厚，该板厚只作为暂定值，为了精确确定板厚，还需进行裂缝和挠度验算，并逐渐降低板厚后反复验算，如果板厚降低后仍满足设计要求，则优化是可行的。本工程中4.1米开间房间板厚设计是130毫米，经过挠度图分析和裂缝分析，板厚设计偏保守，经两次降低板厚与验算，最终确定110毫米符合设计需求。本工程采用的现浇梁也有优化空间，内廊处的梁是多余的，而且主梁为跨度取值的1/10。该比例相对保守，根据本工程开间不大，结合考虑梁的经济配筋率主梁梁高取跨度1/12～1/15也可以满足设计要求。降低部分圈梁高度，原圈梁高度为了配合建筑门窗统一为600mm，现降低东西向无窗及小窗墙体圈梁梁高。
基础造价在工程总造价中比重大，埋深、尺寸等都直接影响总造价。由于基础的影响因素众多，所以基础设计优化的途径更多，潜力更大。在以往的结构设计优化尝试中，盲目增加基础宽度及埋深都未取得良好效果，有时还适得其反。一般层数较低的工程条形基础、灰土基础与砖基础应用都比较广泛，本工程选择钢筋混凝土基础，基础埋深1.70米。通过分析土层较为理想，基础高度具有优化空间。基础埋深偏高，而且施工现场地质情况良好，基础埋深设置为1.40米即可满足设计需要，后经地基土浅层平板载荷试验，承载力满足要求。
经过上述优化，钢筋使用量降低约21t。仅从钢筋角度就已减少大量成本，因此可以说明建筑结构设计优化在控制造价方面有突出作用。总结上述优化措施如下：合理确定构造尺寸与钢筋直径；简化梁板柱受力体系，省去不必要的梁设置；降低圈梁高度；合理选择基础形式及埋深。
3 结构设计优化的注意事项
结构设计优化确实可以有效控制工程造价，提高企业经济效益，但是具体实施过程中却必须克服一些困难：施工单位为了加快工程进度，没有严格按照设计进行，从而无法实现设计效果；部分设计人员工作经验不够丰富，从而在设计时顾此失彼；将过多的精力与时间放在建筑局部的设计上，缺乏大局观，对整体造价考虑过少；一味追求控制工程造价，使建筑物的安全性和耐久性得不到保证，实际施工过程中偷工减料现象严重。以上几点都是影响建筑结构设计优化实际效果的重要因素，在设计过程中必须杜绝这些现象的发生。
4 小结
人类的资源不断被消耗，如何提高资源利用率是每位建筑结构设计人员必须面对的问题。建筑结构设计优化是控制工程造价的重要手段，但是也不能在追求效率的同时忽略质量，既省材又实用是进行结构设计优化时遵循的重要原则。
【参考文献】
[1]张阅荣.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].建筑工程技术与设计，2014，（20）：734-734.
[2]许宗雨.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].江西建材，2014，（16）：36-37.
篇3
【关键词】房屋结构设计；建筑结构设计优化方法；实际应用
一、前言
近年来，人们对生活质量的要求不断的提高，对房屋建筑的要求逐渐的从实用性向功能性、安全性、可靠性方向转变，这给房屋建筑结构设计提出了更高的要求，如何提高房屋建筑结构设计质量，已经成为房屋建筑企业亟待解决的问题，同时也是社会各界广泛关注的焦点。通过将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中，能够有效的保证房屋建筑的功能性、经济性以及实用性。因此，文章针对房屋结构设计中建筑结构设计优化方法实际应用的研究具有非常重要的现实意义。
二、建筑结构设计优化方法的概念以及重要性分析
1建筑结构设计优化方法的概念。建筑结构设计优化方法是从理论、经验上对进驻结构设计进行优化，以建筑结构优化设计理论为依据，同时凭借经验对建筑结构进行分析与认知，以此对建筑结构的整体进行优化，是对建筑设计以及工程部分的设计优化与完善。在进行建筑结构设计时，为了保证建筑结构设计的经济性，以及降低结构设计分析的难度，应该严格的控制建筑结构设计的所有环节，进而保证建筑结构设计能够满足实际需求。
2建筑结构设计优化方法的重要性。建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，能够实现对房屋建筑结构的优化设计，不仅能够有效的控制房屋建筑工程的造价，还能够满足建筑的实用性与美观性。对于建筑企业来说，希望以最少的投资获得最大的利益，因此必须保证房屋建筑结构设计的安全性、可靠性以及科学性，这就要求对房屋结构设计进行优化。与传统房屋结构设计相比，结构优化设计方法的优点在于：保证房屋建筑结构的安全性；合理协调房屋建筑结构内部的所有单位；合理的利用材料的性能；降低工程造价6%-35%。由此可见，通过将建筑结构优化设计方法应用在房屋结构设计中，能够有效的提高房屋建筑结构的安全性、实用性以及经济性。
三、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析
1建筑结构设计优化方法分析。建筑结构优化设计方法主要包括以下几种：（1）拓扑优化方法，拓扑优化方法的主要内容是寻找建筑结构刚度最理想的传力模式或者分布方式，以此优化结构的性能或者降低建筑结构的自重，拓扑优化方法是结构设计初始阶段提出的概念性设计，通过整数变量的形式或者逻辑变量的形式来表现建筑结构的实际分部形式，以此或者最佳的布局设计方案，该种建筑结构设计优化方法与其他方法相比，其经济效益更高，更容易被广大工程设计人员所接受；（2）外形优化方法，外形优化方法的研究时间相对较短，指的是在结构拓扑结构一定的基础上，调整结构内部形状与框架，以此对建筑结构进行改进与优化，以对象为标准将外形优化方法分为两种，即杆系结构与连续体结构，对于杆系结构外形优化方法，应该以节点作为为设计变量，然后进行截面优化，通常采用分布优化与综合优化进行求解；对于连续体结构，通常采用数值、解析两种方法进行结构外形优化；（3）截面优化方法，截面优化方法是采用有限元方法计算设计变量的所受应力与结构位移，通过科学的数学规划方法以及灵敏度分析，实现对房屋建筑结构的优化。
2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析。文章以某房屋建筑工程为例，该房屋建筑工程采用钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积为6408平方米，由于施工现场条件有限，建筑平面长度设计为58.1米，宽度设计为15.6米。该建筑工程总共7层，层高设计为3.6米，走廊宽度为2.4米，房间开间进深为6.6米，地基承载力控制在120kN/O-140kN/O之间，由于冬季气温相对较低，并且地下水深度为7m左右，地下水、降水会对混凝土造成侵蚀，为了保证该房屋建筑工程的安全性和可靠性，需要采用建筑结构设计优化方法对房屋结构设计进行优化和完善，具体表现为：
2.1创建房屋建筑结构优化设计模型。想要实现对房屋建筑结构的整体优化，应该创建完善的房屋建筑结构优化设计模型，具体步骤表现为：第一步，合理的选择设计变量，在选择设计变量时，应该将影响建筑结构的主要参数作为设计变量，例如约束控制参数、目标控制参数等，同时还存在一些影响相对较小、变化范围也相对较小，能够满足相关设计要求的一些参数，通常采用预定参数表示，这样能够有效的降低编制程序工作量、计算量以及设计量；第二步，确定目标函数，在进行结构优化设计时，应该寻找一组可以满足预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋截面积等的函数，以此降低工程造价；第三步，确定约束条件，为了保证房屋建筑结构的可靠性，在进行房屋建筑结构设计优化时，应该确定优化设计的相关约束条件，房屋建筑结构设计优化的约束条件主要包括结构体系约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等，同时在进行房屋建构设计过程中，还应该对实际的约束条件与目标约束条件进行比较分析，以此保证所有的约束条件都能够满足相关的设计要求，实现对房屋建筑结构的最佳设计。
2.2设计计算方案与程序。在进行房屋建筑结构优化设计时，设计人员应该对设计方案进行合理的优化，在此过程中会涉及到众多的变量与约束条件，设计人员在进行设计与计算的过程中，应该充分、全面的了解这些变量与约束条件，并进行科学的分析，采用数学计算方式，实现对房屋建筑结构的优化设计。当创建了模型以及确定设计方案之后，设计人员还应该根据设计方案制定相应的程序，把相关变量录入计算机，当出现设计变动时，应该改写基础结构，然后进行重新录入，由计算机根据相关的编程数据得出相应的结果。
2.3结果分析。当计算机计算出结果之后，应该对结果进行分析，以此判断设计方案的科学性与合理性。在进行房屋建筑结构设计时，应该保证房屋建筑结构设计满足结构规范标准，这就要求设计人员从多个方面考虑，综合分析之后更好的完善结构设计，降低建筑结构设计难度，在不影响整体施工质量的前提下，降低施工企业的施工成本。因此，在进行房屋建筑结构设计时，设计人员应该正视经济与技术之间的矛盾，通过优化设计，有效的的解决经济与技术之间的矛盾，尽可能的降低施工成本消耗。
四、结束语
总而言之，房屋结构设计是一项复杂的系统工程，通过将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中，能够保证房屋建筑的安全性，降低投入成本，为人们建造安全、美观、舒适、实惠、耐用的房屋建筑工程。
参考文献：
[1]胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居，2013，（4）：45-46.
[2]陈俊.浅谈结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].科技向导，2013，（2）：172.
[3]白华.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].江西建材，2015，（13）：29.
篇4
【关键词】房屋结构设计；建筑结构设计优化方法；重要性；应用
房屋建筑企业应该应用合理的建筑结构优化设计，实现公司利润的最大化，从而提高公司的综合竞争力。总而言之，房屋建筑设计师充分做好房屋建筑结构优化设计能够实现企业与客户的双赢。
1.房屋结构设计中建筑结构优化方法的重要性及其作用
1.1房屋结构设计中建筑结构优化方法的重要性
对房屋建筑的结构进行优化，施工人员应在确保房屋建筑质量安全的前提下，对设计方案进行细致分析，应用先进的设计观念及技术，从而对工程造价进行控制。根据相关数据分析，房屋的结构如果经过设计优化，同未经设计优化的房屋建筑相比可以缩减10%―20%的费用。但是，在现实的施工设计优化中，因为受到多方面条件的限制，实施起来十分困难，无法充分发挥其优越性。例如：一些施工企业过于追赶工程进度，从而导致对房屋的设计效果造成影响；很多年轻的项目设计人员因为缺少工作经验，无法进行设计优化；还有的设计人员因为对房屋建筑部分的过分关注，从而对整体房屋建筑的设计预案造成忽略，影响了整体造价。从中可以看出，房屋建筑项目的设计人员应把施工技术同经济收益紧密的联系起来，唯有规划出切实可行、效果良好的设计预案才可以保证企业获取最大收益。
1.2建筑结构设计优化方法的作用
（1）对房屋建筑的结构进行设计优化可以全面发挥机械设备及建材的性能，同以往的结构设计相比，更具优势。对房屋建筑的结构进行设计优化可以降低工程造价的资金投入，为企业赢取更高的收益。同时，还能够把房屋结构中的各个单元进行有机整合，提高房屋建筑的质量，保证人们的居住安全。所以，对房屋的结构进行设计优化是保证民用房屋经济性更好、适用性更强的重要方法之一。（2）提升房屋建筑的安全性。通过对房屋结构的优化设计，可以对原有设计方案中的不足和缺陷进行弥补，从而提升房屋结构的合理性和安全性，在保证房屋建筑整体质量的基础上，节省房屋建筑材料，提升房屋建筑的稳定性和相应的受力性能，确保房屋建筑的使用安全。（3）减低工程造价。据相关数据显示，运用建筑结构优化设计后，与原设计方案相比，房屋建筑工程的成本可以节约10%-30%左右，成本大大降低。同时，通过建筑结构优化设计，还可以充分发挥原材料的性能，确保房屋结构各个单元之间的紧密联系，提升房屋建筑工程的经济性。
2.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析
2.1结构同房屋建筑的协调优化
在进行设计时，应尽可能保证房屋建筑的结构同整体平面的配合紧密，从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行房屋建筑柱及墙的布设时，应同房建平面的功能需求相一致，每个房间的进深、开间都应保持统一。房屋建筑系统尽可能简洁，墙与柱不可以出现错位情况，每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时，其应力集中或受力方向较多的转角区域，承重构件应尽可能选取高强建材，从而降低自重，而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体房屋建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠，预防出现扭转情况。
2.2整体优化和局部优化
任一项目房屋建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来，其一般包含房屋建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等，每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行房屋建筑设计时，设计人员应对各个下属系统进行优化，将各个布局间的横向关联冲破，叠加工程；以复杂性看来，其一般包含房屋建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以，对于任一房屋建筑来讲，就应从整体进行优化，方可真正实现设计优化。
2.3优化设计规范
在对房屋建筑工程进行建筑结构优化设计的过程中，设计人员严格遵循了相应的结构设计规范，不仅充分了解了结构设计规范中的相关条例，而且结合房屋结构设计的实际情况，对建筑结构优化设计的方案进行了合理应用。同时，针对结构设计规范中存在的不足，如安全性较差、要求过于宽松等，设计人员结合实际情况进行了适当的取舍，从而切实保证了设计成果的最优化。
2.4概念设计优化
技术与房屋结构设计对于同一房屋建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；确定了结构布置的房屋建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：房屋建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。此外，分析如何应付房屋建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，房屋建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使房屋建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。
2.5桩基础优化
桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制，并且操作复杂，时间较长。所以，如果在沉降符合相关标准的基础上，应利用预制桩进行施工。另外，因为在普通状况下，伴随着桩基的不断深入，土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大，所以，应尽量选取长度较大的预制桩。
2.6框架梁、柱箍筋间距的优化
对不同抗震等级的框架梁，柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。侧重点就是关于质量，比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素，同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握，在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级，基本雪压和基本风压，地面粗糙度等等一些基本房屋结构的类型需要，如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位，地基液化，湿陷及其他不良地质作用，地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等，是在房屋结构设计中要考虑的要素。
3.结束语
建筑结构优化设计技术在房屋结构设计中有着极其重要的作用，推动着城市化的建设与发展。房屋结构设计在确保安全性与合理性的基础之上，应该加强整个结构的设计美观性，以及对方案进行不断的优化，促进工作的改进。现代化的房屋建筑设计不仅需要确保其基本的使用价值和功能性，同时针对外观的设计还应当具有一定的美观性，以进一步的增强整个房屋结构和设计方案的价值。
参考文献：
篇5
Abstract： Under the comprehensive analysis of demands and present situation of building structural design， this paper outlines the basic principles and specific measures of structural design， carries on analysis and summary combined with examples， forms a full range of building structural design application mode for involving modern technology application skills， such as concrete structural application of double-reinforced cement， the combination design of public space， the floor without beam structural characteristics， the foundation process of the basis construction and so on to solve the key and difficulty practical problems design applications. Through optimizing the design process for the structures of construction to better achieve the overall optimization of building structural design as well as achieve economic， scientific and rational design requirements.
关键词： 房屋；结构设计；优化；实践应用
Key words： house；structural design；optimization；practical application
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）06-0108-02
0 引言
随着经济多元化趋势的不断深入，在房屋建筑领域的发展空间中，对房屋建筑造型和建筑的整体功能有了全面的要求提升，不管是工业建筑还是民用的私人住宅建设等，建筑结构设计的艺术应用和质量把握成为了当前着重考虑的因素，在全面构建建筑结构设计的整体性能的基础上，寻求结构设计的实际应用模式，对于建筑结构的本身设计有着重要的实际意义。
1 概述房屋建筑结构设计的整体观念
1.1 精心选定设计方案 随着建筑结构形式的多样化，在实际的建筑施工中，为了最大程度的满足施工的需要，结构设计开始向着越来越装拆简单、移动方便、承载性能强、使用安全可靠、适用经济的方向发展。以建筑结构设计中常见的脚手架为例，有落地脚手架、挑架、爬架等之分。其中使用最普遍的脚手架是落地脚手架，它具有装拆方便，搭设灵活，能适应建筑平、立面变化等优点，但是它的搭设高度受到一定的限制，并且因为它具有周转材料用量大，占用周期长的缺点，很难满足高层建筑施工的需求。
1.2 建筑结构设计的类型应用 在建筑结构设计的主要依据点上，侧重点就是关于质量，比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素，同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握，在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级，基本雪压和基本风压，地面粗糙度等等一些基本建筑结构的类型需要，如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位，地基液化，湿陷及其他不良地质作用，地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等，是在建筑结构设计中要考虑的要素。
2 分析建筑结构设计的整体原则
2.1 经济性建设原则 优化技术是指在满足建筑结构长远利益的同时，最大程度的减少建筑结构的近期投资，最大限度的提高建筑结构的可靠度和合理性。通过采用优化技术，材料的性能价值会得到最大化，建筑结构内部各单元也会得到很好的协调，并且建筑规范所规定的安全度也会大大提高。
2.2 结构设计优化方法应用 一般来说在设计房屋建筑结构时会从以下五方面来考虑：适用、安全、经济、美观、便于施工，而建筑优化设计技术方法的应用不仅可以满足建筑美观、造型优美的要求，也能够有效增强房屋结构的安全性、经济性和合理性，它主要体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量等方面。其中房屋工程分部结构优化设计又包括基础结构方案的优化设计、围护结构方案的优化设计等方面，可以说优化设计涉及建筑结构的很多方面。
在实际的结构设计中，应该注意很多的问题，比如为了使建筑物不被水平荷载作用发生太大的扭转，应该在满足设计意图的同时，尽可能的使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异等。
3 探讨房屋结构优化技术的实践应用方式
3.1 框剪设计的整体思路 框剪结构集框架结构布局灵活、剪力墙结构刚度较大的优点于一身，使得该种结构体系具有较好的延性和整体性。目前框剪结构已被广泛的应用于公用建筑、住宅等高层建筑中。在这个结构的剪力墙可以单独设置，也可以利用一些其他的墙体，比如电梯井、楼梯间等，此外，这个结构还可以有效的提高侧向刚度。在实际的建筑施工中，主要有刚性、刚柔、柔性等不同的价值计算方法，一般来说选用哪种计算方法会根据抗震质量的不同来进行合理的选择，比如为了改善结构的抗震性能，应该注意场地的土质类别，对不同土质采取不同的加剪力墙等。
3.2 复合地基形成法的技术提升 通过对被加固土体填充相应的材料，改变土体的结构，使土体被增强或被置换形成一定的增强体，由增强体和周围地基同承载荷载，形成复合地基的一些地基处理方法。在建筑施工中，根据特殊地质条件对地基承载力的要求，而选用不同的处理方法达到相应要求。比如通过填充砂和石料深入土体，被置换或挤密，从而达到提高承载力的目的等。
3.3 多层钢筋混凝土框剪结构设计 在多层钢筋混凝土框剪结构的设计上，全面把握设计的主要点，分析梁柱以及刚接或者铰接相连促成的承载重量体系，在依据设计图纸和文件的前提下，全面把握设计图纸的客观需要，同时加强规范性施工和管理，读懂并理解设计图纸中的每一项内容，达到按图纸施工、依据图纸设计的目的，作好技术交底。根据建筑结构的实际需求，可以采用现浇式框剪设计，就是通过梁、柱、楼盖的现浇钢筋水泥混凝土结构，增强建筑结构的整体性能，提升抗震能力，在实际建筑设计中可以广泛应用；同时，还可以采用预制装配式设计，就是指梁、柱、楼板均为预制，这样可以减少工程的难度，提高工程的速度，但是，整体建筑质量的性能不是很强，抗震效果、漏水系统等会有一定的偏差，可以结合地质条件进行考虑。
3.4 框架梁、柱箍筋间距的优化 对不同抗震等级的框架梁，柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。侧重点就是关于质量，比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素，同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握，在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级，基本雪压和基本风压，地面粗糙度等等一些基本建筑结构的类型需要，如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位，地基液化，湿陷及其他不良地质作用，地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等，是在建筑结构设计中要考虑的要素。
4 结语
房屋建筑结构设计是一个综合性很强的技术活，无论是从建筑结构的实际需求出发还是建筑本身的特点出发，在充分考虑地质条件、施工手段、技术应用、质量管理等综合因素的基础上，力求结构设计与实际发展相融合，形成和谐性的发展模式，整体推进建筑结构设计与实际施工的方法应用相结合，更好的提升工程设计的质量。
参考文献：
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[2]马雪丽.浅析建筑结构设计[J].黑龙江科技信息，2011（10）.
[3]万石兵.结合实例谈旧水泥混凝土路面改造方案设计[J].中国新技术新产品，2011（16）.
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随着人们生活水平的提高，人们对建筑工程的要求也越来越高，房屋结构不仅要有实用价值，还需要有审美价值。本文就对建筑结构设计的优化策略及其在建筑结构设计中的有效运用进行探讨。
关键词：
建筑结构设计；优化策略；有效运用
随着经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，对住房的要求不仅注重实用性，还注重住房的功能性和安全性以及它的欣赏性。这就对建筑结构设计人员提出了更高的要求，在进行结构设计时，要综合考虑到结构高度、结构材料、结构质量和结构设计等方面[1]，从而优化建筑结构设计方案。
1优化建筑结构设计的概念及意义
1.1优化建筑结构设计的概念所谓建筑结构设计优化就是设计者在运用力学理论的时候，运用结构优化设计方法，把包含其中的因素看作不定的变量，从而形成一个结构设计优化方案域，然后，设计者利用数学思想和方法对这个方案域综合分析和论证，最终形成一个具有可行性的设计方案。建筑结构设计概况见表1。
1.2优化建筑结构设计的意义对建筑结构设计进行优化，对其在建筑结构中的有效运用意义重大。在提高建筑实用性、功能性和欣赏性的同时，还能对工程造价进行有效的控制。在保证建筑结构的科学性、安全性和可靠性的基础上，用最低的成本和最少的投资即可获得最大的利益，这对建筑商来说，是最为有利的。与传统房屋结构设计相比，我们可以看出：对建筑结构设计进行优化，能够使建筑结构内部的每个部分得到协调，并能发挥利用材料的最大限度，从而减少建筑的工程造价。总之，它能在保证建筑结构设计安全可靠的基础上，保证建筑结构设计中的经济性和实用性。
2优化建筑结构设计原则
2.1体现绿色环保理念随着社会的进步，我国提倡环境友好型社会这一理念，人们对环保的意识逐渐提高，建筑行业在这方面也相应的出台多种节能环保的规章制度。在建筑结构设计的优化环节，可以采用绿色环保的原材料，一方面保障人们居住的安全性，另一方面也减少环境污染；同时，也可以对材料二次利用，“变废为宝”，减少工业垃圾的产生。
2.2保证结构设计优化的安全性在结构设计的优化环节中，最为重要的就是安全保障。选择具有可行性的建筑结构设计和有质量保障的建筑材料，是结构设计优化环节中要考虑的最为基本也是最为重要的因素。
2.3注重优化结构设计中的经济性在保证建筑结构设计安全性的基础上，注重结构设计中的经济性。当前我国倡导建设资源节约型的社会，在建筑结构设计环节中，需要考虑如何降低成本，减少资金投入，同时保证建筑结构设计中的安全性。
2.4注重优化结构设计中的功能性随着人们生活水平的提高，相应的，人们对住房提出了更高的要求。建筑结构的优化设计就是为了满足住户的需求，为住户提供优质舒心、集实用价值和审美价值于一体的建筑。
3建筑结构设计优化策略
3.1优化设计中的材料对材料的最大限度的利用就是对建筑结构材料的优化。在选择材料时，要对材料的性能、质量指标等各方面都要有一定的了解，选购时秉承物美价廉的理念，一方面能使材料发挥它的使用功能，提高房屋建筑质量，另一方面还能减少资金投入，节约资源。当然，材料的选择也要考虑到它的可操作性，保证建筑工人在施工过程中能够安全操作。
3.2优化设计方案一个最优的设计方案和一般的设计方案在同样完成房屋性能的情况下，成本能相差13~22%，可见不同建筑的设计方案对建筑成本的影响是很大的。建筑的户型、楼层高度和楼层层数、房间大小等都是影响设计方案的关键因素，在多个设计方案中，要仔细论证分析，选出一个最优的方案。在进行方案设计时，不同项目所占的投资比例也不相同，所以在优化环节中要有侧重点，不能一概而论。
3.3选择最佳基础形式建筑工程的基础形式是建筑施工顺利进行的前提，对建筑工期和建筑工序有着重要影响，所以选择一个合理、优质的基础形式很有必要。据相关统计，建筑基础形式在房屋建筑的投资成本中占到28%，而且我国房屋建筑主要是指高层或者超高层的建筑，基础机构的造价与地质条件也有一定联系，进一步说明对于地基的选择尤为重要。因此，在建筑结构设计的优化环节中，要选择最佳的基础形式。
3.4选择最优结构形式不同的户型有不同的优势，应该根据不同地区的实际情况，综合考虑不同的结构设计方案以及楼宇的抗压性、抗震性，还有建筑优化的经济性等，才能建造出安全系数高、功能性强、成本低的建筑物。根据一般经验，对于7层以下的建筑物，混凝土用量相对少；7~12层的建筑物，最好采用框架结构，设置抗震剪力墙，在节省材料的同时，也能保证建筑的安全系数；12~20层及其以上的建筑物，也应采用框架结构，但需要在合适的位置设置刚性筒体，保证房屋的安全性，同时也能最优化的使用材料[2]。
3.5选择合理的构建截面构建截面对后续工作中建筑材料的投资成本有很大影响。比如：在建筑结构的设计中，如果构建截面的尺寸增大时，配筋率会相应的减小，钢筋的用量会减少，但混凝土的需求量就要增多；相对的，如果构建截面的尺寸减少时，配筋率会相应的增大，钢筋的用量会增多，但同时，混凝土的需求量就会减少。所以在建筑设计的优化过程中，要选择一个最合理的构建截面，从而降低投资成本。
3.6有效控制配筋率目前的建筑一般是高层或者超高层建筑，对钢筋的需求量很大，同时钢筋的价格也在不断的上涨，这就说明在建筑设计优化过程中，需要考虑钢筋材料的成本这一问题。合理控制配筋率，在保证建筑结构安全系数高、抗压能力强的同时，也能控制钢材的使用量，从而降低投资成本，优化建筑结构设计。
3.7成本设计管理过去，我国的建设资金以国家财政拨款为主，当时物价比较稳定，时间的变动不影响资金的价值，建筑结构的成本计算一般采用静态的算法[3]。但随着经济的发展，物价变动幅度逐渐变大，建筑工程的成本每年都在发生变化，建筑企业需要有一套完整的动态管理系统来完成对成本的控制，才能建筑结构的设计达到最优。
4建筑结构优化策略在建筑结构设计中的有效运用
4.1直觉建筑结构优化和结构设计建筑设计形式多样，建筑的布局及其户型也千差万别。在实际操作过程中，建筑结构设计的参考数据和建筑结构抗压数据都是变动的，就算已经确定了户型和具体结构设计方案的建筑物，人们也可以采用不同的分析方法对建筑结构设计中的不同环节进行分析。计算机虽然具有操作快捷、计算精确的优势，但却并不能智能的应对各种现实问题，必须依靠专业的建筑结构设计人员根据实际情况进行研究和分析，结合工作经验对设计中的每个环节进行评估，这样的设计方案才有现实意义，有可行性和可操作性。
4.2直觉优化设计过程的问题研究在具体的建筑结构设计过程中，要全面考虑各种可能出现的突发状况，比如地震等自然灾害等，这些因素的出现可能会降低建筑物的安全性和可靠性，所以在进行结构设计时，要严格遵守设计优化的相关原则，提高建筑物的安全系数和抗压防震能力，从而减少灾害对建筑物的损伤。另外，建筑结构设计进程中也要跟随科技的进步，合理运用先进前沿的相关技术，进一步提高建筑物的稳定性。
5结束语
优化建筑结构设计，对住户来说，满足了他们对建筑实用性、功能性、欣赏性等方面的要求；对建筑商来说，可以减少工程造价，降低投入资金，从而获得最大收益。在实际过程中，建筑结构设计人员要严格遵循优化原则，在保证建筑物安全可靠的情况下进行结构设计的优化。
参考文献
[1]胡卓文.建筑结构设计优化策略的实际应用[J].建材发展导向（上），2014，8（6）：200~201.
[2]李增林，张传花.探析复杂建筑结构设计的预应力优化策略[J].新材料新装饰，2014，6（8）：535.
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关键词：建筑结构；优化设计；应用价值；方法
中图分类号：S611文献标识码： A
1 建筑结构设计的重要性
随着经济建设的不断变化与发展，人们对于建筑行业的逐渐重视，新的技术以及理念也在不断地被应用于其中，计算机技术的普及引起了建筑行业新的变革与发展。建筑结构设计就是采取先进的设计手段及理念，在有限的空间范围内进行完整的!合理的优化设计，将使用空间最大化，同时还要特别注意结构设计与构件之间，结构与结构之间的空间布局。这也是检验建筑结构工程师是否合格的重要标准之一。工程师建筑结构设计的重点不仅仅体现在设计理念上，而且对于其结构设计的经验总结也是极其重要的，随着计算机的发展，对于工程师的设计手段又提出了新的标准与要求，建筑工程设计师不仅仅要掌握专业的设计理念，同时还要掌握基本的计算机技能，将设计理念与计算机技术相结合使其更上升一个合理的高度，此时设计理念就尤其的重要，在整个建筑结构中必须完全的充分体现出来。
2建筑结构设计优化方法的应用实践价值
2.1结构设计优化方法的应用
结构设计优化主要体现在房屋工程总体设计以及局部设计当中，在房屋建设分布设计中，结构设计优化技术起到了至关重要的作用，对于结构基础方案的优化、房屋建设的优化、围护方案的优化!结构设计的优化等一些列优化设计都离不开结构设计优化的整体布局与设计，在整个优化过程中，还要结合具体的实际工程情况，进行合理的分析与总结，将其设计优化的整理理念可以充分体现在建筑结构优化设计中，在满足相关规定的前提下，进行经济效益的结构设计优化，进而达到节约经济的目的。
2.2结构设计优化方法的实践价值
在进行结构设计优化的过程中，必须从其长远的利益出发，将其结构设计的合理性完全的在整体建筑结构中有所体现。不能只顾眼前的建筑结构设计所产生的经济效益，这样很容易导致在使用中，随着时间的累积而将导致严重的经济失衡。在传统的设计理念里，采用其结构设计优化可以使建筑工程造价的成本降低至 5%~30%左右.然在结构优化设计中，利用材料的性能可以有效的将其建筑结构优化的各个部门得到很好的协调，在满足建筑规范的前提下，达到“适用、安全、经济”的目的。
3 在建筑中结构设计优化的方法
3.1整体优化和局部优化
任一项目建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来，其一般包含建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等，每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行房屋建筑设计时，设计人员应对各个下属系统进行优化，将各个布局间的横向关联冲破，叠加工程；以复杂性看来，其一般包含建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以，对于任一房屋建筑来讲，就应从整体进行优化，方可真正实现设计优化。
3.2寿命优化和分阶段优化
每一个项目工程在限定的使用期限中，每一环节都有多种设计方案供以挑选，也就是每个阶段都可以进行方案优化。房屋设计人员应该依据各个阶段的性质对优化方法进行确定，从而对整体工程的寿命进行优化，保证建筑的施工质量，增加企业经济收益。
3.3桩基础优化
桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制，并且操作复杂，时间较长。所以，如果在沉降符合相关标准的基础上，应利用预制桩进行施工。另外，因为在普通状况下，伴随着桩基的不断深入，土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大，所以，应尽量选取长度较大的预制桩。
3.4对上部结构进行优化
想要对房屋建筑上部结构进行模型建立及优化，首先应合理布设剪力墙。保证剪力墙的质量均匀，使对称楼层的平面刚度中心点同楼层的结构重心相重合，从而削减地震、风力等外部荷载作用的扭转影响。假如房屋类型允许，尽可能应用大开间的剪力墙构造，同时增加剪力墙的墙肢长，这样，不但可以缩减墙肢的数量，同时还能够在保证刚度符合标准的基础上降低混凝土使用数量。另外，因为剪力墙中的暗柱一般应用钢筋建材，如果应用大开间的剪力墙构造能够缩减钢筋的使用该数量。然而，假如建筑所在地区的地质情况较差，而建筑对抗震性能的要求较高，那么，就不应采用大开间的剪力墙构造。
3.5结构同建筑的协调优化
在进行设计时，应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密，从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时，应同房建平面的功能需求相一致，每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁，墙与柱不可以出现错位情况，每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时，其应力集中或受力方向较多的转角区域，承重构件应尽可能选取高强建材，从而降低自重，而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠，预防出现扭转情况。
3.6结构同排水的协调优化
因为建筑中的给排水专用房间包含了大量的机械设备，其荷载强度也较普通的房屋较大。所以，尽可能将水泵房设置在地下室区域中。给排水房间中的管道较多，粗细不一，所以，应保证预留的孔径尺寸及预埋的深度符合标准，并且对楼板的穿孔位置进行加固。另外，尽可能降低水平方向的管线贯穿柱、梁等结构出现的几率。如果管道贯穿房屋建筑的承重墙，应进行加固维护。尽可能确保结构的布设同管网体系相协调，预防管道绕柱或梁的情况。
3.7结构同电气的协调优化
如果电气的管线是以导线的形式在金属管的外部或墙体、楼板处安装，那么，就可能对预制结构的施工造成困难。所以，如果管线贯穿建筑梁，则应在梁预制时事先留下孔洞，同时确保梁的宽度同墙体的厚度相同。如果不能相同，则要保证墙体的一侧平面同梁的侧平面相齐，从而保证管线不裸漏在墙体外面。房屋建筑中，电梯房包含很多的空洞，所预埋的构件也较多，所以，应单独对电梯房的强度进行计算，从而保证设计合理，确保施工质量安全。
4结束语
总而言之，利用对建筑的结构进行设计优化，可以保证建筑自身的功能，并且对工程资金投入进行控制。另外，建筑企业及开发商不应过于重视结构设计优化的经济效益，利用缩减建材、降低质量标准、削弱技术性能等方法来追求利益，并且也不可以一味的关注技术而忽视经济效益。房屋结构的设计优化其最终的目的在于保证建筑的功能、提高建筑的质量、提升环保性能，增加企业收益。为了完成这一任务，设计人员应不断提高自身水平，紧跟时代步伐，勇于开拓创新，为人民的居住及生活提供安全保障。因此，对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行谈论是值得相关工作人员深入思考的事情。
参考文献：
[1]万年春．浅论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]．城市建设理论研究，2013（05）．
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关键词：汽油喷火枪；研制；结构设计优化
APP与SBS等聚合物改性沥青防水卷材由于具有良好的性能，施工难度不大，已然变成我国创新防水材料主流产品。对它的施工主要以热熔法为主，用来加热卷材施工机具以汽油喷灯与石油气喷火枪为主。而现如今石油气喷火枪在具体施工时很难满足施工情况；另外，若温度较低冬季使用石油气喷火枪的话，想要达到气化效果难度是比较大的，只有45%左右的利用率。而使用汽油喷灯主要缺陷在于预热器中容易有积炭堵塞情况发生，给清理维修工作构成较大阻碍，同时使用周期也有所减少，还有汽油喷灯的重量是比较大的，为工人也带来较大工作负荷，在使用的时候热量容易反射到灯体，使得工作人员意外伤亡几率增大。所以针对汽油喷灯与石油气喷火枪的弊端，研制出一种可靠安全替代品已然迫在眉睫，接下来本文将针对汽油喷火枪研制和结构设计优化进行着重分析，希望会对相关研发与工作人员能够有所帮助。
1汽油喷灯容易积炭堵塞成因
汽油喷灯的主要原理在于汽油的气化燃烧，其预热燃烧的部分构造以圆环状与螺旋状居多，想要让汽油瞬间得以气化、实现充分燃烧效果，就必须要把预热器放在较高温度位置，温度在800℃左右为佳；但汽油超过400℃时便会出现部分分解现象[1]。而处于这种高温下，汽油当中碳氢链会自然断裂，继而呈现出游离状态的炭，沉积于预热器中，生成阻热层，伴随使用时间不断延长，炭沉积情况会越发严重，直至把预热器堵住。因为预热器采用封闭式圆环结构，因此就为清理与维修工作带来巨大工作负荷。而这也就是当汽油喷灯经过一段时间使用以后，火焰会越来越小，直至最终没有办法使用本质原因。
2避免预热器中积炭有效手段
2.1降低汽油气化温度
汽油处于高温缺氧状态时分解是喷灯预热器中积炭堵塞直接原因，而要想要尽可能避免汽油分解，就需要尽可能将汽油气化温度降低下来。经过反复实验我们设计出倒锥形预热器（如下图所示），能够达到促进汽油二次气化的目的，有效使汽油气化温度降低，以实现尽量避免汽油分解的理想效果。
2.2二次气化
在使用倒锥形的预热器时，汽油经金属管1进到预热器中，部分汽油由喷嘴2向外喷出，部分沿着金属管2至喷嘴1向外喷出，将喷嘴1所喷出汽油点燃，将预热器加热，让当中存在汽油部分开始气化，生成气相与液相混合物，部分由喷嘴2向外喷出，因为处在聚火筒中燃烧高温环境下，部分液相汽油开始进行第二次的气化；另外一部分沿着金属管2至喷嘴1向外喷出，喷至被加热预热器外壁上面，而液相汽油开始二次气化过程[2]。进而通过该过程，就全部达到气化与充分燃烧效果。
2.3避免倒锥形预热器阻碍火焰
倒锥形预热器具有阻碍火焰的效果，火焰短、聚火筒容易烧红，会散失较多热量。想要解决该冲突问题，在进行结构优化设计时设置喷嘴2部分，而又因为喷嘴2所喷出气体具有较快速度，在周边可以产生负压区域，对于后面火焰具有引射效果，让火焰长度明显增加，同聚火筒换热时间有所缩短，也进一步减少了热量损失。在使用该构造形式预热器的时候，汽油仅部分发生气化，温度不会过高，也不会使汽油发生分解现象。直接气化的时候管壁温度约在210℃左右，而二次气化管壁温度在130℃左右，两者差距约为80℃，所以能尽可能避免汽油分解与游离炭沉积情况出现。除此之外，预热器端盖结合螺纹连接形式，这样也更为方便清理长时间使用而生成的少许积炭。
3喷嘴选取与技术性能
3.1喷嘴选取
喷嘴大小与形状，不单和喷火枪耗油量存在直接关系，同时对喷火枪使用性能也会构成很大影，因而它作为喷火枪一个非常重要的设计参数。而喷嘴形式是很多的，依照出口面积有无变化可以划分成可调式与固定式。燃气方面，想要确保气流速度比较大的话，一般情况下会结合渐缩型喷嘴与渐扩型喷嘴也就是俗称的拉伐尔喷嘴，利用拉伐尔喷嘴甚至可以使气流速度超过音速。同时拉伐尔喷嘴可满足气体降压增速进一步的要求，其最小截面位置压力比也就是喉部位置压力比作为临界的压力比，而喉部速度作为临界值速度，最大流量为喉部流量及喷嘴其他截面流量[3]。后一段扩放段位置，压力比持续减小，气体得以充足膨胀，速度继续增大，进一步实现超音速效果。在拉伐尔喷嘴结构设计优化方面将主要结合针形阀对喷嘴大小加以控制，分析到加工费用与难度，对于渐扩段与渐缩段都应采取直线圆锥型面代替流线型。
3.2技术性能
通过测试，汽油喷灯、石油气喷枪与汽油喷火枪性能分别如下表：
表1 汽油喷灯、石油气喷枪与汽油喷火枪技术性能比较情况
由上表中不难看出，汽油喷火枪火焰长度、火焰温度与汽油喷灯基本类似，但是气化充足，同空气混合比例合理，所以会有更少的耗油量。
4结语
综上所述，喷火枪为可以对燃气燃烧加以控制，产生柱形火焰从事加热焊接相关工作无管线可以拿在手掌中使用的一种工具，因而也被叫做掌上的喷火枪。喷火枪为新兴户外使用产品，主要用作野外炊具。喷火枪替代炉头作用，让火焰由固定位置释放，用来点燃篝火、现烤食品尤其方便。而喷火枪的工作原理为调整燃气压强变流从枪口喷出同时将它点燃，进而产生高温柱形的火焰可以用来加热与焊接等。但以往由于石油气喷火枪不耐低温，而汽油喷灯又有在预热器中容易有积炭堵塞情况发生的问题，给清理维修工作带来较大阻碍，同时使用周期也有所减少，还有汽油喷灯的重量是比较大的，为工人也带来较大工作负荷，在使用的时候热量容易反射到灯体，使得工作人员意外伤亡几率增大等缺陷较为明显，因此寻找出一种高效安全的替代品是十分重要与必要的，本文所研制与设计的汽油喷火枪很好的解决了上述问题，因此未来在涉及到喷火枪使用方面可以考虑将此作为应用的首选方法。
参考文献
[1]范国锋.喷火灯的爆炸与防爆[J].科技资讯，2012，24：195-196.
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【关键词】：桥梁；结构设计；优化
当前我国经济飞速发展，交通建设作为经济发展的重要前提，在经济发展的同时也在不断进步。在交通建设当中，桥梁是其中最重要的节点之一，承担着巨大的交通功能，科技不断进步的同时对桥梁结构设计又有了新的要求，通过优化设计内容使桥梁在建设过程中，在降低成本的情况下，更具有安全性、稳定性。
一、当前桥梁结构设计优化的现状
在国外交通建设行业当中，以各个发达国家为代表，高速铁路交通设计时速高达250km/h，全线长约2000km，在最早的铁路交通设计中，桥梁的主要结构都是通过混凝土与钢筋结合的铸造形式。我国在桥梁结构设计的过程中，应当注重吸取国外的先进设计经验除了特殊工程之外，大部分桥梁都是采用钢筋混凝土混合铸造，建设跨度约在15～55米之间的双线混凝土简支T梁，主梁数量为5至9片。用于行人步行的高架桥在我国桥梁设计当中也占据了很大的比例，高架桥的设计结构为钢筋混凝土柱式钢架桥，桥梁跨度约在8～19米。而对于高速公路桥梁设计而言，在吸取国外高速公路桥梁设计经验之后，大部分设计结构都是采用简支箱梁与混凝土连续箱梁，通过大型的架桥机进行施工。当前我国桥梁建设技术正在不断进步，除了特殊桥梁建造之外，大部分桥梁都是通过连续梁桥、简支梁桥与混凝土钢架桥为主要结构形式，具有变形小、噪声小、稳定性强、维护简单等优点，并且可以保证交通运输行业可以安全稳定的运营。
二、桥梁上部的结构稳定性设计
安全是桥梁设计当中最需要考虑的问题，只要保证了桥梁设计的稳定性才能保证桥梁投入使用之后的安全运营。在桥梁设计的过程中，由于桥梁搭设的钢管支架与脚手架支架之间的受力性能存在一定的差别，所以我国在相关的桥梁设计规章制度当中规定取模板支架立杆计算长度应当为10=h+2a。而国外发达国家对于构架标准的数值更加严格，所以，当前我国桥梁设计的稳定性依然存在一定的问题。在参照发达国家标准桥梁设计参数之后，需要使用几何不可变的杆系结构来代替钢管支架体系。首先，水平支撑的设置应当在纵横方向的基础之上，将每一根立杆底部安装底座，并且将一个纵横向扫地杆设置在立柱底面上约160毫米的地方，防止由于缺乏扫地杆，导致底立柱的长度系数计算为2%，破坏了桥梁设计的稳定性。支架立杆的垂直度是桥梁结构设计当中最需要保证的项目，偏差系数大概为两米高度偏差15毫米以内。在桥梁设计的初期，应当首先将几何不可变杆系结构作为桥梁支架设计的主要体系，在纵横方向每跨设定一个斜撑，保证纵横向的斜撑占总区格一半以上，提高桥梁的稳定性与载重性。在设计立杆接长总体结构时，应当采用接口件连接的方法，将两根相邻的立杆结构设置在不同步之中，同步内每个立杆周围的两个相连接头在高度方向应当错开大约500毫米左右，各主节点应当与接头保持三分之一的步距，保证结构模板支架的稳定性与安全性。在桥梁设计的过程中，可以安全相关国家规定桥梁设计标准，将一道纵向剪刀撑设置在模板支架与中间四排支架立杆中间，通过在结构当中连续设置来增加支架的牢固性与稳定性。
三、桥梁上部结构设计重点
（一）混凝土桥梁上部稳定性
在相关的相关桥梁设计文件当中规定，桥梁结构的设计需要保证桥梁拥有百年的使用寿命。所以，桥梁设计结构当中，稳定性是最为关键的设计重点之一。首先，在选择混凝土品种时，应当注重选择高质量的混凝土作为基本的建筑材料。严格遵循相关文件中规定的混凝土配合比例数据，避免过多添加，在建造过程中，加强混凝土预埋部位的防腐工作，在完成之后为了防止碱骨料反应，需要定期对混凝土进行活碱性实验，严格掌控混凝土的养护、拆入模时间以及温度指标，避免由于建筑伤害导致混凝土结构不稳定。同时，加大桥梁钢筋保护层的厚度，以免由于钢筋侵蚀导致桥梁使用年限减少。
（二）桥梁上部位的架设
大型起重机大阶段一次起吊作为桥梁上部位建设的重要方法，需要将架设阶段分为五个，大部分采用单吊架设的方式，其余小部分使用两段对调。中间梁为最大的阶段，需要在预拼场预拼装之后再通过大阶段运输到施工现场进行施工，通过引进国外先进的安装前牵引装置来调整架设位置。通过桥梁导入设置，将桥梁进行横向或纵向调整，再通过千斤顶进行安装。在施工过程中使用扒杆吊车可以将被分解的零件吊入梁内，再进行旋转固定。当桥梁上部结构架设完成之后再安装抑振装置，可以通过心智钢板将面板的裂口处进行修复。由于抑振装置在施工过程中想要移动到规定位置存在一定的困难，所以要在施工过程中留下移动位置，并且保证移动过程中的精确尺寸度。
（三）桥梁抗震性设计
在对桥梁结构进行抗震设计的过程中，需要通过震度，根据地震相应来对桥梁结构的动力进行分析。桥梁的抗震性能需要根据所在地区地震发生的强度以及频率来进行设计。在实际建设的过程中，由于桥梁设计没有罗国良，导致没有出现梁端垂直错位的情况，从而造成抢修工作存在一定的困难，所以在设计的过程中，为了防止垂直错位现象，需要通过限位支撑结构的方法来进行施工，并在桥梁设计的主要结构安装抑振装置。
结束语：
桥梁工程建设是我国交通行业的重要项目，而桥梁工程建设当中最关键的部分是桥梁上部结构设计，采用科学合理的方法，设计出安全、稳定、经济、美观等多种优点的桥梁。在设计的过程中，设计人员应当根据实际的施工情况，通过不断的进步与改良，再将设计方案进行对比分析，选择出最适合当地桥梁建设的设计方法，从而设计出高质量的桥梁工程。
参考文献
[1] 闫磊，焦晓，田春艳等.桥梁上部结构设计探究[J].城市建设理论研究.2015（10）
[2] 李义兵.铁路客运专线桥梁上部结构设计研究[J].铁道标准设计.2012（11）
[3] 金中凡，董涛，陶畅等.雁荡山特大桥主桥上部结构设计与计算[J].桥梁建设.2013（2）
篇10
Abstract： The cost control of construction project is always the topic and the key study object of developer. The article discusses the impact of the optimized design on investment control， and proposes several suggestions on doing well the optimization design to control project investment based on the operational difficulties in optimization design.
关键词： 设计；优化；影响；方案；投资；建设；控制
Key words： design；optimization；impact；programs；investment；construction；control
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）07-0091-02
1 优化设计对建设投资的影响
1.1 设计方案直接影响投资 工程建设过程包括项目决策、项目设计和项目实施三大阶段。进行投资控制的关键在于决策和设计阶段，而在项目作出投资决策后，其关键就在于设计。据研究分析，设计费一般只相当于建设工程全寿命费用的1%以下，但正是这少于1%的费用对投资的影响却高达75%以上，单项工程设计中，其建筑和结构方案的选择及建筑材料的选用对投资又有较大影响，如建筑方案中的平面布置为内廊式还是外廊式、进深与开间的确定、立面形式的选择、层高与层数的确定、基础类型选用、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程造价5%～10%，甚至可达10%～20%，如某无线电厂的多层框架结构厂房（4层），设计单位按常规设计为独立基础，由于多层厂房荷载较大，致使独立基础的单体尺寸较大，埋深较深（-3.2m），事后经其他设计人员分析如采用柱下条基，可节约大量的砼，并可降低埋深减少土方开挖，相比可节约投资20多万元；某两幢功能、结构、面积、基础形式均相近的综合楼，其中一幢因考虑立面效果设置了多处装饰柱及装饰线条，致使该部分费用相差10多万元，真可谓是笔下一条线，投资花万千扰。
1.2 设计质量间接影响投资 据统计，在工程质量事故的众多原因中，设计责任多数占40.1%，居第一位。不少建筑产品由于缺乏优化设计，而出现功能设置不合理，影响正常使用；有的设计图纸质量差，专业设计之间相互矛盾，造成施工返工、停工的现象，有的造成质量缺陷和安全隐患，给国家和人民带来巨大损失，造成投资的极大消费。震惊全国的宁波大桥事故就是这方面的典型例证。
1.3 设计方案影响经常性费用 优化设计不仅影响项目建设的一次性投资，而且还影响使用阶段的经常性费用，如暖通、照明的能源消耗、清洁、保养、维修费等，一次性投资与经常性费用有一定的反比关系，但通过优化设计可努力寻求这两者的最佳结合，使项目建设的全寿命费用最低。
2 具体措施及案例分析
设计工作绝不仅仅是设计院单方面的工作，而应该是一项建设单位充分主导、全面参与的专业活动。长期以来，公司各级领导及工程建设管理人员都非常重视设计、特别是设计优化在项目成本控制中的作用，现从设计优化的主要抓手、重点技术路径与制度保障等三个方面，将我司的一些经验或做法交流如下：
2.1 推行建筑方案与经济方案相结合的设计招标，择优选择设计单位 充分发挥各设计单位各自专业所长，积极推行建筑方案与经济方案相结合的设计招标方法，从建筑规模、功能配置、设计参数、技术经济指标等多方面权衡，追求适合自身的、选择技术与经济性价比较佳或较合理设计方案，而非设计费用最低的设计院中标。特是针对合几家设计单位方案中的亮点，进行思路融合，集众家之长，积极为我所用。
2.2 在专业招投标阶段，引入技术创新竞争模式 常规的公开招标程序，基本上是按照既有的设计进行报价，一般不考虑设计优化的因素，而引入设计优化、技术创新的竞争模式，则彻底一改投标单位拼工料机成本的较低水平的传统竞争模式。
案例1：在经济实用房项目的消防、喷淋、火灾报警等专业分包议标比选中，公司首次要求投标单位对技术方案进行设计优化。一家专业施工企业优化后的图纸、方案，使其竞争性总价从1293万元降到了884万元，节省造价达400万元，最终，经相关专业设计院和消防咨询单位论证通过。
2.3 优化的重点技术路径——结构优化设计 建筑物主体结构的建造成本，要占到建筑直接建造成本的50%以上。对于同一个建筑设计方案，结构设计方案往往不是唯一的，不同的结构方案会使工程造价和工程质量产生很大的差别。通过结构优化设计来降低工程造价是控制工程投资的一个重点途径，而正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键。不能片面强调节约投资，而降低技术和质量标准，又要反对重技术、轻经济，设计保守浪费的现象。所以，选择性价比合理的结构方案便显得尤为重要。
公司摸索出一套预算专业提前介入到结构设计的方案阶段，为结构设计提供必要的经济分析的做法，改变以前设计过程中不算帐，设计完了预算见分晓的现象，通过对结构设计质量和经济指标进行全过程的控制，实现了结构设计产品技术质量与经济的统一。
案例2：适当增加补充勘察工作量，改钻孔灌注桩为预应力管桩。F16地块87#厂房，因场地深部可选择的桩基持力层层顶埋深变化大，原设计采用钻孔灌注桩，经过对勘察报告的讨论、研究，认为采用预应力管桩在技术上可行、而且造价会降低很多。如果进行补充勘察，增加适当的勘察工作量，可以进一步掌握深部可供选择的桩基持力层埋深，为选择不同地段的桩长确定提供工程地质资料。本项目经过补充勘察，不同地段选择了不同长度的预应力管桩，桩基承台相应减小，基础成本大幅降低，工期得到缩短，经过桩基检测，完全达到设计要求。
2.4 设计优化的制度保障体系——专业技术岗位负责制、评审制、后评估制 为了保证在建设项目的各个段都（规划、方案设计、扩初设计、施工图设计）都尽可能进行严格的设计控制与优化。
2.4.1 专业技术岗位负责制，设计优化全员参与 公司充分发挥整合后的人力资源优势，设置了规划、土建、结构、给排水、电、消防、暖通等门类齐全专业管理岗位，实行工业厂房全寿命周期专业岗位对口负责制（从规划设计、建设施工、交付使用、一直到报废前的资产管理），有效调度发挥各个专业人员专业特长。
案例3：在A3-1大型仓库项目建设中，①我们的给排水专业工程师提出，根据现代新型泵的技术特点，可以将6台大型的消防泵、喷淋泵交叉使用，互为备用，按照这一设计理念，可以减少三台泵的采购，仅直接设备费用就节约数十万元；②高架平台结构放坡改成建筑放坡，在便于施工提高工效的同时，节约成本约15万元；③钢结构檩条槽钢根据专业工程师的建议改成Z型钢，减轻了结构自重，节约成本约200万元。
2.4.2 设计评审制——设计过程，全程层层把关 按照公司颁布的《工程建设管理办法》的规定，在建设项目的各个阶段都（规划、方案设计、扩初设计、施工图设计）严格执行设计评审制度，不放过任何一个进行设计优化的可能性。
案例4：公司目前新建造的所有厂房仓库，基本上都采取“定制营销”模式，与此相适应的，就是定制设计模式，而不是按照设计标准进行设计。在这一点上，如何有效了解、把握、领会客户的核心的真正的功能性需求，并通过最合理技术经济方案去实现就显得特别重要。
3 结束语
房地产成本控制是项目管理的核心工作之一，而设计阶段具备项目成本的最大可控性与最大决定权，是成本控制的关键所在。如果说主体设计还主要是设计院的事情，那么设计优化则是建设单位义不容辞的重要职责。必须从组织管理、协调控制、制度保障等诸多方面，从全员、全过程、全要素的角度去系统缜密地推进设计优化工作，确保通过设计优化，达到项目技术经济具佳、成本有效控制、项目全寿命周期跨度内总成本最低的目标。
参考文献：
[1]庞玉茹.房地产开发项目的成本控制[J].中国新技术新产品，2010，（13）.
