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摘要：近年来，建筑设计市场的竞争不断加大，设计企业为了能够在这样激烈的竞争下依然稳步的发展，就要不断的进行技术革新，在现代化的房屋结构设计当中，即要注重结构安全性，同时还需要注重建筑美观性和功能性，还要考虑业主的经济成本，所以，结构设计之中优化方案细致的分析尤其重要。本文从房屋建筑结构设计优化分析出发，阐述了房屋建筑结构设计的重要性，针对房屋建筑结构设计中优化方法的应用进行详细探析。
关键词：建筑结构；优化方法；房屋结构；设计应用
中图分类号：TU3文献标识码： A
随着我国社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，对于自身的生活和居住环境也提出了更高的要求。在建筑建设时投入较大的部分是建筑结构方面的资金投入，为了减少这部分的投入需要不断的优化结构设计，在确保建筑质量安全的基础上，结构设计做到技术先进，经济合理，从而推动了建筑结构设计优化技术的发展，不仅可以使得房屋建筑的设计效果更佳，而且能够取得最大的经济效益，具有十分重要的现实意义。
一、房屋建筑结构设计优化分析
房屋的结构设计，专业性较强，并且还有极强的系统化和理论化的特征。一般而言设计人员在进行房屋结构设计之时，采用结构设计软件进行分析如PKPM,其模型结果按规范要求，要满足周期比、位移比、刚度比等多项技术指标。同时又要满足建筑的使用功能要求，配合建筑以实现整个房屋建筑设计的美观性和整体性，保证各个细节的搭配合理、房屋的设计形式协调大气，能够给人以美的享受。即满足了建筑功能与美观的要求，又满足结构安全合理性，同时又要节省投资成本，基于以上因素，对于结构设计人员而言，需要从众多的设计方案当中选取最为科学、最为合适的优化设计方案，尤其重要。
房屋建筑的结构设计优化理论，主要的优化对象是房屋建筑的设计结构和设计的模式理念等，鼓励技术人员采用先进的设计工艺、科学的设计观念，保证最佳的设计效果。在保障了整体建筑结构稳定的前提基础之上，设计工作人员需要力求设计方案创新、大膽，设计思想超前，敢于在实践当中渗入的探索和改良，对基本的房屋结构设计优化方案进行不断的分析，结合其他工作人员的意见，不断的寻求设计上的突破。
二、房屋建筑结构设计的重要性
对于现代化的房屋建筑，结构设计优化重要性不言而喻。现代化的建筑项目讲究的是整体效益和综合效益，如何在建筑结构设计当中尽可能的节省开支、减少材料损耗，在确保了美观耐用、扎实稳定的基础上，全面满足不同层次、不同类型客户的功能需求，将是所有建筑企业所共同追求的。与传统的建筑结构设计方案和理念不同的是，现代化的建筑结构设计可以使得房屋建设成本进一步降低，对现有的材料进行充分利用，对布局形式和平面设计进行优化，并且对房屋内部各个不同的组成单元、组成部分进行巧妙的设计和重新组合，可以使得各个独立的部分各自之间紧密的衔接起来，发挥出共同的作用。同时，在对局部结构设计进行优化的同时，还可以使得建筑的安全性达到全新的标准。所以，房屋结构设计优化对于现代化的建筑企业来讲，必不可少、势在必行[1]。
三、房屋建筑结构设计中优化方法的应用
1、工程概况
杭州余杭万佳居装饰家居市场，该项目位于杭州余杭，西侧为禹航路，北侧为通北路。规划用地性质为商业用地。根据规划及业主要求，地块内规划设计内容为商城三层、北边2#楼为办公楼、南边1#楼为公寓式酒店。总用地面积为：11097㎡，设计建筑面积为：41025.2㎡（含地下建筑面积），容积率：2.5。人防工程设于地下二层，平战结合，平时为小型机动车辆停放处，战时为甲类核六级二等人员掩蔽所。
该项目采用框架剪力墙结构形式。在结合实际需求和现场情况进行综合分析后，对结构进行优化设计，对传统结构设计的模式进行改进和创新，以计算机为辅助手段，对每一个结构设计细节进行优化设计，在保证安全的前提下，节省成本投入，实现经济成本的最大节约。
2、桩基础优化设计。
依据业主提供的地质勘察报告，结合本项目实际情况，桩基础采用钻孔灌注，桩径700mm,分抗拔桩、承压桩二种，为节约桩基成本，在建筑方案阶段，我院预估柱下荷载，结合地质报告，建议业主提前进行桩基静荷载试验，以确定最终抗拔桩、承压桩承载力特征值。
因此项目地下二层，地下室埋深较深，且地下水丰富，局部建筑为三层，需要设置相应抗拔桩，在结构设计过程中，在计算抗拔桩承载力时，首先按土层参数确定抗拔桩承载力特征值，然后依据此特征值计算抗拔桩钢筋数量，满足自身承载力要求，以达到最经济效果，通过最后静载试验数据可知，抗拔桩承载力满足要求。通过提前过行桩基静荷载试验，即不影响后期施工工期，又节约了桩基数量，节约成本，取得了很好的经济效果。
3、地下室底板及地下室各层梁板的优化设计。
木工程地下二层，地下室底板采用无梁楼盖结构形式，计算分板采用SLABCAD有限元分析计算。地下室底板板顶标高－8.750m,地下室底板水浮力控制为主。无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系，楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。无梁楼盖的特点是板厚比较厚，楼盖比较重，有利于提高结构的抗浮能力，在施工方面，采用无梁楼盖结构形式有省砖模、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便等优点，从而大大提高了施工速度。因此，无梁楼盖在地下室底板的应用越来越广泛了，经济效益明显。
本工程人防工程设于地下二层，地下一层楼板设计本无特殊性，板厚度取人防要求的最低厚度满足要求即可，但地下二层在平时为小型机动车辆停放处，局部考虑立体停车位，为满足立体停车位净高要求，在立体停车位处楼板做厚，不设置次梁。地下一层业主对净高要求较高，做普通梁板式结构不能满足业主要求，按《建筑抗震设计规范》第6.1.14条之规定，地下室在上部结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，因此在设计过程中，地下室顶板采用预应力混凝土梁板式结构比较经济合理，主梁高度控制在450mm左右，预应力楼板厚度250mm.为了满足建筑功能的要求，为了不大福增加造价，合理的结构优化设计更加重要。
3、上部结构计算优化
因建筑物超长，伸缩缝的设置显得更加重要，利用伸缩缝将高层与多层分开，对结构而言更加经济合理，同时伸缩缝应满足抗震缝要求。多层结构形式采用框架结构，抗震等级四级，高层采用框架剪力墙结构，高层框架（含地下室）抗震等级三级，剪力墙抗震等级三级。在进行结构设计时，将剪力墙进行合理布置，结构两主轴方向均应布置剪力墙，让剪力墙质量保持均匀，尽量避免短肢剪力墙，剪力墙太少则结构不安全，太多则结构刚度过大，加大了地震作用效应，而且也不经济，通过调整剪力墙布置，使总框架承受的最大层剪力在0.2V0~0.4V0(V0为结构底部总剪力)，结构自振周期在0.08~0.12N。使得周期比，位移比等均满足规范要求。
4，结构细部的优化
结构细部在整个工程中也尤为重要，包括墙体材料选择、细部节点、与各专业配合等等。本工程墙体材料选择砂加气混凝土砌块，专用砂浆砌筑,即减轻结构自重，又可降低梁柱配筋率，减少桩基数量，同时砂加气混凝土砌块保温性能良好。钢筋均采用三级钢，钢筋强度高，降低配筋率的同时又不增加造价。结构节点详图，在非受力构件中，满足构造要求即可。
结束语
综上所述，在我国建筑行业飞速发展的带动下，人们对于建筑工程提出了更高的要求，也使得结构设计优化技术在建筑工程领域发挥着日益重要的作。中国科学院院士程耿东这样谈论设计优化：“在建筑领域应用优化设计，不仅可行而且十分符合节约能源，保护环境的可持续发展观。结构优化设计作为一种基于计算机的快速自动设计过程，可以在满足规范等约束条件下得优化的设计方案，降低成本造价，提高结构性能，增大使用空间，缩短施工工期，是设计者追求的终极目标，在建筑领域应用和推广结构优化设计更有着不同寻常的意义，对设计单位、开发商、百姓都是好消息，它是惠及百姓的环保设计理念，具有前瞻性，会带来多赢”。程耿东院士的话道出了结构优化设计工作的内在涵义，让我们共勉之。
参考文献
[1] 郎金宇.结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用[J].江西建材,2014（05）:27. [2]
[2] 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
[3] 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
关键词：建筑结构；优化方法；房屋结构；设计应用
中图分类号：TU3文献标识码： A
随着我国社会经济的发展，人们的生活水平不断提高，对于自身的生活和居住环境也提出了更高的要求。在建筑建设时投入较大的部分是建筑结构方面的资金投入，为了减少这部分的投入需要不断的优化结构设计，在确保建筑质量安全的基础上，结构设计做到技术先进，经济合理，从而推动了建筑结构设计优化技术的发展，不仅可以使得房屋建筑的设计效果更佳，而且能够取得最大的经济效益，具有十分重要的现实意义。
一、房屋建筑结构设计优化分析
房屋的结构设计，专业性较强，并且还有极强的系统化和理论化的特征。一般而言设计人员在进行房屋结构设计之时，采用结构设计软件进行分析如PKPM,其模型结果按规范要求，要满足周期比、位移比、刚度比等多项技术指标。同时又要满足建筑的使用功能要求，配合建筑以实现整个房屋建筑设计的美观性和整体性，保证各个细节的搭配合理、房屋的设计形式协调大气，能够给人以美的享受。即满足了建筑功能与美观的要求，又满足结构安全合理性，同时又要节省投资成本，基于以上因素，对于结构设计人员而言，需要从众多的设计方案当中选取最为科学、最为合适的优化设计方案，尤其重要。
房屋建筑的结构设计优化理论，主要的优化对象是房屋建筑的设计结构和设计的模式理念等，鼓励技术人员采用先进的设计工艺、科学的设计观念，保证最佳的设计效果。在保障了整体建筑结构稳定的前提基础之上，设计工作人员需要力求设计方案创新、大膽，设计思想超前，敢于在实践当中渗入的探索和改良，对基本的房屋结构设计优化方案进行不断的分析，结合其他工作人员的意见，不断的寻求设计上的突破。
二、房屋建筑结构设计的重要性
对于现代化的房屋建筑，结构设计优化重要性不言而喻。现代化的建筑项目讲究的是整体效益和综合效益，如何在建筑结构设计当中尽可能的节省开支、减少材料损耗，在确保了美观耐用、扎实稳定的基础上，全面满足不同层次、不同类型客户的功能需求，将是所有建筑企业所共同追求的。与传统的建筑结构设计方案和理念不同的是，现代化的建筑结构设计可以使得房屋建设成本进一步降低，对现有的材料进行充分利用，对布局形式和平面设计进行优化，并且对房屋内部各个不同的组成单元、组成部分进行巧妙的设计和重新组合，可以使得各个独立的部分各自之间紧密的衔接起来，发挥出共同的作用。同时，在对局部结构设计进行优化的同时，还可以使得建筑的安全性达到全新的标准。所以，房屋结构设计优化对于现代化的建筑企业来讲，必不可少、势在必行[1]。
三、房屋建筑结构设计中优化方法的应用
1、工程概况
杭州余杭万佳居装饰家居市场，该项目位于杭州余杭，西侧为禹航路，北侧为通北路。规划用地性质为商业用地。根据规划及业主要求，地块内规划设计内容为商城三层、北边2#楼为办公楼、南边1#楼为公寓式酒店。总用地面积为：11097㎡，设计建筑面积为：41025.2㎡（含地下建筑面积），容积率：2.5。人防工程设于地下二层，平战结合，平时为小型机动车辆停放处，战时为甲类核六级二等人员掩蔽所。
该项目采用框架剪力墙结构形式。在结合实际需求和现场情况进行综合分析后，对结构进行优化设计，对传统结构设计的模式进行改进和创新，以计算机为辅助手段，对每一个结构设计细节进行优化设计，在保证安全的前提下，节省成本投入，实现经济成本的最大节约。
2、桩基础优化设计。
依据业主提供的地质勘察报告，结合本项目实际情况，桩基础采用钻孔灌注，桩径700mm,分抗拔桩、承压桩二种，为节约桩基成本，在建筑方案阶段，我院预估柱下荷载，结合地质报告，建议业主提前进行桩基静荷载试验，以确定最终抗拔桩、承压桩承载力特征值。
因此项目地下二层，地下室埋深较深，且地下水丰富，局部建筑为三层，需要设置相应抗拔桩，在结构设计过程中，在计算抗拔桩承载力时，首先按土层参数确定抗拔桩承载力特征值，然后依据此特征值计算抗拔桩钢筋数量，满足自身承载力要求，以达到最经济效果，通过最后静载试验数据可知，抗拔桩承载力满足要求。通过提前过行桩基静荷载试验，即不影响后期施工工期，又节约了桩基数量，节约成本，取得了很好的经济效果。
3、地下室底板及地下室各层梁板的优化设计。
木工程地下二层，地下室底板采用无梁楼盖结构形式，计算分板采用SLABCAD有限元分析计算。地下室底板板顶标高－8.750m,地下室底板水浮力控制为主。无梁楼盖是由楼板、柱和柱帽组成的板柱结构体系，楼面荷载直接由板传给柱及柱下基础。无梁楼盖的特点是板厚比较厚，楼盖比较重，有利于提高结构的抗浮能力，在施工方面，采用无梁楼盖结构形式有省砖模、楼面钢筋绑扎方便，设备安装方便等优点，从而大大提高了施工速度。因此，无梁楼盖在地下室底板的应用越来越广泛了，经济效益明显。
本工程人防工程设于地下二层，地下一层楼板设计本无特殊性，板厚度取人防要求的最低厚度满足要求即可，但地下二层在平时为小型机动车辆停放处，局部考虑立体停车位，为满足立体停车位净高要求，在立体停车位处楼板做厚，不设置次梁。地下一层业主对净高要求较高，做普通梁板式结构不能满足业主要求，按《建筑抗震设计规范》第6.1.14条之规定，地下室在上部结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构，因此在设计过程中，地下室顶板采用预应力混凝土梁板式结构比较经济合理，主梁高度控制在450mm左右，预应力楼板厚度250mm.为了满足建筑功能的要求，为了不大福增加造价，合理的结构优化设计更加重要。
3、上部结构计算优化
因建筑物超长，伸缩缝的设置显得更加重要，利用伸缩缝将高层与多层分开，对结构而言更加经济合理，同时伸缩缝应满足抗震缝要求。多层结构形式采用框架结构，抗震等级四级，高层采用框架剪力墙结构，高层框架（含地下室）抗震等级三级，剪力墙抗震等级三级。在进行结构设计时，将剪力墙进行合理布置，结构两主轴方向均应布置剪力墙，让剪力墙质量保持均匀，尽量避免短肢剪力墙，剪力墙太少则结构不安全，太多则结构刚度过大，加大了地震作用效应，而且也不经济，通过调整剪力墙布置，使总框架承受的最大层剪力在0.2V0~0.4V0(V0为结构底部总剪力)，结构自振周期在0.08~0.12N。使得周期比，位移比等均满足规范要求。
4，结构细部的优化
结构细部在整个工程中也尤为重要，包括墙体材料选择、细部节点、与各专业配合等等。本工程墙体材料选择砂加气混凝土砌块，专用砂浆砌筑,即减轻结构自重，又可降低梁柱配筋率，减少桩基数量，同时砂加气混凝土砌块保温性能良好。钢筋均采用三级钢，钢筋强度高，降低配筋率的同时又不增加造价。结构节点详图，在非受力构件中，满足构造要求即可。
结束语
综上所述，在我国建筑行业飞速发展的带动下，人们对于建筑工程提出了更高的要求，也使得结构设计优化技术在建筑工程领域发挥着日益重要的作。中国科学院院士程耿东这样谈论设计优化：“在建筑领域应用优化设计，不仅可行而且十分符合节约能源，保护环境的可持续发展观。结构优化设计作为一种基于计算机的快速自动设计过程，可以在满足规范等约束条件下得优化的设计方案，降低成本造价，提高结构性能，增大使用空间，缩短施工工期，是设计者追求的终极目标，在建筑领域应用和推广结构优化设计更有着不同寻常的意义，对设计单位、开发商、百姓都是好消息，它是惠及百姓的环保设计理念，具有前瞻性，会带来多赢”。程耿东院士的话道出了结构优化设计工作的内在涵义，让我们共勉之。
参考文献
[1] 郎金宇.结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用[J].江西建材,2014（05）:27. [2]
[2] 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
[3] 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）