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摘要：随着我国现代化步伐的加快，经济水平的逐步提高，人民生活水平相较以前有了极大的提高。人们对生活的要求越来越高，其中就包括住房问题。为了设计出安全、适用、经济的建筑，将建筑结构设计优化方法用在建筑结构设计中是比较有效的实现途径。基于此，本文对建筑结构设计优化方法、建筑结构设计优化的重要作用以及建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用进行了分析。
关键词：建筑物；设计优化；建筑结构设计
1 建筑结构设计优化方法的概述
建筑结构设计优化方法是指采用科学合理的设计理念，从理论和经验上对建筑结构设计进行优化，在满足房屋基本功能的基础上，综合审美学、艺术学和设计学等多种领域，展现房屋的美观，完成房屋的设计方案，使得最后设计出来的房屋能够达到最优的效果。建筑结构优化主要包含整体的优化和内部细节的优化两部分。在进行整体的优化时，不仅要考虑建筑物自身的特点，还要考虑周边环境，不但自身要有艺术美，还要与环境相协调。此外，在优化方法上，应着重考虑安全方向，让客户能够在房屋中安全长期的居住，不受房屋质量问题的困扰。现在随着房价的上涨，很多人追求房屋的经济性，所以在建筑结构设计优化时，在确保建筑物质量的基础上，尽可能的降低成本，为建筑企业和客户节省资本。最后建筑设计师在设计时，不仅要有认真负责的态度，还应当采用先进的建筑理念，用长远的眼光看问题，为建筑结构注入新型设计元素，使建筑物追随时代的发展，体现时代特色。
2 建筑结构设计优化的重要作用
2.1 建筑结构设计优化有利于控制工程造价
在确保建筑质量安全前提下深入分析设计方案，运用先进的设计观念和设计技术能够实现建筑人工的节约，建筑材料的高效使用，施工机械设备有效搭配，由此实现对工程造价的有效管理和严格控制。分析多年建筑业运行数据，结果表明经过设计优化的建筑工程造价比没有经过设计优化的建筑工程造节减1至2成。
2.2 建筑结构设计优化能够发挥好建筑综合性能
建筑结构进行设计优化除有效降低建设资金投入外能够整合建筑结构许多单元，提高建筑质量，确保建筑的使用安全，是确保建筑安全性更高、经济性更优、适用性更强的重要途径之一，通过对房屋结构优化设计，弥补原有设计方案中的不足和缺陷，提升房屋结构合理性和安全性。
3 建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的应用
3.1 建筑、结构协调优化
建筑设计应在不影响结构正常的传力前提条件下，将建筑与结构紧密结合在一起，实现真正意义上的美观与安全。建筑平面应简单、规则，避免过大的凹凸，立面上不应出现过大的悬挑和收进，结构竖向构件应连续，避免出现转换层，同一楼层标高变化不宜过大，避免形成错层。在楼、电梯间、建筑转角处等容易出现应力集中地薄弱部位，结构上需要对局部进行加强。在不影响建筑使用的前提下尽量选用轻质墙体材料。科学合理布置整体建筑结构，有效减轻自重，确保形心、刚心与质心重合。以避免出现过大的扭转力矩，让整体建筑在合理布局规划基础上施工建设。
3.2 结构优化模型的建立
在结构方案确定后，合理的简化计算模型也是决定结构优化成败的关键。
第一步，根据建筑物所在地区、地质报告、国家规范、地方规范等条件，确定符合本工程的各种结构参数；第二步，在结构软件中建立结构简化模型（即根据建筑需要布置剪力墙、柱、梁、板等构件），并将建筑中的分隔墙、装修荷载和使用过程中的荷载布置到结构模型中（注意不要无故放大荷载或者漏掉荷载）；第三步，设定特殊构件，例如：角柱、梁端铰接、连梁、转换梁等特殊构件在在软件中单独指定；第四步，结构计算；第五步，根据计算结果，调整结构模型，重新计算，直到获得理想的计算结果为止。
3.3 建筑地基结构设计优化
建筑物地基是整体结构的核心，是优化设计的关键部分，通过对地基结构最优设计才能为后续施工设计优化奠定良好基础。建筑物整体规划和使用功能各不相同，使得地基结构优化法法要因势利导，需要结合建筑特点精确测量地形数据，以建筑物稳定性为基础和前提，兼顾人文形态、成本造价和美学价值优化出最佳施工方案。在桩基础优化中桩基础分灌注桩及预制桩，灌注桩质量较难控制，操作复杂，施工时间较长，在沉降符合标准基础上最好选择预制桩施工。再则随着桩基不断深入，土壤对桩身作用及摩擦随之增大，因此尽量选取长度较大预制桩。
3.4 建筑基础的设计优化方法
建筑基础成本占土建成本的20%左右，基础设计是否合理，极大地影响工程安全、经济。所以基础设计工作是整个结构设计工作的重点、难点。通常情况下，设计基础需要根据建筑的特点以及地质报告提供的土质情况，确定基础形式。从经济角度考虑，优先考虑浅基础，当浅基础不能满足工程需要时才将基础设计成深基础。下面我们来看一个建筑基础优化实例：建筑长100米，宽30米，4层框架结构厂房，场地岩层起伏较大，设计师采用旋挖桩基础，我们审图的时候发现，该建筑有40%的柱位于中风化岩层裸露地段，另一侧中风化岩层则在十几米深的地方，岩层上方为松软土质，中间区段是岩层起伏过渡区。像这种情况，全部基础均采用旋挖桩，那么在中风化较浅的部位，旋挖桩施工因为施工困难从而拖慢施工进度、甚至无法实施施工，到那时候再反过来修改设计，必然增加工程成本，而且影响施工工期，所以原设计的全部基础均采用旋挖桩基础显然是不合适的。经过开会讨论后，决定中风化裸露地段的基础采用柱下独立基础，中风化岩层埋深十几米的地段采用旋挖桩，中间过渡区，由于地质情况不明朗，设计时，按两种基础进行设计，施工前在施工现场根据超前钻资料（由甲方在柱位处补充钻探后提供）显示的中风化岩层埋深选择基础形式，当甲方未提供超前钻资料时，在施工过渡区的基础时，施工从桩基础一侧开始向独立基础一侧推进，施工时可先按旋挖桩施工，当中风化岩层埋深满足柱下独立基础要求时，则该部位基础就做成柱下独立基础。当然，这个项目采用地基处理+柱下独立基础，或者采用人工挖孔桩来代替旋挖桩这两种设计方案也是可行的，开会时综合现场实际情况最后选定采用旋挖桩。这样优化后的基础设计跟原基础设计相比较，可以有效的节约成本和降低施工难度，确保工程安全、经济。
3.5 建筑基础拉设地梁设计优化
对于柱下独立基础、单桩基础，拉设地梁不仅可以有效的减小上部结构传递下来的弯矩、剪力，从而减小基础截面和配筋，节约成本，还可以增强建筑的抗震性能，因此这方面的设计优化是非常必要的。具体设计做法如下，根据抗震设防烈度和地梁长度及地梁承受的荷载确定地梁截面；根据抗震设防烈度、地梁两端框架柱底竖向力的大小以及地梁承受荷载，确定地梁配筋。地梁宜双向布置，与上部的框架梁、柱、墙形成一个有效的整体。
4 结束语
总而言之，建筑结构设计优化是结构设计过程中必不可少的步骤。结构设计优化并不是死抠钢筋混凝土，而是让结构设计更符合实际的客观条件和受力特性，更为合理，更加美观。所有的结构设计优化不应以牺牲安全性为条件，而应以保证结构安全为基础。在此基础之上，大胆创新，细致分析，不断精进，通过结构设计优化实现结构设计的核心价值。
参考文献：
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