刘 巍
中天环宇建筑设计有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230011
[摘 要]：建筑结构设计优化是利用过硬的技术和经验，以价值工程为评价工具，从成本与效益两个方面出发，对其组成要素进行分析对比，对成本进行合理取舍或再分配，实现安全、品质与经济性的统一，低成本与高成本的统一。其本质是成本控制，是不以牺牲效益为代价的控制，是降本与增效的统一。本文从建筑结构优化的意义与必要性、建筑优化的时机选择以及建筑优化的方法等三方面进行阐述。
[关键词]：优化意义、时机选择、优化方法
1建筑结构优化的意义与必要性
建筑结构设计成本占项目开发总投资的比例很小（不足1%），但其影响不可小觑，蝴蝶效应极其明显，建筑结构优化设计对成本控制起到四两拨千斤的作用。在实现建筑功能的道路上，结构优化设计水平的高低对项目成本控制的影响很大，高超的设计水准可以有效降低5%~10%的工程投资，降低幅度甚至可以高达10%~30%。
1.1 建筑结构优化的社会意义
人类一旦从事建筑活动，就避免不了对土地、对矿山、对森林、对水资源等种种的再生及不可再生资源的利用。除此之外，在生产这些资源的同时也会消耗了大量的能源，更进一步加深对人类赖以生存的环境的利用。从这一角度可知，花大力气去控制建设成本、提高材料的重复利用率本身就是在保护环境、保护我们人类的青山绿水，造福下一代。这一点也是契合新时代中国特色社会主义思想，具体要求就是在建设领域走节能、环保的可持续发展之路。
我们倡导优化设计，就是要节能、节材、节地，省的不仅仅是开发企业的钱，也是全社会的资源。
1.2 建筑结构优化对设计行业的意义
房地产行业发展至今，已告别了黄金岁月，当前的大环境已经从土地与资金为王道的粗放型发展向以技术、人才为主的精细化转变，暴力粗糙的时代一去不复返，房地产必须向以技术及人才为主的精细化管理要效益。房地产企业的核心竞争力最直观的表现就是对成本控制的精细程度。对设计行业，尤其是设计阶段的成本把控变得更加重要。疲软的销售市场以及不断攀升的土地与建安成本，利润空间进一步被压缩，建筑结构设计优化的优劣直接关系到建安成本的高低。如何在竞争激烈的市场环境中，寻求在不影响建筑产品的功能与品质的前提下，实现效益的最大化，与建筑行业的每一位设计人员都息息相关，是每一位建筑行业从业者的奋斗目标。如何在“建筑设计优化”这一股浪潮中脱颖而出，不被历史所淘汰，需要建筑设计人员改变过往陈旧的设计思路，最大程度利用过硬的技术和成功经验。设计行业的改革迫在眉睫，过去吃老本的思想要彻底革新，大胆创新，积极探索出一条适应时代发展的道路，只有在这样的前提下再谈企业的发展就变得有意义。
结构、设备成本是隐蔽不外露的成本，不能给客户带来视觉冲击的支出成本，但又是设计企业不得不重点关注的，设计优化节省的工程造价就是项目的新增利润。设计企业需要以更严谨、更科学、更精细的态度来对待设计行业，只有这样才能立于不败之地。
2建筑结构优化的时机选择
一个房地产开发项目的过程中，各个阶段与环节，都存在成本控制的课题，但不同的阶段的成本控制，其效益与效果截然不同。
规划设计环节的成本控制具有四两拨千斤的地位和作用：在规划设计阶段进行成本控制可以最大限度地减少事后修改带来的成本增加。
查阅资料研究表明，一般在前期产品市场定位阶段，若此时介入成本控制，效果高达80%~90%甚至更高，同时阻力最小，代价最低；在中期方案设计阶段，通过对设计方案的技术经济性比较，成本控制效果可达75%~80%，同时阻力很小，所需代价较低；在后期的深化设计及施工图设计阶段，通过对技术标准、技术方案、技术措施等的优化比选，成本控制效果仅15%~20%，而且遇到的阻力与所需的代价均较大。因此，成本控制越早越好，重点在事前控制。
3建筑结构优化方法
建筑结构优化有三个层次，第一个层次是构件层面的优化，目前普遍使用混凝土含量与钢筋含量来评判其效果，是比较容易量化的，此层面的优化量级一般是几万、几十万的造价，是微观层次的优化；第二个层次的优化是岩土、结构整体层面的优化，是地基基础与主体结构方案与体系层次的优化，是宏光层面的优化，评价指标不单单是钢筋混凝土含量，可能还会涉及模板、土方、防水、基坑支护、降水以及人工、机械等方面，甚至地基基础形式的改变，获益不仅仅是经济层面，还有结构性能的改进、工期的缩短、施工的便利等，优化量级在几十万、几百万之间；第三个层次是综合建筑方案对结构设计、工程施工、成本与营销的影响而对建筑结构总体方案进行的优化，是从建筑专业入手，通过结构专业来实现，有利于降本增效、又方便施工的设计优化，这是宇观层次的优化，其评价指标已远非结构专业本身，还有适用、舒适、美观等建筑功能，以及建筑品质的提高。
3.1建筑结构总体方案的优化
建筑方案对结构成本影响巨大，建筑方案一经确定，即已决定了结构成本的60%~70%，另外的30%~40%通过结构方案的优化和构件层面的精细化设计来实现。好的建筑方案对于结构设计来说是先天性优势，既没有结构安全问题的风险点，也没有技术上的难点，结构得心应手，能够轻松实现结构设计限额指标。糟糕的建筑方案对于结构设计来说就是先天性不足，结构实现起来就很困难，更不要说经济性了。
优秀的建筑设计方案，一定是充分考虑结构的可行性、合理性与经济性的方案，是建筑与结构两个专业共同推敲的结果。两个专业整合在一起，往往能发挥1+1﹥2的效果。因此，方案创作绝不仅是建筑师的事，结构工程师的参与也是必要的，也是有价值的。
成本控制是建筑全寿命周期的永久课题，必须是全过程的，重点关注方案、扩初阶段。重在初期控制、过程监督落实，这正是建筑结构总体方案优化设计的意义。
建筑方案的角度，可以考虑建筑总平面图及竖向设计的优化、地下空间综合利用问题的优化、建筑平面设计优化、建筑体型及立面设计的优化、层高的控制与设计优化、房屋总高的控制与设计优化；结构方案的角度，可以考虑建筑高宽比的控制与设计优化、结构转换的规避与设计优化、结构超限的规避与设计优化、跨度及墙柱间距的设计优化。
3.2岩土、结构方案对成本的影响
一旦建筑方案确定，结构成本即已确定了60%~70%，另外岩土结构方案优化和结构精细化设计占30%~40%，而其中，岩土结构方案的占比又在70%以上。因此岩土结构方案的优化是优化的重点。
岩土与基础的角度，可以考虑基坑支护及边坡挡墙结构设计优化、地基基础选型的技术经济比较、地基处理方案的技术经济比较与优化、桩基方案的技术经济比较与优化、桩基础的静载试验的优化策略。主体结构的角度，可以考虑结构抗浮设计优化、基础底板设计优化、主体结构体系的选型与设计优化、结构平面布置的设计优化。
4总结
1. 建筑结构设计优化不仅对房地产企业及设计行业水平提高有意义，还具有重大的社会意义。
2. 建筑结构优化的本质在于成本控制，重点在事前控制，越早控制越好。
3. 建筑结构优化具有三个层次，一是构件层次的优化，二是宏岩土、结构整体层面的优化，三是综合建筑方案对结构设计、工程施工、成本与营销的影响而对建筑结构总体方案进行的优化。
参考文献
[1]李文平.建筑结构优化设计方法及案例分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.
[2]李文平.地下建筑结构设计优化及案例分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2019.
个人简介：
姓名：刘 巍 出生年月：1988年1月 性别：男
籍贯：安徽太和 毕业于东南大学结构工程专业，学历：研究生，学位：工学硕士，技术职称：工程师，专业方向：土木工程。