时间：2023-06-30 09:27:41
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一?房屋结构设计优化的内容及其意义
当前，我国经济快速发展，人们对居住条件及生活环境要求越来越高，而对建筑房屋进行优化设计，使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人们居环境方面重要手段。房屋结构设计优化理念注重以实际为准则，根据工程建设的基本状况，以计划成本为控制为中心来进行的结构优化设计，其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学的计算，确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。房屋建筑结构优化设计意义重大，一是大大提高建筑结构经济性，房屋建筑进行结构设计优化可节省材料，有利用抗震，减少内外表面装修，提高了其受力性能，增强了建筑的经济性能。二是结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。节约用地，大量资料表明，，房屋建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右，同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化，能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分互协调，提升了建筑工程结构设计的经济性。
二?房屋结构优化设计技术应用
房屋建筑结构设计优化技术实践应用是当前建筑业非常关注的一个课题，目的在通过结构优化设计技术逐步改善房屋建筑的使用性能的基础上，提高经济性，大力降低工程成本造价。在某个建设工程项目中，结构优化设计技术主要应用于项目规程的整体设计、前期设计以及抗震设计等各个分部阶段环节，应用广泛，其发挥的效能也十分明显。
（1）房屋建筑结构在设计中应遵循结构设计规范
房屋建筑结构优化设计的目的是追求适用、安全、经济、美观以及便利施工，因此，房屋建筑结构优化设计不但要求结构设计工程师有丰富的设计经验，也同时也要要对房屋建筑结构规范的条文有较为详细的了解，在房屋建筑结构设计规范的基础上，能够把自身的结构设计方案科学的融入到整个项目工程中。对于一些大面广的工程中，某些条文规定不可避免的的偏于保守，同时，也有些条文对一些特殊、复杂工程的设计工程条文安全性不足。因此，房屋建筑结构工程师在优化设计中，应该充分利用扎实专业知识与丰富的经验，对上述问题做出科学与正确的判断，从而能够把握设计，使设计成果逐步优化，不断创新。
（2）房屋结构工程师要积极主动参前期工程规划
房屋建筑结构工程师要积极主动参前期工程规划是实施结构优化技术的重点内容。因为，在在实际施工中，房屋建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析，相关房屋建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与逐步创新，使整个建筑的优化功能能够全部体现出来。
（3）涉及到房屋结构设计的各个专业应该相互协调与合作
房屋建筑结构优化是一个复杂性的系统工程，涉及到的专业也很广，各个专业必须相互协调与配合。依据建筑学发展角度出发，现代建筑是综合性产品，包括建筑、结构以及设备等要素。因此，房屋建筑工程在工程实施中，应该大力加强分工与合作，将各个构成要素进行充分有机结合，为打造出完美的作品夯实基础。在房屋建筑工程项目设计中，最重要的环节是建筑设计与结构设计，只有将这两个环节充分结合，房屋建筑工程的实用美观大方效果才能充分体现，同时，房屋的建造结构受力更趋向合理性，大大降低了成本，简化了施工。但在建筑设计中，一些许建筑设计人员不遵循建筑的基本力学规律，过于注重设计方案创作的新奇性，导致这房屋建筑结构出现一些后遗症，因此，房屋建筑结构优化必须通过强化各个专业的合作与协调，才能够实现结构合理，成本降低。
（4）房屋结构优化设计要将概念设计结合细部结构进行设计优化
概念设计即是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法，是通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。但是概念设计应用于没有具体数值量化的状况时，计算式不可避免与实际出现较大的差异，譬如在地震设防烈度就没与不确定性，计算式与实际差别较大，因此，房屋建筑结构在优化设计中，通过采用概念设计的方法，将数值作为辅助和参考的依据，同时设计人员在设计过程中还需灵活运用结构设计优化的方法。在整个设计过程中贯穿一种抗震设防的思想且以概念设计作为重点指导设计。同时在设计的过程中，注重优化细部的结构设计，譬如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。在选择钢筋型号时，充分考虑其极限抗拉力等。
（5）房屋结构优化设计要充分考虑下部地基基础结构设计
地基基础是建筑结构设计的重要组成部分之一，地基基础虽然埋置在地下，属于隐蔽工程，但其重要性不言而喻，建筑物的高度与安全性等受地基基础影响很大。因此，房屋建筑结构中的地基基础的结构设计优化必须选择合适的方案，譬如属于桩基础，就要依据现场地质条件，综合其他现场场地的条件因素进行基础选型及埋深等设计，选择桩基类型，最大程度的节省造价。
三?结语
总之，房屋结构设计中优化技术是复杂的系统工程，不但需要相关结构设计工程师正确地使用结构分析软件、选择最佳结构体系，同时，要大力挖掘基础设计内在潜力，充分运用科学的方法与手段，大力降低工程建设造价，让房屋结构优化贯穿整个设计过程，从而体现出结构优化的价值，让房屋结构设计功能不但更加适人们居住与生活，同时，大力提高其安全度与抗震性能。
参考文献：
[1]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].?陕西建筑，2008(11).
目前在我国的建筑设计中，对建筑结构的优化设计具有重要的意义。建筑结构优化设计的突出表现和最终目的，是为了降低工程的造价，这是比较狭义上的说法，但是在现实中对建设结构设计的优化，主要指的是广义的说法，在降低工程造价的同时，保证其建筑五的安全性，在利益最大化和质量保证中找到一个最优的平衡点，这就是目前建筑结构优化设计的意义所在。
一、结构方案上的优化
在建筑机构优化设计中，结构方案的优化是设计优化的基础和保证。对建筑设计者而言，所能采用的建筑结构方案往往不是唯一的，但是不同的结构方案的选择，其所耗费的过程造价和实际的过程质量也是不同的，为了实现结构优化设计的最终目的，就必须要选择一个最优的结构方案，实现架构方案的优化。
（一）从整体上处理好各要素之间的关系
这里所说的整体，就是将结构的总体方案放置于特定的建筑空间中，同时要处理好每个要素之间的关系，包括结构与构件之间的关系，充分考虑结构和构件在整体上的最佳受理状态，从而使结构具备更高的承载力以及良好的刚度和延展性。
优化结构的受力与传力途径
结构受力的优化主要是要考虑简单的传力途径，传力途径过于复杂，就会使结构构件出现多次转换，而这种转换过程必然会增加工程的造价，同时也有可能出现计算上的错误从而出现相应的安全问题。因此采用简单的传力途径，不仅可以减少结构构件的转换次数，降低计算错误的安全风险，同时也可以提高工程造价的积极性。
（三）保证整个结构的协调一致性
在结构方案的设计上一定要充分考虑整体结构中的每一个构件，使其结构构件可以在整体上实现协调一致性，发挥出整体上的最大效应，以确保实现建筑规范所规定的设计目标要求，从而实现结构设计上的优化。
（四）避免结构上的扭转
结构上出现扭转的原因一般都是由于结构平面布置中抗侧力的刚度中心跟建筑物的质量重心或者是外力作用重心相偏离而导致的，这种扭转所消耗的材料量是很大的，同时也会出现相应的不安全因素，因此在结构方案中主要加以重视和避免。
二、建筑结构材料上的优化
处于对建筑结构中的经济性和安全性的双重考虑，对结构材料的要求也就比较高，在材料的选择上需要质量好同时经济合理的材料，同时在材料的使用上充分考虑材料的受力特点和力学性能，应尽量做到物尽其用，优化合理。例如在钢筋混凝土的结构设计中，出于对钢筋混凝土材料中的高抗压性考虑，应该采用高标号的混凝土用于以受压为主的柱子，这样不但可以增加建筑使用的空间，减少构件的截面，同时也能减轻结构自身的重量。对于梁板而言，应该采用高强度的钢筋，因为钢筋的韧性较好，比较受弯，同时使用高强度的钢筋也为了减少钢筋的用量。此外，在钢筋混凝土材料的使用上要注意钢筋与混凝土之间的强度匹配，在实现材料最大性能发挥的同时，实现对材料的合理利用与节省，从而实现结构上的优化设计。在实际的建筑施工建设中，因为建筑材料的选择和使用上出现问题而造成资金和材料上的浪费情况的很多。例如在混凝土的现浇板中，经常出现混凝土的标号过高的情况，高标号的混凝土在其并不能很好的发挥其高强度的特性，而且为了配合混凝土的高标准，对于板中的钢筋量也随之增加，因此不但造成了钢筋使用的浪费，也在增加了工程的造价。
三、结构计算上的优化
结构计算的优化同样也是建筑结构优化设计中的重要组成部分，针对结构计算的优化方面，要充分考虑下面几个方面的问题：
（一）不能盲目的依赖计算机
目前在建设结构的计算一般利用的都是计算机，但是计算机的使用并不是很万无一失的，由于计算软件上存在的缺陷而出现的计算错误时有发生，因此设计计算人员不能盲目的依赖计算机的计算，在使用计算机的同时，要对机构设计计算程度的基本理论研究清楚，同时要明确计算程序的限制条件和应用范围，从而得到正确的计算结果。
（二）对数据的认真核对
在对数据认真计算的同时，也要对输入后的构建尺寸、几何图形以及相关数据进行认真的核对，达到准确无误，尽可能的避免输入错误、计算错误或者是计算分析结果上的错误而出现的误差。有些误差看上去很小，但是在建筑施工后体现出现的实际影响是巨大的，同时也会影响设计结果的经济性和安全性。
（三）注意实际结构与计算模型的差异
通过计算机的模拟计算所得出的计算模型是建立在计算理论和设计程序之上的，而实际中的建筑结构所受到的影响因素是比较多同时难以计算的，这就意味计算模式和实际机构之间必然会存在一定程度上的差异，这种差异在结构计算中是必须要考虑在内的，否则就会影响计算结果以及结构设计的正确性。
四、建筑结构设计与其他专业的协调
在建筑结构设计中，要实现设计的优化，有时还要注重跟其他专业之间的协调，笔者在下文中以排水专业和电气专业为例，简要的谈论建筑结构设计与其他专业之间的协调。
（一）结构与给排水专业的协调
首先水泵间应尽可能的设置在建筑的地下室，这是由于给排水专用建筑中的设备较重，必须要选择承载量较大的房间；在给排水房间中的预留孔和预埋见的尺寸和位置都必须要准确，同时要注重要楼板孔的加强，并且要避免水平的管道管过建筑梁柱；当管道穿过承重墙上必须要做好相应的加固措施；同时在建筑设计中要充分考虑建筑的楼面负荷，避免将过多的管道出现在同一类的房间，从而出现承重超载。
（二）结构与电气专业协调
在电气管线的设置上，如果实现对管线在楼板内的暗装比较困难的，可以采取将垂直管线在预制时将建筑房梁孔洞预留，并且要保证房梁的宽度和墙体的厚度尽可能的一致，从而确保穿梁的带暖气管线不会外露；在对电梯机房的设置上，由于该建筑中的预埋见和空洞较多，从而增大了所需的荷载量，需要对该房间强度进行单独计算。
综上所述，建筑结构的优化设计是一个比较科学系统的设计过程，因为影响工程造价和建筑质量的因素有很多，所以在实际的建筑机构设计中，一定要充分的考虑各方面的因素，在每个细节上都力求优化，才能实现结构优化设计的最终目的。
参考文献
1 引言
为了响应全球可持续发展战略的需求，建筑行业的计算机辅助数字生成与建筑性能数值模拟技术对建筑房屋设计产生了至关重要的价值。即有利于建筑行业对绿色建筑设计的实施和推广，但同时也给建筑方案优化设计带来了更多的难题。在建筑行业领域里，很多科研人员和工程师都开始展开对实现高效科学的性能化建筑方案设计的研究。因此，在这样情况下，一套可行性高的绿色建筑方案优化设计的诞生是非常重要的。
2 建筑性能及方案优化设计的概念
2.1 建筑性能
建筑性能包括了空间的私密性、光质量、通风性能、空气质量、空间噪声和可持续发展性能等非常多样化。本文主要是从建筑设计的绿色可持续发展角度入手，将限定建筑物理环境定位于建筑设计的性能上，主要是指建筑群周边的环境影响和内部环境质量相关的建筑物理环境性能。多样化的环境性能都是能直接或间接的影响到建筑内部使用者对室内的舒适度、外部区域的舒适度以及周边能源的节约与利用等[2]，这些都是和建筑物密切相关。
2.2 性能化建筑方案优化设计
性能话建筑设计可以理解成为以建筑性能为出发点，以规范化的绿色建筑标准与定量评估体系为基本准则，精确地设计建筑具体性能的设计方法。
建筑的设计、使用、拆迁全部生命周期都是由建筑的性能问题决定。专业之间在各个阶段互相合作和交流，都对建筑性能有着或轻或重的影响。传统设计中建筑方案设计阶段决策是可以决定整个建筑的能耗。所以应该从方案阶段主动考虑建筑性能，对于整个竣工后投入使用的建筑全生命周期有着巨大的影响。
综合上面的叙述，我们需要建立一套以性建筑优化设计为目标，可以早期介入建筑方案设计的方法面向整个建筑师群体。这样一套方案包含了流程设计效率高、优化方法科学、适用范围广的特点。此方案统称为性能化方案优化设计方法。
3 性能化建筑方案优化设计的目标
3.1 目标
性能化建筑方案设计简单的形容就是一种整个过程需要明确的性能目标作为引导的科学、定量的设计方法。在建筑的设计、修建、投入使用整个过程首要需要确定的就是设计目标，有利于精确掌控建筑设计的周边环境的负载和室内环境设计的质量[3]。也就是以设计目标为中心进行条理分明的整理和归纳工作。便于整个方案设计与流程都是以设计最初的目标为指向运作。从而更容易使建筑设计的质量达到最初设计的目标标准。
3.2 分类及参数
一个复杂的设计问题和千变万化的设计参数都是身为一个建筑师不可避免需要面对。但是需要在每一个细节方面达到设计目标的设计行为是一个非常难于掌握的过程，可以理解为是一道高级函数题中一个多变量对应多目标问题。在整个函数题中，可以总结出 源参数、过程参数、目标参数[4]。他们贯穿了性能化建筑设计的全过程，其中的建筑性能设计目标的中心就是目标参数。在设计方案性能中起着判断是否达标的作用；源参数是建筑工程师在最初的方案设计中直接 实施操作的参数；过程参数就是作用在建筑性能数值上的实时检测源参数。
3.3 简要分析LEED
基于参数传递的概念，此文从不同的阶段层面整理处LEED条文对于阶段和专业的全面影响（图3.3-1），并进一步甄选出作用于建筑方案设计阶段受到设计建筑师影响较大的条文。最后对于性能化建筑方案优化设计相关性较大的条文进行重点分析[5]。根据目标参数与过程参数的对比结果自动的调整了方案源参数的设计，实现了一种或多种建筑性能的优化。
3.3-1 LEED 与阶段、专业关系
因此，整个设计流程主要关键是在于建立一套参数传递系统来控制整个设计优化过程。
4 设计实现建筑开窗的优化设计
本次试验进行以常见的长方体建筑形态4200×4200×3000mm3作为研究对象，试验中设定的建筑开窗面积是固定不变，通过设定多种源参数随机进行分配建筑4个开窗面积，试验的重点是为了观察4个不同朝向的开窗面积怎样分配最后才能达到全年能耗最低的情况。
在具体的源参数设置中，4个不同朝向的开窗面积在计算机语言编程中需要设定先后顺序之分，且必须保证每一个朝向的开窗需要有上限限定的数值区别，才能保证每一个朝向的开窗有最小的面积并且每一面的最大开窗面积不超过墙体尺寸（图4-1）。本次实验采用了grasshopper与建筑师有直接关系的属性、集合等相关信息建立了组件[6]。在材料，构造，灯光等设置采取引用的方式完成流程的运转。
5 结论
本文通过将从理论的角度简要描述了性能化建筑方案的优化的概念以及目标和技术，明确了全文研究的相关重要概念，接着尝试设计一套绿色性能化建筑方案设计优化的技术体系，希望可以为之后研究性能化绿色建筑优化设计的工程师提供一定的参考价值。
【参考文献】
[1]杨文杰.性能化建筑方案优化设计的概念、目标和技术[J].南方建筑，2013，01：62-67.
[2]姜荣荣，李希胜.基于ELECTRE的建筑设计方案的优化决策[J].森林工程，2014，03：160-163+167.
[3]叶聪.结构抗火的性能化设计及评估[D].天津理工大学，2007.
1 前言
进入新的世纪，我国已成为世界上建筑业最活跃、繁荣的地区，作为城市重要标志的建筑工程正以更大的规模加速发展，建筑工程在以其“适用、经济、美观”的建筑方针展示给百姓的同时，建筑工程的质量也成为各级政府和广大人民群众关注的热点。但是根据了解，在工程质量事故的众多原因中，设计责任是主要原因，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，造成投资的极大浪费。所以，建筑工程质量的优化设计是保证建筑工程质量的前提。所谓优化设计就是在可能的设计中选择最合理的设计,以达到最优目标。建筑工程质量的优化设计是工程建设的首要环节，是整个建筑工程的灵魂，先进合理的设计，对于缩短工期、节约投资、提高经济效益，起着关键性的作用。
2 对建筑工程质量优化设计的建议
2.1 建立建筑工程质量的优化设计保障体系
建筑工程设计人员的优化组合。由于设计人员水平高低不同，受主观思想影响，更多地考虑满足结构安全性和强制性规范，而对其它细节方面往往考虑的不够全面。所以要对工程设计人员进行定岗定位，对其进行优化思想教育，提高设计人员的整体水平和素质，培养设计人员正确的建筑工程质量观念，强化质量意识和责任，选择优秀的设计人员进行优化组合，给设计人员提供、创造更多的学习深造的机会，使他们有能力对建筑工程质量做出最优化的设计。
建筑工程质量设计方案的优化管理。建筑工程质量设计方案对于设计项目十分重要，建筑设计方案的确定不仅是为了评选好的方案，优化选取方案不是目的，重要的是在建筑设计方案运行中进行优化管理。当建筑设计方案选取后，按专业部分进行优化、细化、量化而后运行。提倡设计质量的优化管理，就是始终有一个较高的目标去奋斗，这里目标指的是一个范围，而不是具体的标准，方案可能有几个，而最好的只有一个。 在建筑设计运行过程中，需要对建筑设计过程进行优化控制，以便取得最优方案、选取最短路径，集现代科学技术成果于一身、利用现代化工具去达到目的。这里技术、信息、情报很重要，仅提出设计质量合格的要求，只依据设计规范、条文的被动制约，显然与现代化飞速发展的形势不相符合。 所以，建筑工程质量设计的优化管理，关键在于优化，实质是部分的优化及与整体优化的组合，所有这一切都是动态管理，就是时时向高的目标奋斗，从而调动每一个设计人员的主观能动性，不断地、主动地开拓进取。当然目标要在运行中不断地提高与完善，以达到建筑工程质量设计的最优化。,
2.2 重视建筑工程质量设计中材料的选取
建筑工程质量设计中往往存在材料选用不合理、不节能，材料规格类型不确定，节点的设计不够细化，标注错误，材料设备选型滞后等问题。这些问题的存在，直接影响到建筑工程的质量，并给以后的施工过程带来隐患和阻碍。所以，合理的建筑材料选用在工程质量设计阶段非常重要，在工程质量设计阶段要重点考虑到以下两个方面：
2.2.1 加强对新型墙体材料应用和建筑节能的质量监管，促进社会经济的可持续发展，积极贯彻落实国家的建筑节能标准和管理政策，着手开展建筑节能检测工作。新建、改建、扩建的民用建筑工程，均应达到公共建筑节能50%，居住建筑节能65%的标准。施工单位应当按照审查合格的设计文件和建筑节能施工标准的要求进行施工，建设单位不能以任何借口变更节能设计，降低节能标准，节能设计要能够指导施工，保证工程施工质量。
2.2.2 要求施工单位严格按设计规范和标准组织施工，所用材料、成品、半成品必须经检测合格后使用。墙体保温施工实行样板制，样板完成后，由建设单位组织施工、监理和设计单位共同验收，验收合格后按样板标准推开施工。塑钢窗进场后，施工单位、监理单位要认真检查验收，型式与设计不符的，必须清出施工现场，检测不合格的，不准安装。积极推广应用地热技术、太阳能技术，推广采用先进的施工设备，提高机械化施工水平。
2.3 强化图纸设计的审查
设计是建筑工程建设的龙头，抓好设计审查对保证结构安全、节约投资将起到重要的作用。有关管理部门应结合往年工程出现的问题，制定各专业的施工图设计审查注意事项及实施细则，以减少、消除施工图设计阶段可能出现的各种问题，提高图纸设计质量。提高设计质量的关键是优化设计方案，开展设计咨询对优化设计方案是一个有效方法。设计咨询就是业主自愿有偿地聘请权威专家或权威设计机构，对业主关心的效益问题、方案的优劣、工艺技术的先进性、合理性等进行评估和优化，从而确定最优设计方案，提高投资效益，确保工程质量。
3 结语
总之，建筑工程质量的优化设计是工程建设的首要环节，是整个建筑工程的灵魂。建筑工程质量的优化设计不仅仅是为了满足建筑本身设计合格，符合设计的基本规范，更是为了达到更高的标准和要求，力争以最先进、最合理的工程设计，缩短建设工期，节约整体投资成本，提高经济效益和建筑质量。
中图分类号：TU318 文献标识码：A
建筑结构设计优化的理念应注重实际为主，根据工程项目建设的实际情况，进行建筑结构优化设计要以计划成本控制为中心，其内容就是对建筑方案、建筑结构含楼盖结构、基础结构以及围护系统结构等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学的计算，确立最终的建筑工程结构设计的优化方案。
一、建筑结构设计优化的意义
1、节省工程造价。建筑工程造价中建筑结构的成本大约占到总造价的50%，对建筑结构进行优化设计可以在很大程度上降低工程总造价，节约工程造价成本。建筑结构优化设计能有效的节省房屋建筑的投资成本，具有巨大的经济价值。
2、提高工程质量。目前设计单位的水平整体都在不断提升，但是首先很多工程师成本控制意识低，忽略对建筑工程的成本造价控制，只追求高的安全系数，从而造成设计过于保守；其次，没有相应的责任制，设计人员缺乏责任心，对建筑结构的设计概念不清楚，一味的使用计算机而不是大脑来进行计算，常常导致计算不合理或者与工程实际不吻合等等错误，使之结构设计存在安全隐患或者较大的浪费；另外，设计人员与建设单位的沟通不到位，没有完全理解建设单位的建造用途及建筑功能，进而造成建筑产品不能满足建设单位的需要。据统计，因为在设计过程中，设计质量差，造成功能布置不合理，相关专业工程师没有相互沟通，导致经常出现在施工过程中进行修改及返工现象，导致施工工期不能控制。同时因为工程质量差，工程存在安全隐患等问题，造成投资的巨大浪费。通过建筑结构设计优化可以有效的提高工程设计质量，降低安全隐患，减少投资浪费。
3、建筑结构优化设计的社会意义。国家的宏观调控力度在不断的加大，原材料的价格在不断的上涨，从而在建设的前期挖掘潜力，节约建筑造成成本、科学的优化设计，有利于节约建筑的原材料、保护环境，符合国家“低碳、节能、环保”的理念，利国利民。
二、建筑结构设计优化技术应用
通过结构优化设计技术来逐步改善房屋建筑的使用性能，进而提高经济性，大力降低工程成本造价。在某个建设工程项目中，结构优化设计技术主要应用于项目的整体设计、前期设计以及抗震设计等各个分部阶段环节，应用广泛，其发挥的效能也十分明显。
1、树立精品意识。结构优化设计过程是结构工程师打造设计精品的过程，预算专业提前到设计方案阶段，为结构工程师提供必要的经济分析数据，通过结构工程师与造价工程师对设计质量、品质的经济指标的全程控制，实现设计产品质量与经济的统一。
2、优化设计中正确理解应用结构设计规范。追求适用、安全、经济、美观以及便于施工是建筑结构优化设计的目的。因此，建筑结构优化设计不但要求结构设计工程师有丰富的设计经验，也同时要对建筑结构规范的条文的概念、定义、前提条件及适用范围有较为详细的了解，在建筑结构设计规范的基础上，能够把自身的结构设计方案科学的融入到整个项目工程中。对于一些大面广的工程中，某些条文规定不可避免的偏于保守，同时，也有些条文对一些特殊、复杂工程的设计工程条文安全性不足。因此，建筑结构工程师在优化设计中，应该充分利用扎实专业知识与丰富的设计经验，对上述问题做出科学与正确的判断，从而能够把握设计，使设计成果逐步优化，不断创新。
3、结构工程师要积极参与工程前期规划及方案。建筑结构工程师要积极主动参与前期工程规划及建筑方案，是实施结构优化技术的重点内容。因为，在在实际施工中，建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析，相关建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与逐步创新，使得建筑师的建筑理念得以完美的体现。
4、合理的结构方案。要用整体的概念在待定的建筑设计中来完成结构整体方案的构思，处理好构件与构件，构件与整体结构的关系，充分利用和发挥整体结构与构件的最佳受力状态，使结构具有足够的承载力、刚度及良好的延性，尽可能使结构受力与传力简单、直接、明确，使之整体结构安全可靠协调一致，使建筑的型心与重心重合，避免及减小外力作用下的扭转效应，结构平面规则对称与竖向刚度的均匀一致，才能达到结构设计的安全经济。
5、建筑结构各部门相互协调与合作。建筑结构优化是一个复杂性的系统工程，涉及到的专业也很广，各个专业必须相互协调与配合。依据建筑学发展角度出发，现代建筑是综合性产品，包括建筑、结构以及设备等要素。因此，建筑工程在工程实施中，应该大力加强分工与合作，将各个构成要素进行充分有机结合，为打造出完美的作品夯实基础。在建筑工程项目设计中，最重要的环节是建筑设计与结构设计，只有将这两个环节充分结合，建筑工程实用、经济、美观大方效果才能充分体现，同时，建造结构受力更趋向合理性，大大降低了成本，简化了施工。但在建筑设计中，一些许建筑设计人员不遵循建筑的基本力学规律，过于注重设计方案创作的新奇性，导致这建筑结构难于处理，因此，建筑结构优化必须通过强化各个专业的合作与协调，才能够实现结构合理，成本降低。
6、建筑结构抗震概念设计。概念设计就是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法，整个设计中包含着设计者的感性和理性思维。概念设计通过使建筑结构在遭遇到水平地震力作用下不会破坏，或者将对结构的破坏影响降到最低。因此对建筑结构的设计就要采取措施减小地震带来的影响，减小地震产生影响的重要手段是需要结构刚度均匀和对称，结构主体有足够的延性，能够有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏。同时多道设防思想又能使次要的构件在地震情况下先被破坏，从而使一部分地震能量得到消耗，在抗震设防中进行多道防线设计，能有效的抵抗地震力作用。
7、提高材料的利用率。结构的效能设计主要考虑充分发挥结构材料的力学性能，有效的减少结构材料的消耗，达到“少费多用”的目的。各种高强材料（高强度钢筋、高强度混凝土等等）和各种轻型材料（如轻骨料混凝土、轻型隔墙、轻型墙板）的合理利用可以有效的减轻建筑结构的自重，减小水平地震力的作用，减小基础顶部荷载等等8、充分考虑地基基础结构设计。地基基础是建筑结构设计的重要组成部分之一，其造价根据工程所建地地基土的不同，基础形式不同，其基础造价也不同，但其造价占工程总造价的比例也不同，其比例占总造价的20~25%不等。地基基础属于隐蔽工程，建筑物的高度与安全性等受地基基础影响很大。建筑结构中的地基基础的结构设计必须选择合适的方案，要依据现场地质条件上部结构形式、高度、层数、基础顶部荷载，综合进行基础选型及埋深等设计，最大程度的节省造价。
结束语
要科学合理的对建筑结构进行优化设计，使其在建筑业的发展中发挥更好的作用，降低建筑成本。通过概念设计、正确的计算及合理的构造措施来保证，设计要在实践过程中不断的研究、探索和创新，使其经济性和适用性的目标得以实现。
参考文献
[1]彭 涛.住宅项目设计管理研究[J].重庆大学，2011（4）：80~82.
目前的工程项目， 建设单位处于主导核心地位， 而设计单位则处于龙头地位， 设计是工程建设的灵魂， 控制投资的关键， 是集中运用各项规范、标准， 把科技学术成果转化为现实生产力的桥梁与纽带， 设计单位能不能正确地贯彻执行国家经济建设的方针政策和有关强制性技术标准， 落实节省和环保措施， 做出最佳的设计， 不仅影响工建的速度与质量， 也将长久地影响到投产和交付使用后的综合效益。
1、建筑设计在工程建设中的地位和作用
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%。
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，造成投资的极大浪费。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、建筑工程对设计单位的要求
2.1 优化设计
工程最大的节约是优化设计方案。精心设计、多方案比较选优的设计方案， 不仅可以节约投资， 还可确保工程投产后经济、社会和环境效益。希望设计部门把优化设计的重点前移到工程建设的前期阶段上来， 改变目前把主要精力投入施工阶段、审核施工图、核算工程造价方面， 设计人员必须树立经济意识， 牢固树立效益观念，从用户利益这个基本目标出发， 提高设计质量， 优化设计。在设计时要认真建设项目的规模、工艺流程、功能方案、设备选型、投资控制等作全面周密的分析比较， 尤其是要通过应用价值工程对设计方案进行比选， 经技术经济分析， 从中选出技术上先进， 经济上合理， 既能满足功能和工艺要求， 又能满足降低工程造价的技术方案。
2.2提供优质服务
设计单位要及时提供施工图， 加强项目受理有效协调各专业之间关系； 按工程建设需要及时派驻现场设代人员， 现场设代人员要有强烈的敬业精神， 对施工中的问题要反应快速， 处理问题结合实际， 要吃得住苦， 耐得住劳， 经受得起诱惑； 及时与业主和其它参建方沟通， 认真听取各方意见， 对业主及有关单位反馈的信息筛选择优， 借鉴吸收， 以提高设计质量与服务水平。
3、现阶段建筑设计存在的一些问题
3.1优化设计的意识不强。
目前，业主往往把投资的控制重心放在施工环节上，而对设计环节重视不够。其原因：一是对设计对投资影响的重要性认识不够，只看到搞施工招标，投标价要低于标底价、施工单位要让利等，殊不知设计方案的优化会带来更大的节约；二是无法很好地选择设计单位，因为在设计前业主不知道谁能优化到什么程度。有些项目设计虽通过招投标，但此时方案不细，概算粗略，很难来综合评定；三是业主由于专业知识上的限制，对设计方案难以从优化扰的角度提出要求或疑议；四是有些业主经济实力雄厚，项目建设赶时髦，求新颖，根本不提优化要求；五是有些业主自身对工程应具备的功能要求及应达到的目标不明确，随意性大，要求出图时间紧，又压低设计收费，从而也影响了优化设计的开展。
3.2缺乏必要的压力和动力。
由于目前的设计经营往往凭的是关系，缺乏公平竞争，所以设计单位的重心不在技术水平的提高上，设计只要保证不出大的质量问题，方案的好坏、造价的高低，关系不大，使优化设计失去压力。由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取，几乎跟投资的节约和设计质量的优劣无关，导致对设计方案不认真进行经济分析，而是追求高标准，或为保险起见，随意加大安全系数，造成投资浪费。
3.3运行的机制不够完善。
优化设计的运行需有良好的机制作为保证。而目前的状况，一是缺乏公平的设计市场竞争机制，设计招标未能得到推广和深化，地方、行业、部门保护严重；二是价格机制扭曲，优化不能优价；三是法律法规机制薄弱。
4、加强建筑设计的一些建议
4.1完善相应的法律法规。
优化设计的推广还应有一定的法律法规作为保证，目前已有 《合同法》、 《建筑法》、 《招投标法》、 《建筑工程质量管理条例》 等在规范项目建设工作，但这些都是从项目建设的总体出发，对设计方面的规范不够具体，因此为更好地监督管理设计工作，还应建立和完善相应法律法规，如设计监理、设计招投标、设计市场及价格管理等。
4.2加快设计监理工作的推广。
优化设计工作的推行，仅靠政府监控还不能满足社会发展的要求，设计监理已成为形势所迫，业主所需。通过设计监理可打破设计单位自己控制自己的单一局面。因此，主管部门应在搞好政府监理的同时，一方面应尽快建立设计监理单位资质的审批条件，加强设计监理人才的培训考核和注册，制定设计监理工作的责职、收费标准等；另一方面通过行政手段来保证设计监理的广度，为设计监理的社会化的提供条件。
4.3注意优化设计工作的综合性。
通过优化设计来控制投资是一个综合性问题，不能片面强调节约投资，要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求，使项目达不到功能的倾向，又要反对重视技术，轻经济、设计保守浪费的现象。设计人员要用价值工程的原理来进行设计方案分析，要以提高价值为目标，以功能分析为核心，以系统观念为指针，以总体效益为出发点，从而真正达到优化设计效果。
一、建筑设计在工程建设中的地位和作用
（一）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。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。
（二）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，造成投资的极大浪费。震惊全国的宁波大桥事故就是这方面的典型例证。
（三）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。
二、建筑设计存在的问题
（一）政府监控不力。长期以来，形成了一种设计对业主负责，设计质量由设计单位自行把关的观念，主管部门对设计成果缺乏必要的考核与评价，有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题，只有等出现了大的技术问题才来追究责任，而方案的经济性则问及更少。另外，对设计市场管理不够，越级、无证、挂靠设计时有发生，从而导致设计质量下降，加之由于设计工作的特殊性，不同的项目有各自的特点，所以针对不同项目优化设计的成果缺乏明确的定性考核指标。
（二）优化设计的意识不强。业主往往把投资的控制重心放在施工环节上，而对设计环节重视不够。其原因：一是对设计对投资影响的重要性认识不够，只看到搞施工招标，投标价要低于标底价、施工单位要让利等，殊不知设计方案的优化会带来更大的节约；二是无法很好地选择设计单位，因为在设计前业主不知道谁能优化到什么程度。有些项目设计虽通过招投标，但此时方案不细，概算粗略，很难来综合评定；三是业主由于专业知识上的限制，对设计方案难以从优化扰的角度提出要求或疑议；四是有些业主经济实力雄厚，项目建设赶时髦，求新颖，根本不提优化要求；五是有些业主自身对工程应具备的功能要求及应达到的目标不明确，随意性大，要求出图时间紧，又压低设计收费，从而也影响了优化设计的开展。
（三）缺乏必要的压力和动力。由于目前的设计经营往往凭的是关系，缺乏公平竞争，所以设计单位的重心不在技术水平的提高上，设计只要保证不出大的质量问题，方案的好坏、造价的高低，关系不大，使优化设计失去压力。由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取，几乎跟投资的节约和设计质量的优劣无关，导致对设计方案不认真进行经济分析，而是追求高标准，或为保险起见，随意加大安全系数，造成投资浪费。
（四）运行的机制不够完善。优化设计的运行需有良好的机制作为保证。而目前的状况，一是缺乏公平的设计市场竞争机制，设计招标未能得到推广和深化，地方、行业、部门保护严重；二是价格机制扭曲，优化不能优价；三是法律法规机制薄弱。
三、应着手抓好的几个问题
（一）主管部门应加强对优化设计工作的监控。为保证优化设计工作的进行，开始可由政府主管部门来强制执行，通过对设计成果进行全面审查后方可实施。作为《建设工程质量管理条例》的配套文件之一的《建筑工程施工图设计文件审查暂行办法》已由建设部颁布施行，它的实施将对控制设计质量提供重要保证。但《办法》规定的审查主要是针对设计单位的资质、设计收费、建设手续、规范的执行情况、新材料新工艺的推广应用等方面的内容，缺乏对方案的经济性及功能的合理性方面的审查要求，所以建设主管部门在执行《办法》的同时，应增加人员配备和审查力度，对设计成果进行全面审查。第二，应加强对设计市场的管理力度，严格通过资质管理、人员注册、设计招标、图纸审查等环节来规范设计市场，减少黑市设计。第三，利用主管部门的职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务。
（二）加快设计监理工作的推广。优化设计工作的推行，仅靠政府监控还不能满足社会发展的要求，设计监理已成为形势所迫，业主所需。通过设计监理可打破设计单位自己控制自己的单一局面。因此，主管部门应在搞好政府监理的同时，一方面应尽快建立设计监理单位资质的审批条件，加强设计监理人才的培训考核和注册，制定设计监理工作的责职、收费标准等；另一方面通过行政手段来保证设计监理的广度，为设计监理的社会化的提供条件。
（三）建立必要的设计竞争机制。为保证设计市场的公平竞争，设计经营也应采用招标投标，要完善设计招投标的相关环节。首先，应成立合法的设计招标机构；其次，各地方主管部门应建立相应的规定，符合条件的项目必须招标；第三，业主对拟建项目应有明确的功能及投资要求，有编制完整的招标文件；第四，招标时应对投标单位的资质信誉等方面进行必要的资格审查；第五，应设立健全的评标机构合理的评标方法，以保证设计单位公平竞争，并限制业主在项目上的随意性。
四、建筑设计质量的优化管理
（一）建筑设计优化管理的理念。质量是产品的生命，没有好的质量，产品就没有市场，只有高质量的产品，在市场上才有竞争力，建筑设计也是同样如此。
笔者认为，只有在建筑设计质量的优化管理上做文章，才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计，在某种意义上讲可等同于建筑产品，它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产，对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。
建筑设计成果的质量评定不能用固定的标准去衡量，即使达到建筑设计规范、标准和规程，也不能称该建筑设计就是优良品或精品。建筑设计是科学与艺术双重创作的结合，是创作构思加科学计算合成的结果。在运行过程中设计构思组合产生出全新的东西，不可能有固定的模式可套用，建筑设计具有一定的随机性变化。
建筑设计质量的优劣，确切地说是一个目标范围的界定，建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍，完善完美。因此，设计质量的优化管理是十分值得重视的。
建筑设计质量的优化管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。
（二）健全建筑设计质量优化管理的基础是质量管理保证体系
1.建立法人挂帅的组织机构。成立监督机构，即法人亲自挂帅，专家起主导作用的全方位的有机结合体。设立质量检查小组，每个项目均设质检员。以专家为主导是为了掌握专业技术的高标准高质量，法人挂帅是保证质量管理体系顺利运行。主要目的是使这项工作经济化，制度化，责任化。
2.健全可操作的规章制度。主要包括以下方面：一是规章制度的制订要结合实际情况，一定要具体化、细化、量化，特别是要具有可操作性，以保证其运用的经常性和可检查性，以其达到预定目标。二是规章制度要量化，做到可以制成表格分门别类填写打分。三是设计人员行为要规范，原则性要强，只有我们自己有效地规范了行为，才能使我们的服务对象满意。四是跟踪服务、反馈信息及时更正与处理。五是事前计划要具体，事中控制有措施，事后总结有效果。
（三）建筑设计质量优化管理的运作
建筑设计质量优化，不仅是为了设计产品合格，满足设计规范的要求，而是为了高标准的追求。在设计优化管理运行的前后，从计划到分工、从人员到产品，从部分到整体等都是为了筛选出最优的方法和手段，产出最佳产品。
1.在定岗定位人员时即时挑选，既要进行优化思想教育，又要注重量才使用，使每一个设计人员都有进取精神，思想中时刻存在着争夺市场的竞争意识。这就是人员的优化组合。
2.确定每一个项目的优化管理。所谓管理点，就是项目中起决定作用的关键点。比如：项目设计的方案图、施工图、预算，这就是建筑设计项目宏观中既有影响又起决定性作用的关键点。
3.设计项目的优化统筹安排。设计项目的各个专业及专业内部的不同程序的交叉运行必须要进行周密地安排。只有这样才能使各个专业及专业内部密切联系，避免出现差错，大大地缩短设计时间，提高工作效率。
4.随时制订与研究项目的创新计划。凡是设计项目运行过程出现新情况新问题，都应该进行分析研究。只有不断地向较高的目标前进，优良产品才会不断产出。
5.提倡精品化、集成化、信息化。要创新要精品就必须掌握足够的信息，如向国外发达国家学习，他们的设计理念和先进经验，做到这一点也就等于找到了捷径。
6.提高设计人员整体水平和素质，给设计对象创造更多的学习，深造的机会，使他们在设计运行中的各个环节都能独当一面。
7.制定优化的最佳目标，打出最低的要求线，尽量把一些定性的要求变成定量的标准，以具有明确的可操作性。
8.建筑设计方案的优化管理。建筑设计方案对于设计项目十分重要，建筑设计方案的确定不仅仅是为了评选好的方案，优化选取方案不是目的，重要的是在建筑设计方案运行中进行优化管理。当建筑设计方案选取后，按专业部分进行优化、细化、量化而后运行。建筑设计方案优化管理，旨在于打破旧的、固定不变的教条，采取积极地动态管理方法。
建筑设计质量的优化管理，首先在于建筑设计质量的优化，然后才是管理。建筑设计质量的优化关键在于建筑设计思想目标的确立，建筑设计思想的优化。
（四）建筑设计运行系统与过程的优化控制
设计运行系统指总体的各个部分运行一体化，而过程是进行设计的全过程。要对其进行优化控制。首先，要确定系统部分的控制点，也就是运行的各个部分，即管理点，使每一个部分都进行优化处理。然后，进行过程的优化控制。如果只提达到质量标准、满足规范、规则的要求，那么建筑设计这个特殊的产品并非是精品。因为建筑设计的创作意识包括科学与艺术的排列与组合。提倡设计质量的优化管理，就是始终有一个较高的目标去奋斗。这里目标指的是一个范围，而不是具体的标准。方案有几个，而最好的只有一个。复杂的建筑设计周期短的几周、长的几年，施工的周期更长。
Abstract: a house to apply the structure design, safety, economy, beautiful and so on together is just perfect, it needs to use the building structure design optimization methods, to improve the limited space realize perfect target. In this paper the author to the structure design optimization in the modern building structure design of the application are discussed. In order to use of limited resources to achieve the goal of economic and practical.
Keywords: housing structure design, optimization technique
中图分类号： TU318 文献标识码：A文章编号：
引言
随着我国城市建设用地日趋紧张，城市居民住宅向中高层方向发展，与之相适应的结构形式也取得了许多新的成果。在高层住宅的开发建设中，结构设计是相当重要的一个环节，它与规划、建筑、设备和施工等专业紧密相联。同时时代的发展，建筑风格的变化多样，又给高层住宅结构设计提出了新的课题和新的挑战，高层建筑结构设计也越来越成为结构设计工作的重点和难点，如何对高层建筑设计中存在的一些问题进行优化应该是每个结构设计人员时刻应该思考的问题。
一、建筑结构优化方法以及实践意义
建筑结构优化方法主要体现在房屋工程分部结构设计优化和房屋工程结构总体的设计优化两方面。房屋工程分部结构设计优化主要分为以下几方面：基础结构设计优化、房屋顶部系统发案的设计优化、房屋周边围护结构发案的设计优化以及结构细节部分优化等方面。这几个方面进行设计优化时，还要对房屋建筑物的受力分析、布局、内部结构、造价、成本等内容进行具体的分析，并且要在在设计规范内，实用性好的条件下，还要结合实际工程的情况，对其综合的经济效益和工程成本进行结构设计。
建筑结构优化的实践意义：与传统的结构设计相比，进行建筑结构设计后的发案可以将建筑工程的成本造价降低5%～30%。这种先进技术的实现，最大程度上的利用了材料和设备的性能，将房屋结构的内部各个单元都能够互相协调。互相配合，具有高度的建筑规范的安全度，这样的、在满足房屋建筑结构长远效益的前提下，为其设计整体性发案提供合理的前期决策，因此，房屋结构设计的优化设计是实现民用建筑“经济、适用”等目标的有效途径。
二、结构设计优化技术
1、结构设计优化技术的原则
结构设计优化要求我们从工程的设计和价值角度去思考方案。结构设计优化是追求最合理地利用材料的性能，使各构件或各设计专业得到最好的协调。它不仅具备了传统设计方案所要求的规范以及规范所要求的安全度，而且也具备了现今价值学和审美学的成分。结构设计优化是对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构进行高质量再加工的过程。结构设计优化不是以牺牲结构安全度与抗震性能为代价，而是经过结构设计优化的过程，使建筑功能更协调，成本更低，结构更安全。
2、实施结构设计优化技术所遵循的要点
1）科学地遵循结构设计规范
建筑结构设计工作要求结构设计工程师们不仅要具备丰富的设计经验，也要对结构规范的条文熟知，即在结构设计规范的要求下，将自身的结构设计方案贯穿于项目设计中。规范更多的是针对量大面广的工程，因而某些条文的规定会偏于保守；此外，用于一些特殊、复杂工程的设计时，有些条文则不够安全。所以，结构工程师在设计中应运用良好的专业知识与正确的判断力把握设计，做到设计成果不断优化与创新。
2）结构工程师前期参与和主动参与的重要性
强调结构工程前期参与和主动参与是实施结构优化技术的重中之重。在实际施工期间，建筑师很难对结构体系的受力做到正确的分析，既建筑师的结构思想不能完全替代结构工程师的设计理念、经验和判断，也无法弥补结构与建筑专业技术共识的空白与隔阂。既具有扎实的结构设计理论功底，又具有丰富工程实践经验的结构工程师，积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与创新，才能创作出优秀的设计作品，更好使整个建筑的功能得到彻底的体现。
3）加强各专业之间的协调与合作
结构优化是一个系统的工作，需其它专业的协调与配合。从建筑学发展角度分析，现代建筑是建筑、结构、设备三大要素构成的综合产品，所以在实施中要强化分工与合作，强化专业之间的协调与合作，这样才能创作出各构成要素有机结合的完美作品。在整个项目开展中，建筑设计与结构设计是整个设计过程中最重要的两个环节，二者的结合不仅能够达到实用美观大方的效果，而且可以使结构受力更趋于合理进而降低成本和简化施工。在建筑设计中，许多建筑设计人员只强调方案创作的新奇，不遵循建筑的基本力学规律，这样的方案往往会造成结构设计困难。还有一些建筑师在设计过程中往往忽视力学的基本规律，如将抗震设防区的高层建筑电梯或楼梯偏置在建筑一侧，使得刚度中心与质量中心之间的偏心距过大，在水平荷载作用下产生大的扭转效应。从以上的例子可以分析出，加强专业的合作与协调是实现结构合理、成本降低的重要途径。
三、结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用
1、结构优化技术的基本应用
结构设计优化方法的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用的前提下，结合具体工程的实际要求，来实现规范要求和经济要求的最大化。
2、结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用
1）结构设计优化技术与建筑结构设计的结合
一般建筑物的设计方式总是从结构布置开始，确定了结构布置后根据不同的荷载情况来分析过程中的参数、材料等要求，然而这些数据的分析往往是计算机不能达到的，需要结构设计人员对整个方案进行充分的例证，才能做出判断。而这些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，这便是结构概念设计。因此，结构概念设计是开展施工的必要前提。
2）结构设计优化处理的建筑抗震缺陷问题
结构优化技术不仅能在降低成本、简化施工方面得到体现，而且在建筑物的抗震方面也是颇有作为的。结构设计能够使建筑物在各种不期而遇的外部作用下不受破坏，或将破坏程度降至最低。因此，分析建筑物可能遭受的各种不确定因素成为结构优化设计的重要内容。实际中，地震破坏最为难以预测，且破坏性最大。所以，建筑设计过程中应该未雨绸缪，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。例如：刚度均匀、对称是减小地震对建筑物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的脆性破坏；多道设防思想能使建筑物在特大地震作用下次要的构建先破坏，从而使整个建筑物得到局部的缓冲。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为结构优化设计的重要指导理念
四结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
很多人谈到建筑的结构优化设计，都认为优化结构设计只需要简单的进行受力计算就可以让结构构件达到最优功能，其实这种认识是片面的。任何一个建筑自结构设计方案提出之后，就已经存在开始优化的问题了，加之在建筑的各个设计过程中都需要设计人员进行优化设计，才能够达到建筑结构的最终优化效果。因此现代建筑的结构优化设计应该涵盖了建筑工程的每个方面，设计人员必须认识到建筑结构优化设计的重要性，科学合理的制定建筑结构优化设计方法，这样才能够有效提高建筑的经济效益和功能利用率。
一、现代建筑结构优化设计的意义
建筑结构设计人员只有在保证结构安全的前提条件下，对现代建筑结构进行综合理性的分析，并运用科学的结构优化设计方法来进行设计，这样才能够达到建筑结构优化设计的需求，让建筑工程造价得以有效控制，让投资方获取更多的经济利益。根据以往的结构优化设计数据来看，建筑工程进行优化设计之后相比于以往的工程设计可以减少5%到30%的工程造价。但是实际上制约优化设计工作进行的因素还是有很多，诸如工程设计进度让设计人员没有时间对结构进行优化设计，加之现在很多傻瓜式的工程设计软件让很多新的设计人员对结构优化设计的理解越来越不充分，限制了他们工作能力的进步，不能进行科学的优化设计，很多结构设计人员在对建筑结构进行优化设计时常常无暇顾及到结构的整体方案设计，无法考虑到总体的造价控制。因此只有加强设计人员对建筑结构优化设计的把握度，提高优化设计方案的科学性和合理性，才能够最大限度的降低工程造价，让技术与经济效益充分结合，创造出更多的社会效益。
二、现代建筑结构优化设计的方法
（一）制定科学的结构优化设计方案
科学合理的设计方案能够在很大程度上决定结构设计成败，建筑设计虽然相同，但结构设计方案却不一样，不同的结构设计方案也会让工程造价和质量也会有很多区别，因此要制定科学的结构优化设计方案。在选择方案时应该按照一定的原则处理好各个构件和结构的关系，发挥出建筑的整体结构与构件之间的最佳受力状态，最大限度的保证建筑整体结构的安全可靠，让建筑的外力作用中心、质量重心与结构平面布置的抗侧力刚度中心接近或重合，尽量减少由于外力作用造成的结构扭转，如果结构平面进行不规则布置，那么会由于抵抗结构扭转造成材料使用量的增加，这样不仅会增加造价成本，还会积累不安全因素，因此在进行结构优化设计时必须积极与建筑师进行协调沟通，制定科学的建筑结构设计方案。
（二）做好剪力墙的结构设计
在剪力墙的结构设计中，其核心部分是连梁的设计。连梁通过连接各个墙肢形成联肢墙，这样就让墙肢的约束条件无形的增加了，而连梁剐度的增大又会增加结构的地震作用，这样就需要增加构件的配筋量来保证连梁与墙肢的内力分配平衡，这样进行设计通常会造成建筑材料的浪费，因此设计人员在进行建筑结构设计时通常会把连梁设计为弱连梁而不是用窗下墙作为连梁。另外，应该从多方面综合考虑，对抗侧力构件进行科学布置。剪力墙设计越多，结构位移就越小，抗侧力刚度就会增加，但是我们已经知道，抗侧力刚度的增加会让结构地震力随之增加，因此在设计剪力墙时，应该遵循对称、分散等原则，按照有关规范控制剪力墙的数量。
（三）建筑结构形式的合理选用
根据现代建筑的类别和实现功能的不同我们可以对建筑的结构形式进行不同的选择。一是砌体结构的设计方面，砖砌体的功能是承重和抗侧移，它的平面设计布置没有硬性的要求，虽然如此但是还是要注意不能有受力大的突兀结构形式，门窗的洞宽度最好不要超过2.1米，纵向的墙体一般不少于3道，通过对这些方面的控制可以让构造柱的配筋适当减少。二是底部框架剪力的设计方面，底部框架剪力墙的结构设计对建筑平面的要求非常严格，设计时应当将承重墙放在框架梁之上，对于放在次梁上的墙体，要加大次梁和主梁的配筋，将该处的楼板厚度适当加厚。
（四）加强细节部位的优化设计
现代建筑结构设计中，不仅要关注建筑整体设计，还必须对结构局部细部构件精心设计。例如在对现浇板进行设计时要努力把异形板划为矩形，通过这种设计方式不仅可以减少拐角裂缝，还能够让现浇板合理受力。又如，柱构件采用高强度混凝土可以有效减少底部截面，而对于水平构件来说就可以将混凝土的标号适量的减少，这样既可以达到受力要求，又可以节约成本。另外，现代计算机技术的发展与结构优化设计逐渐结合在一起，很多仿真的结构优化设计软件得以广泛运用，设计人员可以通过计算机建立分析模型，在计算机上对建筑结构进行优先设计，达到结构设计优化的目的。在对建筑的具体结构设计工作中，建筑结构优化设计已经从工程问题变为数学问题，基于这一原因，设计人员提高对计算机优化分析的能力也是非常重要的。
三、结语
现代建筑结构优化设计的前提是建筑功能的实现，要保证建筑的舒适度和生命力。建筑的结构设计在建筑工程项目中的作用非常重要，它不仅能够带来很大的经济效益，还对建筑的质量安全起到了保障作用。我们在进行建筑的结构设计时，必须严格按照国家的相关规定，保证理论计算和实际情况相一致，尽量避免设计中的薄弱环节，做到让所有构件的可靠度相一致。现代建筑结构优化设计是一种科学有效的设计方法，也是一项复杂的过程，相比于传统的建筑结构设计，它更能节省工程造价，提高工程设计进度。要做好结构优化设计工作，要求广大设计人员不仅要熟悉结构设计知识，还要掌握相应的数学和程序计算知识，通过对现代建筑的结构优化设计能够实现建筑的经济适用和美观舒适的功能，它也是衡量一名建筑结构设计人员专业能力的重要标准。
中图分类号：S611文献标识码： A
目前，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列，成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。因此，建筑节能已迫在眉睫，要把节能建筑工作放到贯彻科学发展观、全面建设小康社会、保证国家能源安全、实施可持续发展的战略高度来认识。因此，通过优化设计来有效控制能源消耗，应得到广泛重视。
一、优化设计对建筑节能的影响
1、设计方案影响工程建造直接能源消耗
在工程设计中，其建筑和结构方案的选择对建筑的直接能耗有较大影响，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。
2、设计方案影响建成后使用的能耗
建筑是牵涉到很多专业的复合体,并且完整的建筑节能工作包括了从最初的规划、方案到设计、施工,以及多年的运营使用,直至最后拆除重建的全生命周期过程。 但以往只注重直接建造成本的降低，轻运营阶段能耗的使用情况。从住宅使用过程中的资源消耗看，与发达国家相比，我国住宅使用能耗为相同技术条件下发达国家的两到三倍。例如，在空调与采暖设备的市场上，各种品牌各种型号使消费者眼花缭乱。空调设备有空气源热泵、地源热泵、风机盘管、地板采暖、辐射制冷、采暖系统、户室中央空调、变频机组、水系统、冷媒系统等等。这些空调系统的初投资和运行费用大不相同，那么通过模拟量化，计算出初投资的费用、每年的耗能量、能源费用，消费者或者项目开发者就可以很容易地作出正确的决定。例如北京的一些奥运场馆中，为减少能耗，设计者没有采用普通的新风系统和空调系统，而是经过多次优化设计，寻找最佳节能方案。为实现自然通风和改善室内环境，采用了智能电动窗，很好的解决了新风问题；在场馆空调设计中（包括“水立方”和“鸟巢”）都采用了由美国联合技术开利公司设计的节能空调系统。该系统通过热回收技术在空调系统中的应用，节能率为10%。该系统在冷水机组上加装了热回收装置，在空气处理机中采用了新型热管热回收装置，可以回收场馆排放总热量的50%，回收的热能一部分用于加热游泳池水和生活用水，另一部分用于加热新风。
二、现阶段推行优化设计运作困难的成因
1、政府主管部门对建筑节能优化设计监控不力
长期以来，主管部门对设计节能成果缺乏必要的考核与评价，有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题，仅仅是一些新材料或空间布置的一些规定。缺乏对方案的节能性方面的系统审查要求。建筑节能设计首先是一个系统设计问题，它绝不是多项节能技术或者节能设备的简单累加，它需要定量化。例如，人们在市场上可以买到节能空调、节能玻璃、节能热水器、太阳能热水器、墙体保温材料等等，但是这些材料与设备如何使用、使用哪种型号、用量多少、所起到的作用是什么就需要通过量化整合来完成。集思广益，从多方面影响因素出发，以最低的投资、最佳的手段完成并达到节能设计目标。所以建设主管部门监管的同时，应增加人员配备和审查力度，对设计节能成果进行量化全面审查。
2、业主要求优化设计的意识不强
目前，业主往往把控制重心放在施工直接投资环节上，而对建成后使用运营成本及节能优化设计环节重视不够。其原因：一是对设计对投资影响的重要性认识不够，只看到搞施工招标，投标价要低于标底价、施工单位要让利等，殊不知选择一个优秀的设计单位进行设计方案的优化会带来更大的节约；二是对建筑节能的认识不到位，没有一个节能环保绿色建筑意识。
3、建筑节能优化设计的开展缺乏必要的压力和动力
由于缺少建筑节能优化设计与企业和公众的直接经济利益联系，使得节能工作缺少内在经济利益推动力，政府部门建筑节能管理工作还存在体制不顺、监管体系不健全，造成执法不严、监督不力，国家政策不配套，缺乏激励机制和工作力度。
三、搞好优化设计的几点建议
1、主管部门应加强对建筑节能优化设计工作的监控
为保证建筑节能优化设计工作的进行，开始可由政府主管部门来强制执行，通过对设计节能成果进行全面审查后方可实施。政府主管部门不仅需在技术法规与标准相结合方面做出努力，而且还需要政府以技术法规的形式提出必须严格控制的最基本的技术指标、技术要求、功能要求，可以导则、指南、技术标准等标准类技术文件予以体现。利用主管部门的职能，总结推广标准规范、标准设计、公布合理的技术经济指标及考核指标，为优化设计的进行提供良好服务。建筑节能技术新规范逐步从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标，转化为控制建筑物的实际能耗。新建建筑必须出具建造耗材经济指标、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑热损失计算结果，特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量（包括供暖、通风和热水供应）和建造能耗值只有满足其对应的节能标准才被允许开工及竣工验收。在竣工时，建筑开发商必须出具相关部门的一份“能源消耗证明”，证明清楚地列出了该住宅每年的能耗，及节能等级。以上措施，必须逐步实施，特别是国有投资项目要先于执行。
2、以政策扶持拉动建筑节能优化设计
国家制定节能政策，并要求以多样化的经济激励等扶持举措，形成推动建筑节能的市场机制，推进建筑节能优化设计的推广。对建造节能建筑产品的要根据优化设计后节能程度给予政策和资金支持，减免税费等优惠措施，并可建立评价机制，对因建造节能建筑而超支部分资金，国家应给予无偿免息贷款或奖励机制，使建筑节能优化设计以行政手段为主转向以经济手段为主。
3、开展积极有效的宣传引导工作
建筑节能政策要取得理想的实施效果，重在宣传引导。不但政府职能部门对节能政策的推行不遗余力，而且有关企业也应加入到宣传节能政策的行列。政府职能部门应免费对社会公众提供节能政策咨询、进行节能知识宣传和相关培训，以及进行节能技术、产品的展示、讲解等方面做大量的工作。力争实现多方参与节能政策的宣传引导，大大提高人们的节能意识和对节能知识、技术的认知、把握能力，从而使节能政策得到有力的贯彻实施。
Abstract: Because our country is at present rapid development of high-rise buildings, in its structure design often encounters to all kinds of problems, which requires structural designers continue to accumulate experience, independent innovation, using the correct concepts of structural design, therefore, structural engineer must in every project design can be continuously explore the laws of nature, the tireless pursuit of the best optimal relative to comparison, by reflection, in the accumulated experience, and constantly improve their judgment and creativity.
Key words: construction engineering; structural design; optimization design; principle
中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：
1、建筑结构优化设计基本原则
1.1建筑平面布置产生规则结构效应的原则
有规则建筑体型和平面布置的结构，因其受力较简单，造价相对较低。但由于不同使用功能的需要，建筑的体型和平面布置是多种多样的，不可能因结构要求规则而对建筑师的创作提出无理要求，倒是可以在满足不同使用功能的前提下，通过对结构墙、柱的布局和墙肢长短的调节，使不规则的建筑体型和平面布置产生规则结构的效应，同样可以使建筑结构达到经济合理和安全耐用的预定目标。
1.2提高建筑舒适度原则
所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装饰装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合，是整体优化设计，如果仅仅是某个专业设计得好，是不可能被称作是一个好建筑的，结构设计也不能例外的；建筑结构设计要能最大程度地满足建筑平面布置、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要求， 投入使用后，使用户在工作和生活中感到很舒适，使建筑真正成为人人赞美的好建筑，这才是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。因此，建筑结构的优化设计应包含结构体系的优选、传力途径的科学性、构件布置的合理性、构件和材料选用的正确性等内容；应该把尽可能提高建筑投入使用后的舒适度作为建筑结构优化设计的一条重要基本原则。
1.3建筑结构整体安全度原则
我国早已颁布实施的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定的抗震设计的标准是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，是说整个建筑结构所有构件要共同达到的目标。如果一个工程有99%的构件在大震作用下不会被破坏， 而其中有1%的构件即使在小震作用下就被破坏，导致整个建筑垮塌，那么，这个工程还能说是结构安全吗？ 所以结构优化设计应全面考虑整体建筑的每个构件，使结构体系中每个构件都具有合理的可靠性，确保整个结构体系的安全性能，确保实现结构设计规范规定的设计标准，达到建筑结构既安全耐用又经济合理的总目标。这就是结构设计应坚持的建筑结构整体安全度原则。
1.4不同构件采用不同的安全系数的结构优化设计原则
由于现浇钢筋混凝土楼板的约束作用，可以在很大程度上提高楼盖梁的承载能力，最高时可提高约1.5倍。而现行国内结构计算软件却不能准确反映现浇楼板的这种约束作用，因此，按力学计算结果进行结构设计的话，对现浇楼盖梁而言，它的安全系数就偏高了许多。另一方面，从对出现垮塌事故的工程进行事故原因调查和分析可以得知，由于楼盖或楼盖梁的问题而导致结构破坏的工程实例极少，除非是结构计算本身有误；从许多震害调查的工程实例中也可得知，在地震力作用下建筑倒塌的主要原因，也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到破坏所致。在实际的结构设计工作中，若不考虑构件的实际承载能力，对所有构件采取相同的安全系数，就会造成建筑结构在安全性和经济性方面的不合理。因此，在结构设计时，对独立构件、静定结构和竖向构件应采用较大的安全系数，而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适当降低，这样处理既可以降低工程造价，又可提高结构的综合安全度。
2、房屋建筑结构优化设计的必要性
为了达到结构优化设计的目的，工程设计人员必须在保证结构安全的前提下，通过对建筑结构的整体概念分析，采用合理的优化设计理念和方法进行优化设计，使得能有效地控制工程造价，满足投资方的经济性要求。通过以往的优化设计经验来看，相比于传统的设计方法，优化设计通常可以达到降低工程造价5%～30%的目的。但是在实际的工程设计中，很多因素都制约了优化设计的开展和实施。比如，工程的设计进度的要求，使得设计人员根本无暇顾及到结构的优化设计要求； 再者，由于知识水平的限制，傻瓜化的设计软件使得部分设计人员对优化设计的理解缺乏，更谈不上有效合理的优化设计，大部分设计人员在所谓优化设计中总着眼于局部部位而忽略了结构总体方案的设计，没有从总体布局上考虑造价的控制。为此，为了降低工程造价的成本，提高设计人员在提高设计人员在实际工作中对优化设计的认识和重视非常必要，只有加强技术和经济效益的有效结合，通过合理的优化设计方案，才能达到创造更大的社会效益。
3、房屋建筑结构优化设计的内容
结构设计的工作主要是根据建筑设计的要求，采用合理的设计理念和方法，来确定适当的结构形式、布置以及具体的构件设计尺寸。对常见的钢筋混凝土住宅结构体系进行优化时，可以从结构整体的布局以及具体构件两方面的因素来加以考虑。影响结构整体的布局的因素包括了建筑物的体型特征、柱网尺寸、层高以及抗侧力构件的位置等具体构件因素主要包括结构的布置、构件的截面、混凝土和钢筋强度等级及配筋构造等。综合考虑两方方面的因素影响是必须的，为了实现这一目标，对工程师提出了更高的要求，即需要结构工程师对结构和构件受力特征有充分的把握，能根据构件设计的合理经验和规范的深刻理解，采用合理优化方法进行有效设计。
3、房屋建筑结构优化设计的措施
3.1建筑结构形式的优化设计
3.1.1剪力墙的设计
联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成，从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。因此，在住宅结构设计时，一般情况下不宜采用大刚度的窗下墙作为连梁，而宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑，合理布置抗侧力构件。显然，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量。
3.1.2砌体结构的设计
作为承重构件和抗侧移构件的砖砌体，其平面布置较为灵活，但不适宜做跃层结构及受力较大的突兀结构形式。门窗开洞宽度不宜超过2.1m，纵向墙体数量不宜少于三道，这一措施可以适当减少构造柱的配筋。宜使砌体房屋成为纵横刚度相近、各层约束合理分布的空间受力体系。
3.1.3底部框架剪力墙的设计
底部框架剪力墙结构由于竖向抗侧力构件不连续，使得建筑物在转换层上下出现刚度、内力和位移突变，促使部分构件提前破坏，因此对建筑物在转换层上下的刚度比的要求比较严格，以缓解构件内力、位移突变的情况。由于底部框架剪力墙结构容易出现刚度突变、位移突变等不规则项，在设计时应尽量避免错层、楼板不连续、平面或竖向尺寸突变等不规则项，以免形成具有较明显的抗震薄弱部位的特别不规则结构。承重墙尽量放在框架梁上，如果出现放在次梁上的墙体时，应适当加大该次梁、主梁、框架梁的安全系数，加厚该处的楼板厚度。
3.2注重细部优化
3.2.1在注重整体设计的同时，也应加强结构局部构件的精细设计。比如现浇板设计中尽量把异形板划分为矩形板，这样既达到合理受力的目的，也避免了拐角裂缝的出现。
3.2.2底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大，此时若选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，便可减少箍筋肢数或箍筋直径，达到降低造价的以及方便施工的目的。还有，为减少柱构件底部截面，采用高强度的混凝土是不错的选择，但是水平构件混凝土可适当减少混凝土的标号，满足了受力要求，也节约了成本。
3.3结构设计软件在优化设计中的运用
