时间：2023-09-05 09:29:15
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1 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
1.1 结构设计优化方法的应用 结构设计优化方法和技术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含选型、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要求的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
1.2 结构设计优化方法的实践价值 笔者认为，在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%～30%。优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。同时，它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。
2 民用建筑结构设计与经济性的关系
2.1 结构设计与用地的关系 多层或高层住宅建筑中，总建筑面积是各层建筑面积的总和，层数越多，单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加，房屋的总高度也增加，房屋之间的间距也必须增大。因此，用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。
2.2 结构设计与造价的关系 建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响，但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分，不管层数多少，都共用一个屋盖，并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此，屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分，各层共用基础，随着层数增加，基础结构的荷载加大，必须加大基础的承载力，虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低，但不如屋盖那样显著。承重结构，如墙、柱、梁等，随层数增加而要增强承载能力和抗震能力，这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。
2.3 高层住宅结构设计与经济性的关系 住宅的层高直接影响住宅的造价，因为层高增加，墙体面积和柱体积增加，并增加结构的自重，会增加基础和柱的承载力，并使水卫和电气的管线加长。降低层高，可节省材料、节约能源，有利于抗震，节省造价。同时，除降低层高可以减少住宅建筑总高度，缩小建筑之间的日照距离，所以降低层高能也取得节约用地的效果。
在相同建筑面积时，住宅建筑平面形状不同，住宅的外墙周长系数也不相同。显然平面形状越接近方形或圆形，外墙周长系数越小，外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少，并且受力性能好，造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性，通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。 转贴
3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
3.1 直觉优化（概念设计优化）技术与建筑结构设计 对于同一建筑方案，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：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。
3.2 概念设计处理的实际建筑设计问题 概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计，建筑结构能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，分析如何应付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，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。
4 结语
建筑是凝固的艺术，建筑师总是希望通过建筑物表达自己的设计意图，力求艺术性和实用性的完美结合。结构师在保证安全性的前提下，当然应该敢于挑战新的结构形式，使建筑师的意图得以实现。在建筑结构设计的过程中，在基本满足建筑师设计意图的基础上，平面布置应尽量规则，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通；能不使用转换层的就应避免使用，以减小结构分析和设计上的困难，另外也不经济，还容易造成应力集中；竖向刚度最好不要突变，而要渐变，否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象，这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。
参考文献：
[1]张炳华.土建结构优化设计[M].上海：同济大学出版社，2008：34-36.
1.高层建筑混凝土结构
在我国城市建设中常用的建筑结构主要有钢混结构、组合结构、智能建筑、新型材料结构等几种，下面我就逐一进行分析。
1.1钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构式目前建筑工程中涉及最广的建筑形式，它有着刚度大、整体性好、耐久性强、维修简单、成本低廉的特点。我国目前的钢筋混凝土技术在不断发展，高强混凝土、纤维混凝土、轻型混凝土都在建筑工程中被广泛应用，并且施工水平已经达到了国际先进水平，这更加加大了钢筋混凝土结构的适用性，使其发展成为了房屋建筑工程的首选结构形式。
1.2组合结构
组合结构的诞生不仅是一场技术革命，更使整个建筑行业像前迈进了一大步，结合结构使建造超高层建筑的设想成为可能。组合结构不仅有传统钢筋混凝
土的所有优点，并且在材料使用上相对节省，这对提高施工进度，降低施工成本都起到不可替代的作用。组合混凝土在施工中使混凝土本身经过三轴受压的状态，使自身的承载能力得到提高，并且组合结构混凝土可以取代很多钢结构和混凝土结构的应用，这直接降低了建筑物的自重，为超高层建筑的设计提供了理论支持。
1.3新型结构
传统的高层建筑分为框剪结构、剪力墙结构、框架结构三种，而随着建筑结构学研究的不断深入，诞生了以筒体为结构的新型结构形式。筒体结构主要分为筒中筒体系、框筒体系、和多束筒体系。新型结构筒体与传统平面结构有很大的不同点，首先它的抗位移能力和承载力要大于传统结构，它将水平力看成固定在基础上的悬臂结构。所以这种结构形式在功能性强、应用范围广的建筑施工中多有使用。
1.4智能建筑
智能建筑是高科技的产物，它在施工技术、工程材料、工程检测方式上都与传统建筑有着很大的区别，但就目前发展来看，智能建筑是未来建筑发展的主体。智能建筑的几大优点集合在建筑结构、内部系统、适用范围等方面。它直接为使用者提供了一个安全、快捷、舒适的使用环境。
2.高层建筑结构设计的基本原则
建筑结构在设计中必须以实用、便于施工、安全可靠为设计点进行设计，通常情况下要满足以下几大原则：
2.1结构安全
建筑的结构必须满足在使用年限中可以承受的各种情况，一旦在使用过程中出现了不可抗拒力的破坏，建筑的结构必须保证稳定性，不至于直接倒塌。
2.2可施工性
不论任何设计，必须在设计的过程中将施工问题首先进行考虑，如果设计标准与实际施工背道而驰，在好的建筑设计业不可能转化为实体建筑，来为我们服务。
使用寿命。当建筑物投入使用后，建筑物的必须满足设计年限中的使用要求，不能再无外力扰动的情况下出现裂缝、变形等质量问题。
3.高层建筑混凝土结构设计易出现的问题
在高层建筑结构的设计中需要考虑的问题很多，尤其是高层建筑中的钢筋混凝土结构的设计。
3.1结构选型问题
在新执行的规范中对建筑的结构选型设计增加了很多限制性，首先限制了结构的规则性然后对建筑设计中出现的超高问题和抗震问题加以深化，对于高层建筑结构设计的规则性，在新出台的建筑规范章程的相关规定中，变动挺大，新的规范标准在结构设计方面增加了一系列的限制条件。比如，新的规范制度用强制
性的条文规定了“建筑物不应该采用严重不规则的建筑设计方案”。所以，在进行高层建筑结构设计时，相关人员应注意遵守新规范制度中的限制性条件，对于设计中的不符合规定问题根据实际情况及时的调整，避免为后期设计工作留下隐患。
3.2地基和基础设计中的问题
在柱下独立基础带梁板式的地下室底板设计中，往往会忽视建筑物沉降带来的附加应力的影响，而产生沉降变形以及共同受力，如果没有考虑其产生的附加应力，会使底板偏于不安全，还可能导致地下室底板承载能力不足而引起其开裂，在采用天然地基状况下，会带来更为显著的影响。
3.3结构分析计算的问题
在计算机使用非常广泛的今天，计算机带给了人们极大的便利，工作效率大大提高的同时，社会日常工作和生活对计算机的依赖程度越来越深。在建筑结构设计中，深化计算机的应用，合理地使用计算机，使建筑物更安全舒适、更美观经济是建筑设计人员任重而道远的责任。我们在设计中及与其它设计单位交往的过程中发现，虽然采用了CAD，但在结构施工图中出现了许多概念性的错误和计算错误，有些错误可能会导致严重的后果。在实际工程中，我们应该重视抗震概念设计和构造设计的问题，避免过分依赖计算机，这样才能设计出更经济，更安全舒适、更美观经济的建筑。
4.高层建筑混凝土结构优化设计的对策
在高层建筑中筒体结构的抗震能力最好。假设发生6。7级地震时，只要在设计中针对楼面钢梁或型钢混凝土梁与筒体交接处及筒体四角墙内设置结构柱，
就会有效缓解地震影响。如果当地震达到8-9度抗震时，我们在设计中要在钢混凝土梁与筒体交接处及简体墙内设置型钢柱。这些设计都能有效增加建筑的抗
1工程概况
本工程为某住宅小区内其中一幢高层商住楼，地下两层，地上二十四层，地上各层层高均为3.0m，房屋高度72.30m。其中地上1~3层住宅部分嵌套有两层商业裙房，裙房一层层高4.8m，二层层高4.2m，与主楼形成局部错层结构。主楼平面尺寸基本呈矩形，长68.2m，宽17.25m，局部有凹进部分。裙房位于高层主楼北侧及东侧，其中北侧部分宽度为12.60m，东侧部分宽度为20.40m。三层以上均为住宅。工程所在地抗震设防烈度为Ⅶ度（0.15g），设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅱ类场地。
2初选方案
根据建筑方案条件，由于底部两层商业裙房部分延伸进入主楼轮廓以内，为尽量保证商业空间的完整性，结构初步选定的方案为主楼与裙房连为一体，主楼采用剪力墙结构，裙房部分采用框架。由于存在局部错层，结构建模时地上1~3层按四个结构层输入，层高自下而上依次为3.0m、1.8m、1.2m、3.0m。通过使用中国建筑科学研究院PKPM工程部编制的结构分析程序《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》（V2.2版）进行结构分析初步试算，获得了这一方案的试算结果，并通过试算结果对这一方案的合理性进行了判定。
3方案评价
根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》第二条：（二）规则性超限工程：指房屋高度不超过规定，但建筑结构布置属于《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）3.4.1条在高层建筑的一个独立结构单元内，结构平面形状宜简单、规则，质量、刚度和承载力分布宜均匀。不应采用严重不规则的平面布置。3.5.1条高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。通过对初步试算结果结合规范规定进行判定，该楼扭转位移比为1.33，平面凹凸尺寸与相应边长的比值为33.63%，由于局部错层形成的刚度突变，层高3.0m所在层与上一层层高1.8m的刚度比为68.77%，主楼质心与底部大底盘的质心偏心距为21.20%，均超过规范限值，初步试算结果存在“扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、刚度突变、塔楼偏置”共五项结构不规则项，属于规则性超限的高层建筑工程。通过对结果进行分析，各指标超出规范限值幅度均不大，通过对结构方案进行优化，有可能消除部分不规则项，提高结构的规则性，从而使结构方案趋于合理。
4方案优化
通过与建筑方案设计者进行协调，在主楼与裙房之间设置防震缝将主楼与裙房断开形成两个独立的结构单元，基本不影响其使用功能。而采用这一结构方案，可以消除“塔楼偏置”不规则项，故在方案优化过程中，笔者决定采用主楼与裙房之间设置防震缝的结构方案。接下来，笔者针对“扭转不规则”这一不规则项进行了优化试算。由于主楼为两个单元的塔式住宅拼成整体，长度方向较长，从而导致扭转位移比偏大，笔者试算时将其分成两个独立的塔式住宅单元，根据试算结果，分成两个塔式单元后扭转位移比有所减小，为1.25，但仍大于1.2，“扭转不规则”这一不规则项并未消除。究其原因，主要是该塔式住宅左右刚度不对称所致。所以此项优化措施并未达到消除不规则项的目的，最终确定仍采用两个塔式住宅单元拼成整体的方案。针对“凹凸不规则”不规则项，由于其平面凹凸尺寸与相应边长的比值为33.63%，接近规范规定的30%的限值，通过与建筑专业协商，在不影响其使用功能的前提下，在平面凹入最深的部位增设了结构板带，使其平面凹凸尺寸与相应边长的比值减小至29.54%，满足了规范限值要求，消除了这一结构不规则项。“楼板不连续”这一不规则项主要是由于主楼范围内商业与住宅形成局部错层所引起的，而各部分的建筑功能为方案设计阶段已经确定的内容，故此不规则项没有优化的余地。针对“刚度突变”不规则项，由于层高3.0m所在层与上一层层高1.8m的刚度比为68.77%，接近规范规定的70%的限值，通过加大层高3.0m所在层剪力墙厚度、在该层局部增设剪力墙等措施，使调整后该层与上一层的刚度比达到72.43%，满足了规范限值要求，消除了这一结构不规则项。
Abstract: the optimal structure design is effective control of the project cost the important means. The engineering cost control, passes through in the entire process of engineering construction. When investment project once decision-making, design is the key to the project cost. Optimization design plan needs to consider the most economic and the most reasonable, to ensure the project cost is the premise of the reasonable safeguard, also is the key. In view of the different geological conditions, to the best cost for the purpose of underground structure optimization design, select the reasonable foundation types. Can achieve the goal of economic and practical.
Keywords: optimization structure design, engineering cost, the relation analysis
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
在工程建设的过程当中的三大阶段，主要包括了对于项目的设计、决策以及实施。而项目关键的投资控制在与设计与决策者两方面，当项目投资的决策作出之后，设计就成为整个工程的关键所在。对于建筑结构进行设计主要目的在于建筑设计方案的实现，而优化设计，能够节约工程造价。
一、建筑工程造价管理的概念
建筑工程造价，就是在一个项目工程的设计、决策开始到施工结束的验收这一整体过程当中所需要花费的资金，也可以将其看成为对于建筑项目工程的投资费用。
对于建筑工程的造价管理，实际上就是合理的、科学的调控工程当中的各个阶段，从而达到节约工程成本投资，将工程造价成本降至最低的目的。
二、建筑工程造价管理的重要性
对于建筑工程项目来说，核心内容就是对于建筑工程造价的控制，这也是贯穿于整个施工过程的管理。有效的控制施工造价，不仅仅是预防工程施工所花费的资金超出了前期的施工预算，更重要的是为了在全程施工管理过程当中，让施工方、设计方将自身的管理制度加以完善，让项目使用资源区域合理化、科学化，并且能够将已有资源的作用最大化，从而确保工程的经济、社会效益，最终加快企业的发展，提高市场竞争能力。在本文中，笔者主要针对降低工程造价与工程结构优化设计之间存在的联系进行了探讨，从而在施工当中选择嘴儿合理的施工方案确保施工造价最低化、工程质量最高化、经济与社会效益的最大化。
三、建筑设计对工程造价的影响主要体现在以下几方面
(一)建筑设计方案直接影响投资
相对于整个建设工程来讲，设计所需费用仅仅不到1%，但是正是因为设计费用这不到1%的影响这高达65%之上的投资。在对单项工程所需花费进行计算的时候，对于建筑使用的材料以及结构方案的选择都有着不同程度的影响。例如在建筑结构的设计当中对于基础类型的选用以及对于建筑的结构形式选择以及规范上都存在技术方面的经济分析问题。
(二)设计方案对于经常性费用有着一定的影响
对于建筑项目建设一次性投资中，建筑结构设计有一定的影响，另外对于使用阶段的经常的使用费用也有着影响，例如维修、照明能源、清洁等方面。而经常性使用的费用与一次性的投资费用是成反比的。但是通过设计人员的精心设计与努力，只要找寻到两者之间最佳的结合点，才能够确保建设使用最低的费用。
(三)设计质量对于投资有着间接的影响
在建筑工程质量事故的影响当中，设计占据的比例为例第一，大约40%。为数不少的建筑产品由于设计不够合理，会影响到产品的正常使用；对于设计图纸要求过低，往往设计之间存在矛盾，而导致停工、返工现象严重，甚至是给建筑带来安全隐患或者是质量方面的缺陷，从而造成不必要的投资浪费，从而将工程造价提高。
四、优化建筑结构设计思考
目前在设计阶段，大多数项目在设计方面都会限额，初步设计概算控制在批准投资估算的合理幅度内，这样的方法也能够在一定程度上控制好工程造价。
所以对于方案的优化设计，就需要在原方案设计的基础上，投入新材料、结合设备与新型工艺的使用，对于方案进行局部的设计变更，不仅可以让技术更加具备可行性，更重要的是能够满足工程对于功能的要求，这样不仅节约了工程使用材料，而且也明显降低了工程的造价。往往在同一个工程或者是建设项目当中会有多种设计方案，也会出现不同的工程造价，所以能够进行方案的对比，才能够为建筑工程选择最经济、最优的设计方案。
在对建筑结构设计当中，对工程造价来说，选择不同的方案或者是不同的材料会存在着不同的影响，例如对于建筑层数与层高的确定中、对于基础类型的选择、对于结构形式的选择上都存在很高的经济分析问题。据不完全的统计，在满足工程同样的功能之下，合理的、经济的设计可能降低总工程造价的10%左右，甚至能够达到20%。对于建筑当中的基础、墙体、柱子等组成，所占据的总造价比例不尽相同，对于工程造价的影响，结构方案优化也就不一样，所以人们需要考虑到侧重点来进行方案优化设计。
例如：对于工程项目的基础结构的造价方面，与当地的地质条件有着密切关系，而在整个主体工程当中，基础工期大约占了25%到30%左右，而占据总造价的15%左右，所以项目基础工程对于整个项目的重要性就显而易见了。因此，在对造价方案的设计当中，需要着重于地质勘察的交底，从而选择合理的基础形式。
五、优化设计降低建筑工程造价，提高投资效益
（一）对于建筑设计来说，需要最大程度的满足到建筑的空间高度、内部平面、里面等等的使用功能以及对于建筑外观的审美要求。例如：一幢好的建筑物从它的设计之初到真正的施工完成，需要考虑的因素多种多样。有构件的布置、有结构体系的选择、也有材料的选取等等，都会不同程度的影响工程造价。
（二）随着时代的发展，当代建筑的不规则性、复杂化已经越来越明显，因此在结构设计应当尽量的做到使建筑体型产生规则的结构效应。使传力、刚度中心尽量接近或重合，结构就基本具备了规则的条件。结构传力途径需要直接而简单，否则在空间关系的复杂部位就会有多次转换的结构构件出现，但是如此工程造价就会提高，在安全方面也容易出现问题。多种多样的结构传力，支撑构件也可以考虑到传力途径是否合理进行相应的变换。对于传力途径的选择最直接、最简单，不但可以将中间传力的结构构件省去，更多的是能够将结构的安全风险降至最低，最终使得结构受力更加明确，而且工程造价也相对经济。
（三）应充分理解和灵活运用规范条文。现在地下结构的设计越来越重要，更要讲究合理与经济。例如：对于建筑方案中，涉及到了不同的抗震区域的时候，也需要针对实际情况，采用抗震最合适的等级来调整建筑结构方案。
（四）对于建筑物的造价来讲，地面之上的结构形式也有一定程度的影响。考虑到建筑物各种各样的类型、建成之后的功能、使用途径等等，不同的优化结构方案解决措施的提出，再通过各种优化方案之间的比较、择优，才能确保即能够确保建筑物结构的安全，又能够以工程造价为准则。
六、结语
对于建筑工程造价的控制上，结构设计的优化是最重要的手段之一，也是为了整个工程经济与技术之间平衡的实现过程。在建筑优化设计当中，评审、比较分析以及计算各种设计方案；优化方案技术上的经济性、先进性是造价合理的前提，也是控制的关键之一。所以，在本文当中，针对建筑工程造价方面的结构优化设计进行了一定的探讨，也希望各位设计人员在设计方案上进一步的研究、考虑，多做实地研究，才能够真正的实现工程造价的最终优化。
【参考文献】
Abstract: the engineering for a high-rise residential houses, of which the ground and layer, the standard 1 layer structure unit (see figure 1, 3 m tall; 9 layer has a jump layer for 10 layer, local outstanding roofing part is the elevator computer room. The paper, in combination with the characteristics of residential building structure, the optimization design for structure, for peer designers.
Keywords: small high-rise residential houses; Structure characteristics; Optimization design; explore
中图分类号：TU241.8文献标识码：A文章编号：
1 工程概况
该工程建筑总面积为4337.18m2 ,建筑总高27.600m，工程建筑结构的安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8 度,设计基本地震加速度为0.2g ,设计地震分组为第一组,地面粗糙度为C 类,基本风压值取值0.35kN/ m2 ,场地土类别为Ⅱ类。
图1 标准1层结构单元图
2 结构方案布置
原结构方案采用一般的剪力墙结构,这种结构形式对于房屋高度不太大的小高层建筑来说,这种结构会造成刚度过大,重量增加,导致地震反应过强,使得上部结构和基础造价提高。所以,为了有效提高经济指标,经多方案论证,决定采用短肢剪力墙结构体系。在本住宅结构平面布置中,尽量使结构平面形状和刚度均匀对称。短肢剪力墙双向布置,尽量拉通、对直。竖向布置中,力求规划均匀,避免有过大的外挑、内收,以及楼层刚度沿竖向突变,使整个房屋的抗侧刚度中心靠近水平荷载合力的作用线,以免房屋发生扭转。根据建筑的平面布置,在房间、楼梯间、电梯间的四角,采用Z 形、L 形、T 形或异形的墙肢。在设计过程中还应注意同周期的关系,使结构的第一自振周期避开场地土的卓越周期,以免地基与结构形成共振或类共振,既保证结构在风和地震荷载作用下的变形控制在规范允许的范围内,又要保证建筑物有相对合理的自振周期,做到结构设计经济、合理且实用。
本方案根据上述建议经过多次调试,得到了几种结构方案,结构平面布置见图2。剪力墙截面厚度同相邻砌体填充墙厚度均为100mm。剪力墙、梁混凝土强度等级为C30。板的混凝土强度等级均为C25。主要连梁的尺寸大都为200mm×400mm。标准层楼板厚度为120mm ,顶层楼板厚度为150mm。有别于肢长肢厚比不大于4.0的异形柱,短肢剪力墙的肢长肢厚比按规范要a-方案1；b-方案2；c-方案3；d-方案4
图2 结构平面布置
求控制在5～8范围内,一般剪力墙的肢长肢厚比均大于8。值得注意的是,对肢长肢厚比为4～5范围内的墙肢,目前规范尚无明确条文规定其构件类型,故设计时建议不要采用。由于原方案的剪力墙过多,使底部剪力过大,使结构很不经济,同时布置了少量钢筋混凝土柱子,使结构不是很合理。故方案1在原方案的基础上去掉了构造柱并减少了少量的剪力墙(见图2a)。在方案1 基础上适当的减少一些剪力墙,从而使方案更经济,在调试过程中由于F 轴剪力墙较少,从而使电梯间X 方向的剪力墙承受过大的剪力造成超筋, 故把电梯间X 方向的剪力墙开洞口, 使结构X 向的刚度减少。(见图2b)方案3是在方案2的基础上改善了Y方向的刚度,使两个方向的刚度相接近,使结构更合理且均匀对称(见图2c)。
在方案3的基础上把Y方向的一些T型剪力墙变成一字型,虽然在多高层住宅设计中剪力墙结构应尽量避免一字型,但由于该结构的实际情况,所以采用了部分一字型(见图2d) 。
3 上部结构抗震计算结果分析
3.1 计算结果分析
从构件力学特性上来说,短肢剪力墙的肢长与肢厚比≥5.0,更接近于剪力墙,故计算时将短肢剪力墙作为剪力墙而不是柱考虑应更合理。因此,结构整体计算采用的是在每个节点有六个自由度的壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙墙元不仅具有平面内刚度也具有平面外刚度,可以较好地模拟工程中剪力墙的真实受力状态,计算结果较精确;同时,对楼板SATWE 可以考虑其弹性变形。虽然主楼结构平面较规则,立面也无刚度突变现象,但由于刚度较大的电梯井处筒体有点偏置,会产生扭转的影响,为了计算准确,地震作用计算考虑了结构的扭转耦联和5 %偶然偏心的影响,取了27 个振型计算。
1) 自振周期的控制
考虑扭转耦联时的自振周期(计算时自振周期折减系数取0.8) 如表1(只列了前6个) 所示。从表1 可得,方案4 结构扭转为主的第一自振周期T3=0.9959s,平动为主的第一自振周期T1 =1.1656s,T3/T1=0.854
2) 结构位移的控制
最大层间位移角(应≤1/ 1 000) 、最大水平位移与层平均位移的比值( 不宜大于1.2 , 不应大于1.5)及最大层间位移与平均层间位移的比值(不宜大于1.2 ,不应大于1.5)见表2 。从中可以看出,结构在风荷载和地震作用下的位移均能很好地满足规范限值。
3) 剪重比控制
剪重比是反映结构承受地震作用大小的指标之一,地震力计算不能偏大,但也不能太小。因为短肢剪力墙本身抵抗地震的能力较差,如果短肢剪力墙分配的地震力太大,则很有可能不满足要求。本工程X方向的最小剪重比为4.50% , Y方向的最小剪重比为4.62 % ,根据“抗震规范”(5.2.5)条要求的X、Y向楼层最小剪重比均为3.20%,所以各层均满足要求。
4) 轴压比是体现墙肢抵抗重力荷载代表值作用下的能力“规范”对短肢剪力墙(尤其一字墙肢)要求更高一些。上述工程出现的短肢剪力墙轴压比在0.20～0.45之间,轴压比小于规范规定值。
表1结构自振周期
表2结构位移
表3结构轴压比
3.2 结构经济分析
为了与工程实际情况相符,假设混凝土的成本与混凝土的体积成正比,钢筋的成本与钢筋的体积成正比。在总造价上,暂不考虑模板及楼板等工程的造价影响。暂定单位材料综合价：混凝土单价为460元/m3 ,钢筋5500 元/T，由表4 可知, 方案4 比原方案在造价上要节约19 %，节约了成本，使材料得到了充分的发挥。
有限元分析又称有限单元法，是一种解决场问题一系列偏微分方程的数学方法，被广泛用于解决结构强度、刚度、振动、传热、屈曲问题，在工程机械钢结构设计领域。美国福特过程在上世纪70年代，便应用有NASTRAN软件，对车底架进行静态分析，找出高应力区，进行设计改进。日本五十菱汽车在80年代末将有限元广泛应用于汽车设计的各个阶段。对于结构的优化，其最终目的在于解决钢结构安全性与经济性之间的平衡问题，传统的设计方法采用预先的概念设计，重复进行结构分析、设计演化、构件尺寸调整，工作量大，往往无法进行科学的计算，有限元法对钢结构优化设计，可对结构外部荷载进行预测计算，如结构响应不满足要求，或为了更理想的设计，可进行改进设计。
2 工程机械钢结构静力学分析
2.1有限元法典型分析步骤
有限分析的主要步骤为结构离散化、选择位移插值函数、分析单元力学特性、计算等效节点载荷、整体分析、应用位移边界条件、求解结构平衡方程、计算单元应力。机械工程结构复杂，构件非常多，结构离散化将其分为有限个单元体，并设置节点，将节点连接起来，成为集合体，便代表整个机械结构（被设计结构）的整体设计目标。大型工程机械整体结构基本成熟，现有的结构设计基本上是对原有结构中的某个局部进行优化改进或替代设计。钢结构是连续的弹塑性体，故为了逼近连续的弹塑性统，需据计算精度、计算机性能，选择合适的单元数目、基本设计结构，以确定较优的网络划分方案。位移插值函数表现节点唯一中任一点位移、应变、应力，即位移函数。能源力学特性，一般采用弹性力学几何方程，采用节点位移表示单元应变。钢结构连续弹性经离散化后，考虑到力是从单元公共边界传递到另一个单元的，便需要将单元上的集中力、体积力以及作用在单元边界的表面力，移植到节点上，形成等效节点载荷。再次，进行整体分析，结合所有单元的刚度方程，建立结构平衡方程，形成总体刚度矩阵。再次，设计位移边界条件，求解结构方程，计算单元应力，最终求得整体应力。
2.2 有限元法参数化分析技术
有限元的参数化分析是对结构参模型进行简化的一种方法，通过描述结构的尺寸特征，实现可变参数的有限元分析，目前普遍采用有限元分析软件进行参数化分析。第一步：①利用参数化实现，根据钢结构的结构抽象描述特征参数，在不影响精度情况下进行简化；②利用软件提供的编程软件，建立参数化有限元分析流程；③根据设计要求，将参数赋予特征值，进行有限元计算分析。第二步是参数化分析的核心，以变量形式定义特征参数，定义分析类型与过程，定义分析结构的提取与处理。以双梁式起重机主梁为例，其参数主要包括主梁长、主梁宽、主梁高、主梁端高，上面板宽、尺寸，下面板宽、隔板高、腹板厚、上面板厚、下面板厚、隔板厚、隔板位置等，分别设置为A1-n，单位为mm。采用Solid Works SDA API程序，添加SldWorks 2014 Type Library、SldWorks 2014 Constant type library模块，进行相应的设计页面，设置参数，进行计算[1]。
3 工程机械钢结构动力学分析
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0182-01
一、计算理论
计算理论是建模的重要组成部分，用于建筑结构分析的计算理论主要有线性理论和非线性理论。而其中又以线性理论最为成熟，是我国建筑结构分析所普遍采用的一种计算理论，主要用于常用结构的承载力极限状态和正常使用极限状态的结构分折；非线性又可以分为材料非线性和几何非线性。材料非线性是指材料、截面或构件的本构关系，如应力D应变关系、弯短D曲率关系或荷载D位移关系等是非线性的。几何非线性是指由于结构变形对其内力的二阶效应使荷载效应与荷载之间呈现出非线性关系。
选择结构的非线性分析还是线性分析要看工程的具体情况而定。一般来说线性分析比较简便，在一般的结构设计中，通常使用线性分析。但是，如果建筑结构跨度大、属于超高层，结构变形的二阶效应就会比较大，因此，还必须运用非线性分析。
二、结构的总体布置
科学合理的建筑结构设计既需要有合理的结构体系还需要有完美的结构布置。因为结构布置会影响到建筑设计方案的效果，影响到建筑的安全和功能的使用。结构的总体布置要考虑控制结构的侧向变形、平面布置、竖向布置、缝的设置和构造等几个方面。
（一）平面布置
平面布置的选择主要是根据建筑工程的实际情况来确定，如果是独立的结构单元，则采用形状较为简单，而且要根据相对应、相协调的原理，刚度和承d力分布要呈现出比较均匀的形状。此外，根据抗震设计的要求，高层建筑单个的结构单元长度要控制在一定的范围内，不能太长，否则在发生地震时，结构的两端可能会出现反相位的振动，这将会导致建筑被过早地破坏，同时威胁到人们的安全。
（二）竖向布置
为了避免过大的外挑和内收，结构的竖向布置应遵循形体规则、刚度和强度沿高度均匀分布的原则，而在同一层的楼面，要设在统一标高处以防止错层和局部夹层的情况出现。而在面对高层建筑时，还要注意解决结构刚度和强度发生变化的情况，对于这种情况，应逐渐变化。
（三）控制结构的侧向变形
建筑的结构一般都要同时承受竖向荷载、水平荷载。水平荷载会使侧移随结构的高度增加而变大，因此，在水平荷载的作用下，如果建筑高度超出一定的范围后，就会造成结构发生过大侧移和相对的位移，有时甚至会严重地破坏非结构构件，所以，我们要把控制侧向位移作为高层建筑结构设计的重点和难点来解决，一般情况下，要以限制结构的高度和高宽比为控制手段。
（四）缝的设置和构造
建筑结构的总体布置应该要考虑到沉降、温度收缩和形体复杂对结构带来的不利影响。可以利用沉降缝、伸缩缝或防震缝把结构分成若干个独立单元，以消除沉降差、温度应力和形体复杂对结构的不利影响。但如果设缝，就会对建筑的使用要求、立面效果、防水处理带来不便。因此，在设缝上必须要谨慎对待，尽量能从总体布置上或构造上采取其他有效的措施来减少沉降、温度收缩和形体复杂引起的问题。
三、房屋建筑结构优化设计
（一）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。
（二）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。
总结语
综上所述，可以说对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的研究是一项非常复杂的综合性问题。我前边曾提到“经济、适用、合理”是房屋设计优化的原则，但是这三种效果之间又相互独立、相互矛盾。所以尽管在结构优化技术已经广泛应用的今天，如何使这三种因素更好的融合仍然需要我们在以后的应用实践中多探索、多积累，达到一种用最低造价实现最佳效益，既美观又合理的设计效果。
参考文献
工艺是指企业或者个人利用某些生产工具对各种原材料、半成品等进行加工处理，使之成为最终的产成品的方法和过程。结构可以是指植物的结构、原子的结构、语言结构、产品结构以及建筑结构等，而本文所指的结构是工业产品结构，产品结构是指产品的“骨骼系统”、“皮肤与肌肉系统”，即产品外部及连接结构、产品内部股价及安装结构、产品运动机构等，产品结构对于产品主要起到包装、支撑、安装、连接等作用，而产品的机构主要起到完成运动、空间运动以及产生功能等作用。成本控制是企业长久以来探讨的主要问题，在市场竞争日益激烈的今天，企业都在努力的进行成本控制，将成本发展成企业的竞争优势。本文将对工艺、结构的优化设计与企业的成本控制相结合，从全新的角度对企业成本控制进行剖析。
一、工艺、结构的优化设计在企业成本控制中的作用
工艺、结构的优化设计对企业的成本控制有着重要的作用，工艺、结构的设计关系着企业经营的所有方面，不同的工艺工程或者结构会使得企业收入成本发生很大的变化。目前应用比较广泛的成本控制方法主要有作业成本法、VE价值工程成本管理、标准成本法、目标成本法、本—量—利分析方法以及战略成本管理方法等。工艺结构的优化设计与企业成本控制相结合的方法，强调的是企业在保证生产的产品和服务的前提下，对工艺和结构进行相应的优化设计，使企业在成本上获得优势。将工艺结构的优化设计与适合企业的成本管理方法联系起来，是企业进行成本控制的重要途径和方法。
企业进行成本控制的目的是降低产品或者服务的成本，在行业中建立起成本领先的优势，获得更高的利润，也就是说利用更低的成本来获取更大的收益。这是一种双赢的状态，消费者用更少的钱购买了相同价值的产品，而企业则利用更少的钱获得了更多的收益。对工艺、结构的优化设计可以有效的降低企业成本，使企业在激烈的市场竞争中获得优势，所以对企业的发展有重要的作用。
二、工艺、结构的优化设计在企业成本控制中的应用
工艺、结构的优化设计其实在企业中的运用十分广泛，对每一道工序的选择、机器的选择以及结构的选择等都是对工艺、结构的优化设计，也许其目的不仅仅是为了控制成本，但是成本也是其改良的重要方面。
(一)工艺的设计及优化
工艺设计是对某个工业建设项目生产工艺的设计，其主要内容包括产品方案的设计，原料、燃料、动力的来源和用量设计，选用设备的型号和配置，主要经济指标，对建筑物的要求等。工艺设计的种类有基础工艺、改性工艺和后期处理工艺。工艺的范围很广泛，涉及到了各行各业，例如说玉雕工艺、剪纸工艺、机械工艺、化工工艺等。据调查显示，企业将近80%的成本涉及到工艺成本，所以对工艺进行优化设计具有很大的潜力可以为企业节约更多的成本。工艺加工过程既是生产过程同时也是消耗的过程，工艺方法很多，所以具有很强的灵活性。对不同要求、不同批量的零件或者产品，其设计方案的可行与否，不仅取决于技术上的优劣还取决于其经济性。
产品的工艺设计体现在所制定的设计总方案中，设计方案主要包括产品原材料和零件的采购、工艺设备、工艺特点以及工艺流程等的安排，但是对工艺设计必须进行评审，分析其技术性和经济性。产品工艺的设计优化需要对工艺进行技术革新和工艺创新，也需要依据企业自身的实际情况，制定合理工艺设计方案，保证产品质量的同时，达到成本控制的目的。工艺的设计优化应该考虑以下几个方面：合理选择产品设计结构，保证零件或者产品的技术性和经济性的要求；依据产品的设计阶段和批量不同，合理改善毛坯技术状态；采用新工艺和新技术；合理选择机器设备，优化工艺参数，减少辅助时间。
在优化工艺方案方面，为了使得产品成本得到最好的控制，企业必须要找到影响工艺优化的瓶颈之处。与优秀企业相比较，找出自身存在的不足之处，例如设备方面的不足，应该引进行业内先进的设备，来满足行业内的市场需求，提高生产效率。并且应该加强对新工艺的开发利用，改善落后工艺而造成的低效、高耗现象，在不断促进工艺创新的同时，达到降低成本的目的。对工艺的设计及优化既可以降低消耗，又可以完善工艺上的不足之处，对企业有非常重要的意义。
(二)结构的设计及优化
本文所描述的结构的设计及优化主要针对工业企业的产品结构，以下是对产品结构的优化设计以降低成本的描述。
1、工业产品结构的设计流程
工业产品设计流程是先根据客户的要求和提供的资料如产品开发计划书、产品性能介绍以及基本材料结构等进行分析，考核是否需要追加其他资料，制定多种设计方案、选择材料、制定安全标准以及拆分合理的结构装配等。之后进入实践设计阶段，对产品进行外形设计、结构设计和功能介绍，企业还需要进行平面设计和立体设计，然后选择材料、零件拆分、制定安全标准，最后是产品颜色设计、整体的装配说明以及最后的包装设计，到此为止，产品设计完成，但是后面的阶段还要进行审核和改进。
2、工业产品结构设计及优化与成本控制
材料的选择是产品结构设计的开始阶段，材料的选择关系到以后的很多阶段，例如生产、包装、配送等阶段，都会因为选择材料的不同而使得这些阶段也会有相应的变化。影响材料选择的因素有很多，例如说价格、销售情况、品质、装配问题以及完成时间等因素。但是在考虑选择何种材料时不能兼顾如此多的因素，需要依据客户提供的资料以及市场需求等实际情况选择材料的类型。常用的工业材料类型主要有硬胶（GRPS）、不碎胶（HIPS）、超不碎胶（ABS）、透明大力胶（AS）、软胶（LDPE）、硬性软胶（HDPE）、橡皮胶（EVA）、百折胶（PP）、软质（PVC）、硬质（PVC）、尼龙单6（PA-6）、防弹胶（PC）以及酸性胶（CA）等材料。材料的选择直接影响了产品的成本和利润，选择合适的材料保证成本在一定的范围之内，例如PC材料强度较高、价格贵，流动性不好，比较适合强度要求较高的外壳，按键、镜片等。有些产品需要进行厚度的选择，厚度的多少对产品设计也有着举足轻重作用，选择合适的厚度对成本也会影响较大，在不影响产品质量的前提下，减少产品的厚度，若产品是批量生产会节约很大一部分的成本。适度的减少产品的厚度，会节约材料，降低成本，给产品的工艺也带来一定困难。塑件制品的强度和刚度要得到保障，而又不想加厚塑件制品的厚度，就需要放置加强筋，若要求强度较大，可以多放置一些加强筋，企业一般都宁可多放置加强制也不会选择增加产品的厚度，这不仅是为了节约成本，更多的是为了保证产品的强度。外形设计是在进行产品结构设计时需要考虑的重要方面，如果外形错误的话，会导致各种零部件的报废。在现在社会中，外形设计已经越来越重要，对其要求也越来越高，既要求美观大方又要求自然、合理。目前市场竞争愈演愈烈，很多企业都借助外形来增加竞争优势，所以对外形的要求也越来越苛刻，而且在考虑这些的同时还要考虑成本问题，根据市场需求来设计产品的外形，制造出物美价廉的商品。
结构的设计及优化并不只是单纯的对设计找出不足之处，而是选择更加适合的结构以及在保证各方面要求的基础上对设计的改进，进行更有深度的控制成本。对结构的优化设计并不是降低要求，而是减少一些不必要的浪费，以此来控制成本。结构的设计及优化需要对设计人员的水平不断提出更高的要求，只有这样才能设计出更好的结构以及优化。例如，根据产品的具体情况，分析存在的优势与不足，针对不足进行更加严密的思考，亦可以效仿国内外成功的案例进行改良，改良的主要目的并不只是为了削减成本而是在完善产品结构过程中进行成本控制。
通过以上描述可以看出在结构设计及优化过程中需要考虑很多方面，首先要根据信息制定计划书等，详细分析产品资料和市场行情之后，在进行结构设计工作，只有事半功倍才能最大程度的节约成本。
三、结束语
工艺、结构的设计优化的目的之一是进行成本控制，将成本管理方法与工艺、结构的设计优化相结合可以发挥更加明显的效果。但是值得强调的是工艺、结构的设计优化需要在保证产品质量的前提下，优化设计、减少不必要的浪费，使企业具有成本竞争优势。
参考文献：
中图分类号：TU2文献标识码： A
改革开放以来的经济背景下，我国建筑行业迅猛发展，但是随着建筑需求与发展膨胀现象的出现，为了追求建筑设计的速度和效益，在对其结构设计上偏重新奇和保守，浪费现象严重。为了克服这种情况，对建筑结构设计的成本控制随之而生.其中设计优化是现阶段建筑设计领域中被普遍认识和应用的成本控制手段，在增加建筑使用的舒适性、提高建筑结构的空间使用效率方面取得了一定的成果。
一、建筑结构设计优化和建筑成本管理分析
设计优化的主要目的是在合理的范围内，使设计出来的建筑物结构最合理、性能最好质量最高并且成本最低，同时也具有较短的设计时间和较强的市场竞争能力。在建筑结构设计优化中，首先是选取设计变量，包括结构的形状参数例如柱距、层高等，还包括使用的材料以及杆件的截面尺寸、建筑结构的体积、重量、刚度、承载能力、建筑造价等，这些是判别建筑结构方案好坏的标准；还有就是优化设计的约束条件的设立。设立的约束条件要符合设计的标准和工程惯例上的要求，包括钢筋混凝土梁的最小或者最大的配筋率、梁的最小宽度等即有关设计标准等的有关规定和要求的数值，还包括确保建筑结构正常工作的刚度、强度、自振频率及强度的限制等。
建筑主体就是建筑结构，土石方、地基的处理、建筑的维护和装饰施工、建筑中各种设备的安装及建筑结构等几个部分所需费用都是建筑成本的主要组成部分，其中建筑结构设计作为工程建筑的灵魂，是控制确定建筑成本的主要方面.所以在建筑建设的程序中应该尽早的对建筑成本进行科学合理的控制和优化，而建筑设计与建筑成本信息的整合是成本管理的核心内容.
二、项目实例分析
本项目是地下车库的结构设计与施工。对项目的投资贯穿整个建设过程，在建设项目的各个阶段对工程投资的影响不同，这些阶段主要包括项目设计准备阶段、项目初步设计阶段、施工图设计阶段和施工阶段。在本文中主要分析的是施工图设计阶段和施工阶段对项目投资的影响。
2.1 地下车库结构优化分析
地下车库大致可分为半地下停车库和地下停车库。对底下车库结构设计的优化主要采取平面优化、竖向优化、防火分区优化三种方法来实现。
车库的停车方式的排列应该紧凑、车辆出入迅速安全、与柱网协调，并能够满足一次进出停车位的要求。停车方式有斜列式、平行式、垂直式。地下车库的设计主要是以车型为主体进行设计。以小型车垂直式停车后退为例，要考虑到小型车的长宽高、车库的纵向柱距、车或墙的安全距离、垂直式停车后退通道的最合适距离，综合这些因素设计出最佳的直线单行车道两边停车时需要的最需小尺寸，最后得到直线单行车道两边停车的基本单元纵向尺寸，在此基础上就基本形成了车库纵向单向车道柱网尺寸。以上就是设计人员在对车库进行平面优化时需要考虑到的问题。竖向优化是在平面优化所提到的因素的基础上，需要考虑到车库内水、电、暖通等设备的安装间距。主要是通风管道的高度，因为层高的优化对开挖土方及层高降低带来的经济效益有着直接的影响。同时，在车道距离相对减少、直线坡道没减少1米的情况下，也会带来可观的经济效益。
在车库的整体防火规范中，防火分区对设备的专业设计有着直接的影响。地下车库设备专业设计中主要是暖通专业对建筑面积的有较强需求。在地下车库的每个防火区域中应该设置两个防烟系统，同时在设计时要避免排烟机房、排烟设备、疏散楼梯设置等的重复浪费，使其达到最佳的利用价值。
2.2 地下车库的施工分析
本实例中图纸的设计要求是轴与轴间隔是七米多，要求在半地下车库施工过程中，梁在绑扎中使用的钢筋都是12米长。如果采用钢筋绑扎方法会出现很多问题。
①板内受力钢筋距离梁或墙过远。现行规范的要求是只要是具有放水要求的建筑，都需要采用现浇楼板。如果图纸设计是要求采用Φ10@150的受力筋但是施工人员在距离墙或梁的150m处绑扎第一道楼板受力筋，就少放置了一根10钢筋，不符合规范要求。②梁中箍筋在支座部位离开支座距离过大或者主次梁钢筋位置颠倒。③对钢筋搭接的长度重视不够。在实际施工中，钢筋的下料长度是设计要求确定的。稍有疏忽就会出现上端搭接不足、上端搭接长，造成质量隐患。在绑扎双层钢筋网的基础底板时，会出现底板暗梁钢箍高度太低，达不到设计的要求，主要是由钢筋的加工或者翻样引起的。在钢筋绑扎时如果钢筋的位置不正确，会埋下很大的安全隐患。同时钢筋绑扎方法会浪费很多钢筋头，造成钢筋材料的浪费。同时在很多需要加密的区域采用绑扎方法也会造成钢筋头的浪费，所以为了克服由于钢筋绑扎所造成的问题，本项目中对梁钢筋采用丝扣连接方法和电压压力焊方法。
本文中采用的丝扣连接中的钢筋滚轧直螺纹连接。采用这种连接方式对钢筋进行操作时，只要扭到位置即可，不要求控制扭矩。这对施工管理来说，大大降低了施工难度，同时也提高了施工的速度。在螺纹齿与齿之间的间隙和钢筋对接处对头的缝隙处填满结构胶接可以避免由于某种原因造成的螺纹机械连接微松动的问题。因为结构胶不但防潮传力均匀，也可以解决母材精轧螺纹钢筋接头轻微摇晃的问题。同时安装时要在套筒和钢筋的丝扣部位涂防潮、耐高温的涂料和结构胶，可以避免螺纹套筒和钢筋连接处的锈蚀问题。主要优点体现：施工效率。滚轧直螺纹连接的施工工艺少，在施工是只需要在加工棚进行丝头加工，成型之后在施工现场安装即可，施工速度快，连接操作方便，在操作时也只需用工具将其拧紧，无需用电、火、气等；经济效益：滚轧直螺纹钢筋连接技术能够确保连接接头的质量，与同等级的钢筋连接方法比较，更节省连接用的钢材，提高工程质量的同时缩短能够缩短工期降低能源消耗、减少设备投资、保护环境，也就降低了施工成本，具有较明显的社会和经济效益。
电渣压力焊也是本项目中采用的对钢筋处理的方法。在钢筋电渣压力焊过程中的每个环节都很重要。首先要清理干净焊接接头，钢筋安装之后不能晃动，掌握好电弧过程时间。控制温度也很重要，如果施工环境温度在-20度以下，就不宜进行焊接。总之，在使用这种技术时要做好焊接质量的控制，满足相关规范的要求，就能够节约钢筋用料，节约成本，取得较好的经济效益。
结论
本文是在建筑设计发展迅速的环境下进行分析的，具有很强的现实意义，能够为建筑结构项目建设前期的投资估算提供可靠的参考，并能帮助建筑项目设计单位和业主设定设计限额，同时根据建筑工艺、市场定额设定相关设计参数，实现在结构设计过程中的设计成本优化和控制，提升对项目结构设计成本的管理。
参考文献
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1 工程概况
安龙县者山河水库位于黔西南布依族苗族自治州安龙县龙广镇纳万村，所在河流龙广河为珠江流域南盘江水系白水河一级支流。金属结构设备设置在取水兼放空系统和输水系统相关建筑物上，将取水管和放空管合二为一，即取水兼放空管。取水兼放空系统包含取水兼放空管进口拦污栅1道（含1套固定式卷扬机QPQ）、事故闸门1扇（含1套高扬程固定式卷扬机QPG），取水兼放空管出口放空偏心半球阀1套、供水检修闸阀1套、供水多功能活塞阀1套、生态放水检修闸阀1套及生态放水工作闸阀1套。输水系统金属结构设备包括管道各类管径检修闸阀、放空排泥闸阀、复合式排气阀、浮球阀共30套。设拦污栅、闸（阀）门共37扇（套），总工程量约35.0t。
2 金属结构设备布置
取水兼放空系统布置在大坝左岸，利用导流隧洞改造而成，主要功能是取水和放空[1]。从取水兼放空管进口开始依次设置进口拦污栅和事故闸门，出口放空偏心半球阀、供水检修闸阀、供水多功能活塞阀、生态放水检修闸阀和生态放水工作闸阀，保证工程正常取水和放空。
2.1 取水兼放空管进口拦污栅
拦污栅设置在取水兼放空管进口段喇叭口处，孔口尺寸为2.2×2.0-3.0m（宽×高-设计水头，下同），1孔，底槛高程1242.50m，泥沙淤积高程1242.10m，设计引用流量0.256m3/s，平均过栅流速约0.083m/s，设计水头3.0m，型式为平面滑动式拦污栅，主支承采用增强四氟滑块，运行方式为静水启闭，栅体重1.5t，拉杆重2.5t，合计重4.0t，栅槽埋件重6.0t。利用1台QPQ2×50KN-13m固定式卷扬式启闭机控制，启闭机启门力为2×50KN，扬程13m。以拉杆方式连接拦污栅，将拦污栅栅体启吊至检修平台上人工清污或检修维护，拦污栅前后设置有可靠的水位差仪（与事故闸门共用），监视拦污栅前后水位差，以及时提升拦污栅清除污物，避免出现超过设计水头的运行工况，防止事故发生。
由于水库放空时的设计流量为5.12m3/s，过栅流速约1.66m/s，大于人工清污时的过栅流速（1.0m/s），所以水库放空时利用启闭机将拦污栅提出孔口锁定，防止拦污栅受到破坏。
2.2 取水兼放空管进口事故闸门
为了便于下游管道及阀门设备检修和防止事故工况对阀门及管线的破坏，在取水口拦污栅下游侧设置一道事故闸门，施工期利用该闸门挡水，为下游阀门设备及管线的安装创造条件[2]。
在拦污栅下游设置1扇事故闸门，孔口尺寸为2.2×1.5-19.0m，底槛高程1242.50m，泥沙淤积高程：1242.10m，泥沙淤积低于取水口底槛高程，闸门设计水头19.0m，闸门型式为平面定轮钢闸门，采用下游止水的布置方式，运行方式为动闭静启，门体重4.0t，埋件重7.0t，选用1台QPG2×80KN-21.0m高扬程卷扬式启闭机控制闸门，启闭机启门力为2×80KN，扬程21.0m。当取水兼放空管进口拦污栅需要清污或出口阀门需要检修时，动水闭门挡水，待检修工作完成后采用小开度提门充水平压，待闸门前后水压差小于3m时（水位差仪监控，与拦污栅共用）静水启门，提升并锁定于检修平台高程。
2.3 取水兼放空管出口放空阀门
DN800mm放空阀门顺水流方向布置在取水兼放空管主管道出口，管道中心高程1243.25m，设计水头为18.0m，选用型号为PQ947X-06 DN800偏心半球阀，该阀为工作阀门，公称压力为0.6MPa，手电两用，操作运行条件为动水启闭，平时处于关闭状态，当水库需要放空时，开启该阀。放空偏心半球阀下游侧钢管上设置有法兰式管道伸缩节。为了防止偏心半球阀震动，在二期混凝土中预埋地脚螺栓，用地脚螺栓固定偏心半球阀底座。
2.4 取水管供水阀门
在事故闸门和放空闸阀之间的主管上接1根Φ600mm和1根Φ100mm叉管。DN600mm供水阀门布置在Φ600mm的叉管上，距离分岔位置2.5m。管道中心高程1243.25m，设计水头18.0m，选用型号HS94X4-06-DN600多功能活塞阀，该阀为工作阀门，公称压力为0.6MPa，手电两用，电机功率1.0kW，操作运行条件为动水启闭。该阀的主要功能是消能减压、调节流量。该阀长期处于开启供水状态，当下游管道或渠道需要检修时，关闭多功能活塞阀。供水多功能活塞阀上游侧钢管上设置有法兰式管道伸缩节。在供水多功能活塞阀下游设置1套插入式电磁流量计，型号为LDG-600S-M2C000P3ND，统计供水流量。为了防止多功能活塞阀震动，在二期混凝土中预埋地脚螺栓，用地脚螺栓固定多功能活塞阀底座。
当水库需要放空时，先关闭事故闸门和DN600mm供水多功能活塞阀，再关闭取水管检修闸阀，静水提启拦污栅，锁定在坝顶平台上，开启事故闸门及DN800mm放空偏心半球阀放空。待放空、检修任务完成后，先关闭放空偏心半球阀，静水关闭拦污栅，再开启取水管检修闸阀和DN600mm供水多功能活塞阀供水。
2.5 取水管供水检修阀门
DN600mm取水管供水检修阀门设置在供水多功能活塞阀上游侧Φ600mm管道上，管道中心高程1243.25m，设计水头为18.0m，选用型号为Z945X-06闸阀，该阀为检修阀门，公称压力为0.6MPa，手动操作，运行方式为动水启闭，该阀长期处于开启状态，当下游多功能活塞阀需要检修时，关闭该闸阀。为了防止闸阀震动，在二期混凝土中预埋地脚螺栓，用地脚螺栓固定闸阀底座。
2.6 生态放水工作阀门
DN100mm生态放水工作阀门设置在Φ100mm叉管末，管道中心高程1243.25m，设计水头为18.0m，选用型号为Z45X-06闸阀，该阀为工作阀门，公称压力为0.6MPa，手动操作，操作运行条件为动水启闭，该阀长期处于开启状态，向下游河道内下放生态环境水。为了防止闸阀震动，在二期混凝土中预埋地脚螺栓，用地脚螺栓固定闸阀底座。
2.7 生态放水检修阀门
DN100mm生态放水检修阀门设置在生态放水工作闸阀上游侧Φ100mm管道上，管道中心高程1243.25m，设计水头为18.0m，选用型号为Z45X-06闸阀，该阀为检修阀门，公称压力为0.6MPa，手动操作，操作运行条件为动水启闭，该阀长期处于开启状态，向下游放生态用水。为了防止闸阀震动，在二期混凝土中预埋地脚螺栓，用地脚螺栓固定闸阀底座。
3 结束语
者山河水库工程金属结构布置及设备选型过程中，严格按照技术规范标准要求进行，并充分考虑设计方案的技术先进性、投资经济性、操作安全性、调控运行便捷性、维护方便性等要素，进行全面论证分析和优化设计。经专家评审，优化设计方案能够满足水库蓄水、防洪等功能需求，与工程实际匹配性较好，能确保水库在各种调控方式下安全可靠、节能经济的稳定运行。
参考文献
中图分类号： TH 703文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.06.010
引言
反射镜作为空间相机的关键部件，其支撑技术是空间相机工程应用的关键。为保证成像质量，必须对反射镜面型精度及其动态特性特别是一阶频率都有较高要求[1]。支撑结构设计问题一般具有不可重复的高度非线性特点，变量很多而且关系复杂，很难用确切的数学、力学模型来描述。一般工程中都需要依靠有限元分析来进行结构优化设计，但是结构选型和设计的重复性工作，需要大量结构分析的计算量，仅靠输入参数进行有限元计算来得到最优结构的方法显然是不现实的。
人工神经网络在处理这个问题方面有着传统方法无法比拟的优越性，神经网络对输入节点没有限制，它适合解决结构工程中诸多影响因素的问题，神经元中的激活函数本身可以选用非线性函数，它能处理非常复杂的非线性问题，因此神经网络在结构工程中的应用是可行的。现利用人工神经网络的高度非线性逼近能力来对空间反射镜支撑结构进行优化设计，构造一个网络虚拟函数对结构参数与结构响应之间的非线性关系进行模拟，通过有导师的学习方法不断优化虚拟函数，最终找到一个从结构参数到结构响应之间的非线性映射，再从此非线性映射结果中找出使输出结果最优的输入解。
1反射镜支撑结构设计
优化的反射镜尺寸为210 mm，厚度20 mm。反射镜轻量化后的结构见图1（文中沿用此坐标系）。
