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【摘要】通过对建筑工程的结构进行优化设计处理，可以更好的实现建筑结构设计的整体优化，从而达到经济、科学及合理的设计要求。
【关键词】房屋建筑；结构设计；实践
引言：房屋结构优化设计对于整个工程建设的贡献是不容忽视的。每个工程建筑想要达到的目标就是用最少的资金投入提高整个工程结构的坚固性和可靠性，以至达到最大最长远的经济效益。
1、房屋建筑工程中的结构优化设计技术内容
在现代房屋建筑项工程项目中，进行结构设计活动时首先就要按照市场设计的规定标准，结合使用者提出的要求特点来进行。同时，在设计过程中也要格外注意其设计施工技术的可操作性和经济效益性。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。
2、房屋建筑结构设计优化的必要性与经济性
2.1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，通过对建筑结构的理性分析，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年轻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，提高设计人员在工程建设过程中对优化设计的设计把握非常必要，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，达到降低工程造价的目的，创造更大的社会效益。
2.2房屋建筑工程结构优化设计的经济性
2.2.1设计师首先就要充分考虑其建筑物结构的高度层数和用地面积，一般来说建筑物越高，其相邻建筑物之间安全距离就越大，这就会使得建筑物小区的总面积增大，因此在设计其结构造型和高度层时就要合理规划。
2.2.2在某一栋建筑物机构的占地面积相同的情况下，根据数学知识可以发现方形、圆形和矩形的结构的稳定性最强，其构件的受力情况也比较均匀，也就是说其结构的安全性就越高。再加上这种建筑结构形状的周长也比较大，那么其墙体消耗面积就较小，使用者花费的装修面积和费用都会随之降低，因此，建筑结构设计时就要充分考虑方形或者是圆形结构形状。
2.2.3房屋建筑结构功能齐全是建立在相关电气设备、电梯设备、排水排气管道设备等等基础上的，房屋结构层越多，要用到的设备和资金投入也就越多，因此，建筑设计师就必须要自己综合权衡，确保功能齐全的基础傻上，尽最大可能降低成本。第四，房屋结构基础结构的要求随着高度层数的增加而提高，尤其是其基础结构的承载力。另外对于其结构的梁体、墙体、柱体等承载力也会随着结构层增多而增大，因此，建筑设计师也要合理考虑这些因素。
3、房屋结构设计优化技术的几大实践应用
3.1概念设计结合细部结构设计优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。
与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。
3.2地基基础结构设计优化
地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。
独立基础设计荷载取值的优化。钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础，当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架，一房，可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此，在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中，必须输入风荷载，不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入：另一种情况是.在设计独立基础时，作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值，只取轴力设计值和弯矩设计值，无剪力设计值，或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小，配筋偏少，影响基础和上部结构的安全。
3.3框架梁、柱箍筋间距的优化。对不同抗震等级的框架梁，柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。根据这些规定.工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大问距为]00mm.非加密区箍筋最大问距为200ram。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区问距为100mm，并以此为依据计算出加密区箍筋面积.由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。但是.在程序内定的条件下.当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋，此时可适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时。在某些情况下.亦可能因非加密区箍筋问距采用200mm引起配箍不足。
因此.我们也应适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。这里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求，即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值.并且不乘以剪力增大系数。
3.4 地下室层数输入的优化。多层框架结构房屋也有设置地下室的。由于隔墙少，常采用筏板式基础。在电算时，应将地下室层数和上部结构一起输入，并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样.计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成，并且在抗震计算时，程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层间侧移刚度比的分析比较.还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置.并采取相应的抗震构造措施，保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等 当结构表现为竖向不规则时.不仅要验算薄弱层.而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.5的增大系数。如果在结构总体计算中.总信息填写的地下室层数少于实际输入的层数，弯矩设计值增大系数将会乘错位置，从而在发生地震时，会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。
4、结束语
随着人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，相应建筑产品的品质要求也就不断提高，为了降低项目工程造价，这就需要我们利用结构设计优化设计技术方法，提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。
参考文献
[1]孙国正. 优化设计及应用[M]. 北京： 人民交通出版社，2004.
[2]江欢成. 优化设计的探索和实践[J]建筑结构，2006，36（6） ： 1 -24.
[3]罗福年，张慧英，杨军. 建筑结构概念设计及案例[M]. 北京： 清华大学出版社，2003.
【关键词】房屋建筑；结构设计；实践
引言：房屋结构优化设计对于整个工程建设的贡献是不容忽视的。每个工程建筑想要达到的目标就是用最少的资金投入提高整个工程结构的坚固性和可靠性，以至达到最大最长远的经济效益。
1、房屋建筑工程中的结构优化设计技术内容
在现代房屋建筑项工程项目中，进行结构设计活动时首先就要按照市场设计的规定标准，结合使用者提出的要求特点来进行。同时，在设计过程中也要格外注意其设计施工技术的可操作性和经济效益性。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。
2、房屋建筑结构设计优化的必要性与经济性
2.1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，通过对建筑结构的理性分析，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年轻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，提高设计人员在工程建设过程中对优化设计的设计把握非常必要，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，达到降低工程造价的目的，创造更大的社会效益。
2.2房屋建筑工程结构优化设计的经济性
2.2.1设计师首先就要充分考虑其建筑物结构的高度层数和用地面积，一般来说建筑物越高，其相邻建筑物之间安全距离就越大，这就会使得建筑物小区的总面积增大，因此在设计其结构造型和高度层时就要合理规划。
2.2.2在某一栋建筑物机构的占地面积相同的情况下，根据数学知识可以发现方形、圆形和矩形的结构的稳定性最强，其构件的受力情况也比较均匀，也就是说其结构的安全性就越高。再加上这种建筑结构形状的周长也比较大，那么其墙体消耗面积就较小，使用者花费的装修面积和费用都会随之降低，因此，建筑结构设计时就要充分考虑方形或者是圆形结构形状。
2.2.3房屋建筑结构功能齐全是建立在相关电气设备、电梯设备、排水排气管道设备等等基础上的，房屋结构层越多，要用到的设备和资金投入也就越多，因此，建筑设计师就必须要自己综合权衡，确保功能齐全的基础傻上，尽最大可能降低成本。第四，房屋结构基础结构的要求随着高度层数的增加而提高，尤其是其基础结构的承载力。另外对于其结构的梁体、墙体、柱体等承载力也会随着结构层增多而增大，因此，建筑设计师也要合理考虑这些因素。
3、房屋结构设计优化技术的几大实践应用
3.1概念设计结合细部结构设计优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。
与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。
3.2地基基础结构设计优化
地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。
独立基础设计荷载取值的优化。钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础，当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时，不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架，一房，可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。因此，在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中，必须输入风荷载，不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入：另一种情况是.在设计独立基础时，作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值，只取轴力设计值和弯矩设计值，无剪力设计值，或者甚至只取轴力设计值。以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小，配筋偏少，影响基础和上部结构的安全。
3.3框架梁、柱箍筋间距的优化。对不同抗震等级的框架梁，柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。根据这些规定.工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大问距为]00mm.非加密区箍筋最大问距为200ram。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区问距为100mm，并以此为依据计算出加密区箍筋面积.由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。但是.在程序内定的条件下.当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋，此时可适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时。在某些情况下.亦可能因非加密区箍筋问距采用200mm引起配箍不足。
因此.我们也应适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。这里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求，即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值.并且不乘以剪力增大系数。
3.4 地下室层数输入的优化。多层框架结构房屋也有设置地下室的。由于隔墙少，常采用筏板式基础。在电算时，应将地下室层数和上部结构一起输入，并在总信息中按实际的地下室层数填写。这样.计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成，并且在抗震计算时，程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。同时通过对层间侧移刚度比的分析比较.还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置.并采取相应的抗震构造措施，保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等 当结构表现为竖向不规则时.不仅要验算薄弱层.而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.5的增大系数。如果在结构总体计算中.总信息填写的地下室层数少于实际输入的层数，弯矩设计值增大系数将会乘错位置，从而在发生地震时，会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。
4、结束语
随着人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，相应建筑产品的品质要求也就不断提高，为了降低项目工程造价，这就需要我们利用结构设计优化设计技术方法，提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。
参考文献
[1]孙国正. 优化设计及应用[M]. 北京： 人民交通出版社，2004.
[2]江欢成. 优化设计的探索和实践[J]建筑结构，2006，36（6） ： 1 -24.
[3]罗福年，张慧英，杨军. 建筑结构概念设计及案例[M]. 北京： 清华大学出版社，2003.