建筑设计优化措施论述

刘阳

河北建筑设计研究院有限责任公司河北石家庄050011

摘要：随着近些年来建筑市场的快速发展，材料和人工成本都有大幅度的上升。精细化设计，节约成本已成为企业赢利的重要手段。虽然设计费用仅为项目造价总额的1%～2%，但对整个项目的投资有着很大的影响。基于此，如何优化结构设计，降低工程造价已成为设计过程中不可或缺的一部分。本文根据作者参与的工程项目———庆隆南山高尔夫国际社区4组团2期，通过对计算结果，规范以及经济指标的对比分析，有针对性地对结构进行优化设计，在降低结构造价方面产生了一定的效果，为相关建设者提供一些理论依据。

关键词：建筑设计；优化措施；改善

1建筑结构优化的重要性

当前，我国正提倡可持续发展观，要促进建筑行业的长远发展，以及促进房屋建筑的可持续发展就需要采用可长远利用的房屋结构，以便于房屋建筑结构可以根据后续的需求进行相应的改动，从而降低房屋建筑的短期投资。在我国的房屋建筑造价的统计中指出，采用建筑结构设计优化方法，可以降低房屋建筑工程造价的7%以上。通过建筑结构设计优化，可以提升房屋结构的利用率及经济效益。因此，建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中具有重要的作用。

2建筑结构优化设计的方法

2.1对建筑结构整体与局部的优化

在房屋建筑结构的优化设计中，包含着复杂性与层次性这两个特点。从建筑结构设计的复杂性来说，设计的内容包括建筑材料的选择以及建筑结构类型的选择等。从建筑结构设计的层次性来说，建筑结构设计优化的内容包括建筑整体的设计，建筑局部的结构设计，建筑的设备、电气设计及安装体系等。在这些体系下，还有许多子体系，通过子体系的联结，可以形成一个大的结构体系。通过整体结构设计与局部结构设计的共同优化，可以在很大程度上提升房屋建筑的安全性、合理性，降低工程建设的成本。在建筑结构设计优化的过程中，需要考虑到建筑整体平面与建筑结构的协调，通过对建筑整体平面与建筑结构的协调设计，可以在很大程度上提升建筑的美观性。保证建筑结构整体上的协调优化，需要坚持简洁原则，尽量避免墙柱错位的情况发生。建筑的截面面积需要与建筑的高度相协调，保证两者的比例处于最佳的范围。在建筑电梯或楼梯的结构优化时，需要尽量降低其自重，选择承重能力强的材料，保证电梯或楼梯的稳固性。建筑在整体结构设计优化中，需要采用简洁的几何结构，在保证建筑稳定性的同时，也提高了建筑的美观性。整体结构可以通过选择合理的结构方案，实现整体结构的优化提升。

2.2计算模型

计算模型的确定是结构分析的核心环节，它不但包括合理选择计算简图和计算理论，还有荷载的确定与参数的选定，这是结构分析与优化的重点和难点。设计师在绘制施工图时，会以此为依据。在优化设计过程中，梁柱重叠区域是否定义为刚域；连梁刚度折减系数；梁扭矩折减系数；梁弯矩放大系数；连梁刚度折减系数；柱、墙及基础是否考虑了活荷载的折减等诸类参数的选定对整个项目的计算结构有着很大的影响。为了项目有更好的经济效益，设计院、甲方相关技术人员、图审专家可以就此事提前介入讨论，明确一个合理的思路，为日后施工图设计提供一个明确的方向，既避免了设计的反复，也给开发商带来了可观的经济效益。

3建筑结构优化设计措施

3.1选择合理的结构体系类型

建筑结构体系的选择，对项目建设有着重大的影响。较为常见的结构设计类型有如下三种：（1）剪力墙结构，这种结构形式常见于高层住宅建筑，这种结构形式相比短肢剪力墙的抗震级别要高，轴压比也有优势，比短肢墙构造钢筋使用量要省。（2）框架结构，具有大开间、布局灵活性强和工期短、主体造价成本上的优势。（3）框架一剪力墙结构，即在框架结构中合理进行一定数量剪力墙的布置，这种结构合理，适用能力强，而且能够应对各种不同的变形压力，是一种抗侧力较好的结构。这三种结构体系各具优缺点，在选择结构体系的时候，不能片面认为造价最低的方案就是最科学合理的方案，而是我们必须结合建筑使用上的功能需求，以及甲方的投资预算和施工技术等多方面条件进行结构体系的综合比较与分析，将投资与收益相平衡，根据工程的客观实际情况选择最为合适的结构体系。

3.2柱网布局和平面布置的优化设计

柱网布局决定柱子的开间和跨度（纵向或横向相邻的两个柱子的间的距离），柱网的尺寸一般来说在5.4到10.5米之间，如果柱距小那么其传力途径就短，上部负荷面积就少，跨中弯矩较小，梁高较低，但是这可能使基础数量更多，内部空间小气，车位配置率较低。所以说柱网布局是否合理，对该子项工程的综合造价及上部结构有很大的影响。另外，柱子的截面形状和尺寸对工程造价也有着直接的影响，所以合适的柱网布局、柱子截面的形状及梁系的布置情况对工程造价的影响是很明显的。下面我们结合该项目的地下室布置情况，做个简单的分析。首先以顶板为例，在板厚、荷载、柱距相同，次梁截面及布置方式均相同的前提下，方案一选用400x800的主梁，方案二选用400x900的主梁。方案一中混凝土用量0.38较方案二中混凝土用量0.39稍少，但是钢筋用量40.95比38.81又多了些。这样只从数值上难以比较，我们再根据最新的造价信息单价，三级钢按3600元/吨，C30混凝土按320元/立方米选取，经过比算后发现：方案二在经济上更有的优势。同时也结合了项目本身的地质情况后综合考虑，最终选用了方案二的结构布置形式。然后再以地下一层为例，在荷载、柱距、板厚相同的前提下，分别采取了不同的结构布置方式，方案一选用了“井”字梁系，方案二选用了单向次梁系。通过计算数据显示，明显可以得出：方案一混凝土用量0.29多于方案二混凝土用量0.25，同时方案一钢筋含量26.59也多于方案二钢筋含量23.8。所以该层的梁系布置方案，该层选用了方案二结构布置形式。

4结束语

结构设计优化不仅能提高建筑物的功能性和安全性，而且还可以给开发商带来可观的经济效益。因此，结构设计人员应该在设计中，充分的应用优化技术，选择合理的结构设计方案，降低工程的综合造价成本。

参考文献

[1]龙志豪.浅谈绿色环保型建筑的设计流程优化措施[J].建筑工程技术与设计，2016（7）.

[2]胡雪莲.建筑结构设计优化措施探究[J].江西建材，2016（22）：34-34.