導語：如何才能寫好一篇結構設計的優化，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞： 建筑 結構設計 設計優化

隨著我國改革開發的進一步發展，全國人民的生活都步入了小康時代。越來越多的人對物質生活要求也越來越高了，許多人都住進了高樓大廈。人口的繼續增長，使得建筑物越來越多，而土地資源有限，這樣導致土地價格越來越高，從而導致了建筑商的建筑成本也越來越高。降低建筑成本是建筑商首先考慮的方法，那么如何控制建筑成本呢？結構優化設計思想是目前國內外比較有價值的一套理論系統。運用該理論方法，實現人民對于居住環境和生活環境的改善，提高建筑產品的質量與品味，滿足小康社會人們對新生活的需求，同時降低工程建筑的造價成本，實現建筑商利潤最大化的目標，這具有適用、經濟、實用的價值。

1優化的結構設計方法

社會上的建筑物都很令人賞心悅目給人以美的享受，這是結構設計與建筑實施技術相互協調、密切配合，從而達到美觀效果的結果

建筑結構設計我們都追求安全、適用、經濟、美觀、施工簡單等五種目標。文中的結構設計優化，能實現建筑設計技術優化的目的，能應用于實踐，它不但滿足了人們對建筑美觀、造型優美的要求，又能使房屋的結構設計合理、性能安全、建筑成本經濟，成為名副其實的“經濟適用”建筑。結構設計優化方法從建筑上來分析，它主要體現在優化設計的建筑工程結構和建筑工程結構的總體優化設計兩個方面。

第一個方面：建筑模型的優化結構設計方法。

一項大的建筑工程，先設計建筑模型，那么建筑模型的優化是十分必要的。建筑工程的結構優化設計主要包括：基礎結構方案的優化

設計、圍護結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。除此之外，還需要做選型、布置、受力分析、造價分析等內容的優化設計。所有這些設計，都按照一切從實際出發的原則來進行，根據工程的具體實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。在進行結構設計時，首先要滿足設計意圖后，盡量使平面布置規則，縮小剛度和質量中心的差異，這樣可以避免水平荷載與建筑物中太大的扭轉作用力。在豎直方向上應避開使用轉換層，減少應力集中現象。

房屋結構可靠度優化設計的約束條件，包括了應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態下彈性約束到終極狀態的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。在設計中，我們要保證各約束條件必須符合現行規范的要求。

第二個方面：建筑模型的優化結構設計的 計算方案。

完成計算方案的設定后只需編制相應適用的運算程序即可得到我們的最終優化結果。然而，結構設計的優化涉及到多個變量、多個約束條件，這是屬于一個非線性的優化問題，在設定計算方案時，需要將有約束條件轉變為無約束條件來進行計算。建筑工程設計中常用

的方法有Powell算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用這些方法來計算建筑模型的優化結構設計方案。

2優化的結構設計技術在實踐中的應用

在設計好了優化的結構設計方案后，就可以將該理論方法應用于實踐之中。結構設計的優化，是目前一個比較普遍的課題，要達到利

用結構優化的方法在不改變適用性能的前提下達到降低工程造價的目的，將結構設計優化方法應用于實踐之中，這是我們建筑工程設計

人員所追求的目標。結構設計優化設計應用于項目的整體設計、前期設計，舊房改造，抗震設計等設計的各分部環節，發揮著巨大的效益。

在按照結構設計優化的方法及模型進行實踐的過程中，要注意下面的三個方面的問題：參與結構設計優化的前期工作，將概念設計和細部結構設計進行優化，優化下部的地基基礎結構設計。下面就這三個方面進行詳細描述。

2.1參與結構設計優化的前期工作

因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現在存在的普遍問題就是前期方案階段結構設計并不進行參與，建筑師進行建筑設計時大多并不考慮結構的合理性以及它的可行性，但是建筑設計的結果卻直接對結構設計造成影響，某些方案可能會增加結構設計的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結構優化設計就能參與進來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結構形式，合理的設計方案，獲得一個良好的開端。

2.2將概念設計和細部結構設計進行優化

概念設計應用于沒有具體數值量化的情況，例如地震設防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現實有較大的差異，在進行設計的時候就要采用概念設計的方法，把數值作為輔助和參考的依據。設計過程中需要設計人員靈活的運用結構設計優化的方法，達到最佳的效

果。

2.3優化下部的地基基礎結構設計

地基基礎的結構設計優化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎，那么要根據現場地質條件選擇樁基類型，盡量節省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應多進行比較以確定最合適的方案。

3優化的結構設計實際價值

結構設計優化在建筑設計中具有很重要的地位，首先使用結構優化的設計能降低建筑，其次進行優化結構的設計能提高建筑結構的經濟性。這些都具有實際價值。

3.1 通過結構優化設計來降低總造價

進行結構優化設計中，多層住宅和高層住宅相比較，層數越多總建筑面積增大，單位建 筑面積占用的土地面積就越小，節約了用地成本，但建筑層數的增多，建筑總高度也會加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時占用的土地節約量就不與建筑層數增加比例相同了。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個屋蓋，并不會因為層數的增加而有所改變，它的成本下降會比較明顯。對于基礎部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數增加，傳給基礎的荷載將會增大，我們需要增大基礎，這樣單位面積的造價有所降低，但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。

3.2 通過進行結構設計優化來提高建筑結構的經濟性

建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結構的自重會增加，基礎和柱的承載力相應增加，水衛和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節省材料，有利用抗震，同時建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時，它的外墻周長也就會不同，這樣當選擇圓形或是越接近于方形時，外墻周長系數就越小，基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少，同時其受力性能也得到提高，增強了建筑的經濟性能。

4 結論

利用結構設計優化的技術方法，能提高有限的空間、有限的資源，讓其最大化的效果發揮，實現了經濟化、實用性和適用性的良好目標。滿足了建筑產品的品質要求不斷提高的目的，實現了人們對于居住條件及生活環境的要求不斷提高的需求，同時，這也實現了建筑商不斷尋求新的手段來滿足顧客的需求，達到降低建筑工程造價成本的目標。

5 參考文獻

[1]談建筑結構的優化設計[J].建筑科學，2009

[2]張紅友.優化結構設計減少建筑投資成本[J]，陜西建筑，2008（1 1）.

篇2

【關鍵詞】 建筑；結構設計；優化

隨著業主對建筑物安全性、適用性提出越來越高的要求，建筑結構設計優化成為企業在激烈競爭中脫穎而出的關鍵。結構設計優化必須通過反復推敲，結合力學等多門學科知識一起分析，確保數據與規范要求相一致，最終確定最佳方案。盡管目前設計單位眾多，而且多種設計軟件可供選擇，但是設計思想普遍保守，很難在結構設計中實現技術與經濟并行的目標，為了有效控制造價，促進企業、國家發展，優化結構設計勢在必行。

1 結構設計及其優化的含義

在結構設計中，主要從力學角度分析尺寸、剛度等是否符合構造需求，通過這種設計得到的方案可以通過變量或者參數的形式展現出來，變量或者參數最終構成目標函數。通過傳統的結構設計得到的是可行性設計，基本是基于安全角度確定的，但是并不是最優設計方案。下面根據兩個工程實例的數據分析，對房屋結構設計中設計優化方法的探討。結構設計優化可以實現量的優劣取舍，得到最佳方案。

2 建筑結構設計優化實例分析

2.1 實例一

廣東某化工有限公司-商業廣場，工程等級二級（地下2層，地上9層，多塔框剪，65162.8O）。該工程地下室超長，長邊約280米，短邊約30米，成功用不設變形縫設計解決了混凝土開裂和防水難題，但是工程經濟性及使用空間的合理性卻遭受考驗。地下室樓蓋選型對于控制工程造價有直接影響。通常樓蓋形式可以分為梁板式與無梁樓蓋兩大類，其中梁板式又分為雙向和單向，無梁樓蓋分為實習和空心。下面按柱距8.9mx8.9m的各種樓蓋結構形式對比計算分析，并作出如下材料用量分析表：

最終本工程負一層樓蓋采用無梁樓蓋，主要考慮到地下室凈高及減少基坑開挖深度；地下室頂板樓蓋采用主次梁（單向板）樓蓋，主要考慮到造價最低及本工程地下室頂板作為上部結構嵌固端，同時需滿足規范相關規定要求應采用梁板式結構。

總結： 1、從以上《材料用量分析表》中可以看出梁板式樓蓋中主次梁（單向板）結構形式的單位面積造價最低，井字梁結構形式的單位面積造價最高，十字梁結構形式單位面積造價介于兩者之間； 2、主次梁樓蓋與無梁樓蓋單位面積用鋼筋量比較接近，但無梁樓蓋混凝土用量較多，使其單位面積造價高于主次梁樓蓋； 3、主次梁結構形式由于其中一個方向框架梁梁高與次梁同高，設備管道可以垂直于次梁布置，這樣可以提高地下室凈高，無梁樓蓋考慮150mm操作空間其地下室凈高比主次梁結構提高了100～200mm，但比主次梁結構增加了近三分之一的重量，增加基礎造價； 4、無梁樓蓋施工簡潔、施工速度較快，模板簡單，能夠有效滿足工期要求，視覺美觀，無梁樓蓋由于自重較重，故對地下室抗浮有利； 5、當地下室層數較多（3層以上）地質條件較好時，結構抗浮要求較高，可采用無梁樓蓋結構形式增加結構自重有效的抵抗水浮力以降低抗浮設計難度；當地下室層高受限制時采用無梁樓蓋或空心樓蓋結構形式可較好的達到地下室凈高要求； 6、當地下室層數較少（2層）抗浮水位較低時建議采用主次梁結構形式，以減輕結構重量； 7、對于地下室頂板，當做為上部結構的嵌固端時，由《建筑抗震設計規范》6.1.14條：“地下室在地上結構相關范圍的頂板應采用現澆梁板式結構，相關范圍以外的地下室頂板宜采用現澆梁板結構”，故根據規范要求，建議采用主次梁（單向板）結構或梁板加腋大板結構。

以上結構經濟性對比僅限于平面結構構件的對比，實際上整個地下室工程的經濟性應充分考慮地下室層高、埋深、基坑的開挖、支護結構等各項工程的綜合造價。

2.2 實例二

廣東省韶關市某鎮政府辦公樓工程，建筑層數為四層，砌體結構，并選用條形基礎，工程鋼筋用量如下表如示：

通過上表可以發現該工程總含鋼量為30.977kg/m2，該值偏高，因此可以通過結構設計優化在此環節控制造價。

工程中采用了鋼筋混凝土構造柱，構造柱能滿足抗震與抗剪要求，但不用承受豎向荷載。構造柱大多設置于橫縱墻交線，也設置在墻轉角等處，為了使房屋穩定性得到提升，構造柱的尺寸較大。本工程位于六度區，構造柱按照規定應當設置在電梯間四角、外墻四角和對應轉角處、隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處、樓梯間對應的另一側內橫墻與外縱墻交接處。本工程在規范中要求設置構造柱以外的多個部位設置了構造柱，為了控制造價可以將規范要求外的構造柱去除。根據抗震規范，砌體結構建筑的構造柱截面不得小于180mm×240mm。箍筋間距不超過250mm，并加大四角處布置構造柱的截面。在本工程采用的構造柱規格為360mm×240mm、240×480mm等，鋼筋直徑均為14mm。將鋼筋直徑改為12mm，并統一構造柱規格為240mm×240mm，可以使鋼筋用量得到控制。

該工程使用現澆板，在設計初期，多由經驗公式確定板厚，該板厚只作為暫定值，為了精確確定板厚，還需進行裂縫和撓度驗算，并逐漸降低板厚后反復驗算，如果板厚降低后仍滿足設計要求，則優化是可行的。本工程中4.1米開間房間板厚設計是130毫米，經過撓度圖分析和裂縫分析，板厚設計偏保守，經兩次降低板厚與驗算，最終確定110毫米符合設計需求。本工程采用的現澆梁也有優化空間，內廊處的梁是多余的，而且主梁為跨度取值的1/10。該比例相對保守，根據本工程開間不大，結合考慮梁的經濟配筋率主梁梁高取跨度1/12～1/15也可以滿足設計要求。降低部分圈梁高度，原圈梁高度為了配合建筑門窗統一為600mm，現降低東西向無窗及小窗墻體圈梁梁高。

基礎造價在工程總造價中比重大，埋深、尺寸等都直接影響總造價。由于基礎的影響因素眾多，所以基礎設計優化的途徑更多，潛力更大。在以往的結構設計優化嘗試中，盲目增加基礎寬度及埋深都未取得良好效果，有時還適得其反。一般層數較低的工程條形基礎、灰土基礎與磚基礎應用都比較廣泛，本工程選擇鋼筋混凝土基礎，基礎埋深1.70米。通過分析土層較為理想，基礎高度具有優化空間。基礎埋深偏高，而且施工現場地質情況良好，基礎埋深設置為1.40米即可滿足設計需要，后經地基土淺層平板載荷試驗，承載力滿足要求。

經過上述優化，鋼筋使用量降低約21t。僅從鋼筋角度就已減少大量成本，因此可以說明建筑結構設計優化在控制造價方面有突出作用。總結上述優化措施如下：合理確定構造尺寸與鋼筋直徑；簡化梁板柱受力體系，省去不必要的梁設置；降低圈梁高度；合理選擇基礎形式及埋深。

3 結構設計優化的注意事項

結構設計優化確實可以有效控制工程造價，提高企業經濟效益，但是具體實施過程中卻必須克服一些困難：施工單位為了加快工程進度，沒有嚴格按照設計進行，從而無法實現設計效果；部分設計人員工作經驗不夠豐富，從而在設計時顧此失彼；將過多的精力與時間放在建筑局部的設計上，缺乏大局觀，對整體造價考慮過少；一味追求控制工程造價，使建筑物的安全性和耐久性得不到保證，實際施工過程中偷工減料現象嚴重。以上幾點都是影響建筑結構設計優化實際效果的重要因素，在設計過程中必須杜絕這些現象的發生。

4 小結

人類的資源不斷被消耗，如何提高資源利用率是每位建筑結構設計人員必須面對的問題。建筑結構設計優化是控制工程造價的重要手段，但是也不能在追求效率的同時忽略質量，既省材又實用是進行結構設計優化時遵循的重要原則。

【參考文獻】

[1]張閱榮.房屋結構設計中的建筑結構設計優化[J].建筑工程技術與設計，2014，（20）：734-734.

[2]許宗雨.探析房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用[J].江西建材，2014，（16）：36-37.

篇3

【關鍵詞】房屋結構設計；建筑結構設計優化方法；實際應用

一、前言

近年來，人們對生活質量的要求不斷的提高，對房屋建筑的要求逐漸的從實用性向功能性、安全性、可靠性方向轉變，這給房屋建筑結構設計提出了更高的要求，如何提高房屋建筑結構設計質量，已經成為房屋建筑企業亟待解決的問題，同時也是社會各界廣泛關注的焦點。通過將建筑結構設計優化方法應用在房屋結構設計中，能夠有效的保證房屋建筑的功能性、經濟性以及實用性。因此，文章針對房屋結構設計中建筑結構設計優化方法實際應用的研究具有非常重要的現實意義。

二、建筑結構設計優化方法的概念以及重要性分析

1建筑結構設計優化方法的概念。建筑結構設計優化方法是從理論、經驗上對進駐結構設計進行優化，以建筑結構優化設計理論為依據，同時憑借經驗對建筑結構進行分析與認知，以此對建筑結構的整體進行優化，是對建筑設計以及工程部分的設計優化與完善。在進行建筑結構設計時，為了保證建筑結構設計的經濟性，以及降低結構設計分析的難度，應該嚴格的控制建筑結構設計的所有環節，進而保證建筑結構設計能夠滿足實際需求。

2建筑結構設計優化方法的重要性。建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用，能夠實現對房屋建筑結構的優化設計，不僅能夠有效的控制房屋建筑工程的造價，還能夠滿足建筑的實用性與美觀性。對于建筑企業來說，希望以最少的投資獲得最大的利益，因此必須保證房屋建筑結構設計的安全性、可靠性以及科學性，這就要求對房屋結構設計進行優化。與傳統房屋結構設計相比，結構優化設計方法的優點在于：保證房屋建筑結構的安全性；合理協調房屋建筑結構內部的所有單位；合理的利用材料的性能；降低工程造價6%-35%。由此可見，通過將建筑結構優化設計方法應用在房屋結構設計中，能夠有效的提高房屋建筑結構的安全性、實用性以及經濟性。

三、建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用分析

1建筑結構設計優化方法分析。建筑結構優化設計方法主要包括以下幾種：（1）拓撲優化方法，拓撲優化方法的主要內容是尋找建筑結構剛度最理想的傳力模式或者分布方式，以此優化結構的性能或者降低建筑結構的自重，拓撲優化方法是結構設計初始階段提出的概念性設計，通過整數變量的形式或者邏輯變量的形式來表現建筑結構的實際分部形式，以此或者最佳的布局設計方案，該種建筑結構設計優化方法與其他方法相比，其經濟效益更高，更容易被廣大工程設計人員所接受；（2）外形優化方法，外形優化方法的研究時間相對較短，指的是在結構拓撲結構一定的基礎上，調整結構內部形狀與框架，以此對建筑結構進行改進與優化，以對象為標準將外形優化方法分為兩種，即桿系結構與連續體結構，對于桿系結構外形優化方法，應該以節點作為為設計變量，然后進行截面優化，通常采用分布優化與綜合優化進行求解；對于連續體結構，通常采用數值、解析兩種方法進行結構外形優化；（3）截面優化方法，截面優化方法是采用有限元方法計算設計變量的所受應力與結構位移，通過科學的數學規劃方法以及靈敏度分析，實現對房屋建筑結構的優化。

2建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用分析。文章以某房屋建筑工程為例，該房屋建筑工程采用鋼筋混凝土框架結構體系，建筑面積為6408平方米，由于施工現場條件有限，建筑平面長度設計為58.1米，寬度設計為15.6米。該建筑工程總共7層，層高設計為3.6米，走廊寬度為2.4米，房間開間進深為6.6米，地基承載力控制在120kN/O-140kN/O之間，由于冬季氣溫相對較低，并且地下水深度為7m左右，地下水、降水會對混凝土造成侵蝕，為了保證該房屋建筑工程的安全性和可靠性，需要采用建筑結構設計優化方法對房屋結構設計進行優化和完善，具體表現為：

2.1創建房屋建筑結構優化設計模型。想要實現對房屋建筑結構的整體優化，應該創建完善的房屋建筑結構優化設計模型，具體步驟表現為：第一步，合理的選擇設計變量，在選擇設計變量時，應該將影響建筑結構的主要參數作為設計變量，例如約束控制參數、目標控制參數等，同時還存在一些影響相對較小、變化范圍也相對較小，能夠滿足相關設計要求的一些參數，通常采用預定參數表示，這樣能夠有效的降低編制程序工作量、計算量以及設計量；第二步，確定目標函數，在進行結構優化設計時，應該尋找一組可以滿足預定條件的截面相應的幾何尺寸、鋼筋截面積等的函數，以此降低工程造價；第三步，確定約束條件，為了保證房屋建筑結構的可靠性，在進行房屋建筑結構設計優化時，應該確定優化設計的相關約束條件，房屋建筑結構設計優化的約束條件主要包括結構體系約束、應力約束、構件單元約束、尺寸約束、結構強度約束、裂縫寬度約束等，同時在進行房屋建構設計過程中，還應該對實際的約束條件與目標約束條件進行比較分析，以此保證所有的約束條件都能夠滿足相關的設計要求，實現對房屋建筑結構的最佳設計。

2.2設計計算方案與程序。在進行房屋建筑結構優化設計時，設計人員應該對設計方案進行合理的優化，在此過程中會涉及到眾多的變量與約束條件，設計人員在進行設計與計算的過程中，應該充分、全面的了解這些變量與約束條件，并進行科學的分析，采用數學計算方式，實現對房屋建筑結構的優化設計。當創建了模型以及確定設計方案之后，設計人員還應該根據設計方案制定相應的程序，把相關變量錄入計算機，當出現設計變動時，應該改寫基礎結構，然后進行重新錄入，由計算機根據相關的編程數據得出相應的結果。

2.3結果分析。當計算機計算出結果之后，應該對結果進行分析，以此判斷設計方案的科學性與合理性。在進行房屋建筑結構設計時，應該保證房屋建筑結構設計滿足結構規范標準，這就要求設計人員從多個方面考慮，綜合分析之后更好的完善結構設計，降低建筑結構設計難度，在不影響整體施工質量的前提下，降低施工企業的施工成本。因此，在進行房屋建筑結構設計時，設計人員應該正視經濟與技術之間的矛盾，通過優化設計，有效的的解決經濟與技術之間的矛盾，盡可能的降低施工成本消耗。

四、結束語

總而言之，房屋結構設計是一項復雜的系統工程，通過將建筑結構設計優化方法應用在房屋結構設計中，能夠保證房屋建筑的安全性，降低投入成本，為人們建造安全、美觀、舒適、實惠、耐用的房屋建筑工程。

參考文獻：

[1]胡天水.房屋結構設計中的建筑結構設計優化[J].中華民居，2013，（4）：45-46.

[2]陳俊.淺談結構設計優化設計技術與其在房屋結構設計中的應用[J].科技向導，2013，（2）：172.

[3]白華.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的實際應用[J].江西建材，2015，（13）：29.

篇4

【關鍵詞】房屋結構設計；建筑結構設計優化方法；重要性；應用

房屋建筑企業應該應用合理的建筑結構優化設計，實現公司利潤的最大化，從而提高公司的綜合競爭力。總而言之，房屋建筑設計師充分做好房屋建筑結構優化設計能夠實現企業與客戶的雙贏。

1.房屋結構設計中建筑結構優化方法的重要性及其作用

1.1房屋結構設計中建筑結構優化方法的重要性

對房屋建筑的結構進行優化，施工人員應在確保房屋建筑質量安全的前提下，對設計方案進行細致分析，應用先進的設計觀念及技術，從而對工程造價進行控制。根據相關數據分析，房屋的結構如果經過設計優化，同未經設計優化的房屋建筑相比可以縮減10%―20%的費用。但是，在現實的施工設計優化中，因為受到多方面條件的限制，實施起來十分困難，無法充分發揮其優越性。例如：一些施工企業過于追趕工程進度，從而導致對房屋的設計效果造成影響；很多年輕的項目設計人員因為缺少工作經驗，無法進行設計優化；還有的設計人員因為對房屋建筑部分的過分關注，從而對整體房屋建筑的設計預案造成忽略，影響了整體造價。從中可以看出，房屋建筑項目的設計人員應把施工技術同經濟收益緊密的聯系起來，唯有規劃出切實可行、效果良好的設計預案才可以保證企業獲取最大收益。

1.2建筑結構設計優化方法的作用

（1）對房屋建筑的結構進行設計優化可以全面發揮機械設備及建材的性能，同以往的結構設計相比，更具優勢。對房屋建筑的結構進行設計優化可以降低工程造價的資金投入，為企業贏取更高的收益。同時，還能夠把房屋結構中的各個單元進行有機整合，提高房屋建筑的質量，保證人們的居住安全。所以，對房屋的結構進行設計優化是保證民用房屋經濟性更好、適用性更強的重要方法之一。（2）提升房屋建筑的安全性。通過對房屋結構的優化設計，可以對原有設計方案中的不足和缺陷進行彌補，從而提升房屋結構的合理性和安全性，在保證房屋建筑整體質量的基礎上，節省房屋建筑材料，提升房屋建筑的穩定性和相應的受力性能，確保房屋建筑的使用安全。（3）減低工程造價。據相關數據顯示，運用建筑結構優化設計后，與原設計方案相比，房屋建筑工程的成本可以節約10%-30%左右，成本大大降低。同時，通過建筑結構優化設計，還可以充分發揮原材料的性能，確保房屋結構各個單元之間的緊密聯系，提升房屋建筑工程的經濟性。

2.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用分析

2.1結構同房屋建筑的協調優化

在進行設計時，應盡可能保證房屋建筑的結構同整體平面的配合緊密，從而實現造型美觀、結構合理的效果。在進行房屋建筑柱及墻的布設時，應同房建平面的功能需求相一致，每個房間的進深、開間都應保持統一。房屋建筑系統盡可能簡潔，墻與柱不可以出現錯位情況，每一層的高度及截面面積應相同。進行樓體或電梯的設計時，其應力集中或受力方向較多的轉角區域，承重構件應盡可能選取高強建材，從而降低自重，而非承重的構建應選用質量較輕的建材。整體房屋建筑在布局方面應保證重心、剛心及質心交疊，預防出現扭轉情況。

2.2整體優化和局部優化

任一項目房屋建筑的設計都具備層次性及復雜性兩方面的特點。以層次性看來，其一般包含房屋建筑的設計體系、結構體系及安裝設計體系等，每一個體系內又囊括了多個下屬體系。進行房屋建筑設計時，設計人員應對各個下屬系統進行優化，將各個布局間的橫向關聯沖破，疊加工程；以復雜性看來，其一般包含房屋建筑原料選取、零部件選取、結構類型選取等內容。所以，對于任一房屋建筑來講，就應從整體進行優化，方可真正實現設計優化。

2.3優化設計規范

在對房屋建筑工程進行建筑結構優化設計的過程中，設計人員嚴格遵循了相應的結構設計規范，不僅充分了解了結構設計規范中的相關條例，而且結合房屋結構設計的實際情況，對建筑結構優化設計的方案進行了合理應用。同時，針對結構設計規范中存在的不足，如安全性較差、要求過于寬松等，設計人員結合實際情況進行了適當的取舍，從而切實保證了設計成果的最優化。

2.4概念設計優化

技術與房屋結構設計對于同一房屋建筑方案，可以有許多不同的結構布置設計；確定了結構布置的房屋建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是惟一的：房屋建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問題是計算機無法完全解決的，都需要設計人員自己作出判斷。而判斷只能在結構設計的一般規律指導下，根據工程實踐經驗進行，這便是前面所說的概念設計。因此，概念設計存在于設計師對多種備選方案進行選擇的過程中。此外，分析如何應付房屋建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設計的重要內容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，房屋建筑設計過程中就應該未雨綢繆，從計算及構造等各個方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應盡量避免。剛度均勻、對稱是減小地震在結構中產生不利影響的重要手段；延性設計則能有效地防止結構在地震作用下發生脆性破壞；多道設防思想能使房屋建筑在特大地震作用下次要的構件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設防思想在整個設計過程中都應該作為概念設計的重要指導思想。

2.5樁基礎優化

樁基礎可以劃分為灌注樁及預制樁兩種樁型。因為灌注樁在施工時質量較難控制，并且操作復雜，時間較長。所以，如果在沉降符合相關標準的基礎上，應利用預制樁進行施工。另外，因為在普通狀況下，伴隨著樁基的不斷深入，土壤對樁身的作用及摩擦也隨之增大，所以，應盡量選取長度較大的預制樁。

2.6框架梁、柱箍筋間距的優化

對不同抗震等級的框架梁，柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規定。側重點就是關于質量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關因素，同時還包括對設計圖紙的詳細了解和掌握，在鋼筋水泥的質量要求、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度等等一些基本房屋結構的類型需要，如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度、設計活荷載值、混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質量的特別要求等，是在房屋結構設計中要考慮的要素。

3.結束語

建筑結構優化設計技術在房屋結構設計中有著極其重要的作用，推動著城市化的建設與發展。房屋結構設計在確保安全性與合理性的基礎之上，應該加強整個結構的設計美觀性，以及對方案進行不斷的優化，促進工作的改進。現代化的房屋建筑設計不僅需要確保其基本的使用價值和功能性，同時針對外觀的設計還應當具有一定的美觀性，以進一步的增強整個房屋結構和設計方案的價值。

參考文獻：

篇5

Abstract： Under the comprehensive analysis of demands and present situation of building structural design， this paper outlines the basic principles and specific measures of structural design， carries on analysis and summary combined with examples， forms a full range of building structural design application mode for involving modern technology application skills， such as concrete structural application of double-reinforced cement， the combination design of public space， the floor without beam structural characteristics， the foundation process of the basis construction and so on to solve the key and difficulty practical problems design applications. Through optimizing the design process for the structures of construction to better achieve the overall optimization of building structural design as well as achieve economic， scientific and rational design requirements.

關鍵詞： 房屋；結構設計；優化；實踐應用

Key words： house；structural design；optimization；practical application

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）06-0108-02

0 引言

隨著經濟多元化趨勢的不斷深入，在房屋建筑領域的發展空間中，對房屋建筑造型和建筑的整體功能有了全面的要求提升，不管是工業建筑還是民用的私人住宅建設等，建筑結構設計的藝術應用和質量把握成為了當前著重考慮的因素，在全面構建建筑結構設計的整體性能的基礎上，尋求結構設計的實際應用模式，對于建筑結構的本身設計有著重要的實際意義。

1 概述房屋建筑結構設計的整體觀念

1.1 精心選定設計方案 隨著建筑結構形式的多樣化，在實際的建筑施工中，為了最大程度的滿足施工的需要，結構設計開始向著越來越裝拆簡單、移動方便、承載性能強、使用安全可靠、適用經濟的方向發展。以建筑結構設計中常見的腳手架為例，有落地腳手架、挑架、爬架等之分。其中使用最普遍的腳手架是落地腳手架，它具有裝拆方便，搭設靈活，能適應建筑平、立面變化等優點，但是它的搭設高度受到一定的限制，并且因為它具有周轉材料用量大，占用周期長的缺點，很難滿足高層建筑施工的需求。

1.2 建筑結構設計的類型應用 在建筑結構設計的主要依據點上，側重點就是關于質量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關因素，同時還包括對設計圖紙的詳細了解和掌握，在鋼筋水泥的質量要求、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結構的類型需要，如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度、設計活荷載值、混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質量的特別要求等，是在建筑結構設計中要考慮的要素。

2 分析建筑結構設計的整體原則

2.1 經濟性建設原則 優化技術是指在滿足建筑結構長遠利益的同時，最大程度的減少建筑結構的近期投資，最大限度的提高建筑結構的可靠度和合理性。通過采用優化技術，材料的性能價值會得到最大化，建筑結構內部各單元也會得到很好的協調，并且建筑規范所規定的安全度也會大大提高。

2.2 結構設計優化方法應用 一般來說在設計房屋建筑結構時會從以下五方面來考慮：適用、安全、經濟、美觀、便于施工，而建筑優化設計技術方法的應用不僅可以滿足建筑美觀、造型優美的要求，也能夠有效增強房屋結構的安全性、經濟性和合理性，它主要體現在房屋工程分部結構的優化設計和房屋工程結構總體的優化設計量等方面。其中房屋工程分部結構優化設計又包括基礎結構方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計等方面，可以說優化設計涉及建筑結構的很多方面。

在實際的結構設計中，應該注意很多的問題，比如為了使建筑物不被水平荷載作用發生太大的扭轉，應該在滿足設計意圖的同時，盡可能的使平面布置規則，縮小剛度和質量中心的差異等。

3 探討房屋結構優化技術的實踐應用方式

3.1 框剪設計的整體思路 框剪結構集框架結構布局靈活、剪力墻結構剛度較大的優點于一身，使得該種結構體系具有較好的延性和整體性。目前框剪結構已被廣泛的應用于公用建筑、住宅等高層建筑中。在這個結構的剪力墻可以單獨設置，也可以利用一些其他的墻體，比如電梯井、樓梯間等，此外，這個結構還可以有效的提高側向剛度。在實際的建筑施工中，主要有剛性、剛柔、柔性等不同的價值計算方法，一般來說選用哪種計算方法會根據抗震質量的不同來進行合理的選擇，比如為了改善結構的抗震性能，應該注意場地的土質類別，對不同土質采取不同的加剪力墻等。

3.2 復合地基形成法的技術提升 通過對被加固土體填充相應的材料，改變土體的結構，使土體被增強或被置換形成一定的增強體，由增強體和周圍地基同承載荷載，形成復合地基的一些地基處理方法。在建筑施工中，根據特殊地質條件對地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達到相應要求。比如通過填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達到提高承載力的目的等。

3.3 多層鋼筋混凝土框剪結構設計 在多層鋼筋混凝土框剪結構的設計上，全面把握設計的主要點，分析梁柱以及剛接或者鉸接相連促成的承載重量體系，在依據設計圖紙和文件的前提下，全面把握設計圖紙的客觀需要，同時加強規范性施工和管理，讀懂并理解設計圖紙中的每一項內容，達到按圖紙施工、依據圖紙設計的目的，作好技術交底。根據建筑結構的實際需求，可以采用現澆式框剪設計，就是通過梁、柱、樓蓋的現澆鋼筋水泥混凝土結構，增強建筑結構的整體性能，提升抗震能力，在實際建筑設計中可以廣泛應用；同時，還可以采用預制裝配式設計，就是指梁、柱、樓板均為預制，這樣可以減少工程的難度，提高工程的速度，但是，整體建筑質量的性能不是很強，抗震效果、漏水系統等會有一定的偏差，可以結合地質條件進行考慮。

3.4 框架梁、柱箍筋間距的優化 對不同抗震等級的框架梁，柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規定。側重點就是關于質量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關因素，同時還包括對設計圖紙的詳細了解和掌握，在鋼筋水泥的質量要求、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結構的類型需要，如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度、設計活荷載值、混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質量的特別要求等，是在建筑結構設計中要考慮的要素。

4 結語

房屋建筑結構設計是一個綜合性很強的技術活，無論是從建筑結構的實際需求出發還是建筑本身的特點出發，在充分考慮地質條件、施工手段、技術應用、質量管理等綜合因素的基礎上，力求結構設計與實際發展相融合，形成和諧性的發展模式，整體推進建筑結構設計與實際施工的方法應用相結合，更好的提升工程設計的質量。

參考文獻：

[1]段佳琦.淺談對建筑結構設計的認識[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2010（11）.

[2]馬雪麗.淺析建筑結構設計[J].黑龍江科技信息，2011（10）.

[3]萬石兵.結合實例談舊水泥混凝土路面改造方案設計[J].中國新技術新產品，2011（16）.

篇6

隨著人們生活水平的提高，人們對建筑工程的要求也越來越高，房屋結構不僅要有實用價值，還需要有審美價值。本文就對建筑結構設計的優化策略及其在建筑結構設計中的有效運用進行探討。

關鍵詞：

建筑結構設計；優化策略；有效運用

隨著經濟的快速發展，人們的生活水平逐漸提高，對住房的要求不僅注重實用性，還注重住房的功能性和安全性以及它的欣賞性。這就對建筑結構設計人員提出了更高的要求，在進行結構設計時，要綜合考慮到結構高度、結構材料、結構質量和結構設計等方面[1]，從而優化建筑結構設計方案。

1優化建筑結構設計的概念及意義

1.1優化建筑結構設計的概念所謂建筑結構設計優化就是設計者在運用力學理論的時候，運用結構優化設計方法，把包含其中的因素看作不定的變量，從而形成一個結構設計優化方案域，然后，設計者利用數學思想和方法對這個方案域綜合分析和論證，最終形成一個具有可行性的設計方案。建筑結構設計概況見表1。

1.2優化建筑結構設計的意義對建筑結構設計進行優化，對其在建筑結構中的有效運用意義重大。在提高建筑實用性、功能性和欣賞性的同時，還能對工程造價進行有效的控制。在保證建筑結構的科學性、安全性和可靠性的基礎上，用最低的成本和最少的投資即可獲得最大的利益，這對建筑商來說，是最為有利的。與傳統房屋結構設計相比，我們可以看出：對建筑結構設計進行優化，能夠使建筑結構內部的每個部分得到協調，并能發揮利用材料的最大限度，從而減少建筑的工程造價。總之，它能在保證建筑結構設計安全可靠的基礎上，保證建筑結構設計中的經濟性和實用性。

2優化建筑結構設計原則

2.1體現綠色環保理念隨著社會的進步，我國提倡環境友好型社會這一理念，人們對環保的意識逐漸提高，建筑行業在這方面也相應的出臺多種節能環保的規章制度。在建筑結構設計的優化環節，可以采用綠色環保的原材料，一方面保障人們居住的安全性，另一方面也減少環境污染；同時，也可以對材料二次利用，“變廢為寶”，減少工業垃圾的產生。

2.2保證結構設計優化的安全性在結構設計的優化環節中，最為重要的就是安全保障。選擇具有可行性的建筑結構設計和有質量保障的建筑材料，是結構設計優化環節中要考慮的最為基本也是最為重要的因素。

2.3注重優化結構設計中的經濟性在保證建筑結構設計安全性的基礎上，注重結構設計中的經濟性。當前我國倡導建設資源節約型的社會，在建筑結構設計環節中，需要考慮如何降低成本，減少資金投入，同時保證建筑結構設計中的安全性。

2.4注重優化結構設計中的功能性隨著人們生活水平的提高，相應的，人們對住房提出了更高的要求。建筑結構的優化設計就是為了滿足住戶的需求，為住戶提供優質舒心、集實用價值和審美價值于一體的建筑。

3建筑結構設計優化策略

3.1優化設計中的材料對材料的最大限度的利用就是對建筑結構材料的優化。在選擇材料時，要對材料的性能、質量指標等各方面都要有一定的了解，選購時秉承物美價廉的理念，一方面能使材料發揮它的使用功能，提高房屋建筑質量，另一方面還能減少資金投入，節約資源。當然，材料的選擇也要考慮到它的可操作性，保證建筑工人在施工過程中能夠安全操作。

3.2優化設計方案一個最優的設計方案和一般的設計方案在同樣完成房屋性能的情況下，成本能相差13~22%，可見不同建筑的設計方案對建筑成本的影響是很大的。建筑的戶型、樓層高度和樓層層數、房間大小等都是影響設計方案的關鍵因素，在多個設計方案中，要仔細論證分析，選出一個最優的方案。在進行方案設計時，不同項目所占的投資比例也不相同，所以在優化環節中要有側重點，不能一概而論。

3.3選擇最佳基礎形式建筑工程的基礎形式是建筑施工順利進行的前提，對建筑工期和建筑工序有著重要影響，所以選擇一個合理、優質的基礎形式很有必要。據相關統計，建筑基礎形式在房屋建筑的投資成本中占到28%，而且我國房屋建筑主要是指高層或者超高層的建筑，基礎機構的造價與地質條件也有一定聯系，進一步說明對于地基的選擇尤為重要。因此，在建筑結構設計的優化環節中，要選擇最佳的基礎形式。

3.4選擇最優結構形式不同的戶型有不同的優勢，應該根據不同地區的實際情況，綜合考慮不同的結構設計方案以及樓宇的抗壓性、抗震性，還有建筑優化的經濟性等，才能建造出安全系數高、功能性強、成本低的建筑物。根據一般經驗，對于7層以下的建筑物，混凝土用量相對少；7~12層的建筑物，最好采用框架結構，設置抗震剪力墻，在節省材料的同時，也能保證建筑的安全系數；12~20層及其以上的建筑物，也應采用框架結構，但需要在合適的位置設置剛性筒體，保證房屋的安全性，同時也能最優化的使用材料[2]。

3.5選擇合理的構建截面構建截面對后續工作中建筑材料的投資成本有很大影響。比如：在建筑結構的設計中，如果構建截面的尺寸增大時，配筋率會相應的減小，鋼筋的用量會減少，但混凝土的需求量就要增多；相對的，如果構建截面的尺寸減少時，配筋率會相應的增大，鋼筋的用量會增多，但同時，混凝土的需求量就會減少。所以在建筑設計的優化過程中，要選擇一個最合理的構建截面，從而降低投資成本。

3.6有效控制配筋率目前的建筑一般是高層或者超高層建筑，對鋼筋的需求量很大，同時鋼筋的價格也在不斷的上漲，這就說明在建筑設計優化過程中，需要考慮鋼筋材料的成本這一問題。合理控制配筋率，在保證建筑結構安全系數高、抗壓能力強的同時，也能控制鋼材的使用量，從而降低投資成本，優化建筑結構設計。

3.7成本設計管理過去，我國的建設資金以國家財政撥款為主，當時物價比較穩定，時間的變動不影響資金的價值，建筑結構的成本計算一般采用靜態的算法[3]。但隨著經濟的發展，物價變動幅度逐漸變大，建筑工程的成本每年都在發生變化，建筑企業需要有一套完整的動態管理系統來完成對成本的控制，才能建筑結構的設計達到最優。

4建筑結構優化策略在建筑結構設計中的有效運用

4.1直覺建筑結構優化和結構設計建筑設計形式多樣，建筑的布局及其戶型也千差萬別。在實際操作過程中，建筑結構設計的參考數據和建筑結構抗壓數據都是變動的，就算已經確定了戶型和具體結構設計方案的建筑物，人們也可以采用不同的分析方法對建筑結構設計中的不同環節進行分析。計算機雖然具有操作快捷、計算精確的優勢，但卻并不能智能的應對各種現實問題，必須依靠專業的建筑結構設計人員根據實際情況進行研究和分析，結合工作經驗對設計中的每個環節進行評估，這樣的設計方案才有現實意義，有可行性和可操作性。

4.2直覺優化設計過程的問題研究在具體的建筑結構設計過程中，要全面考慮各種可能出現的突發狀況，比如地震等自然災害等，這些因素的出現可能會降低建筑物的安全性和可靠性，所以在進行結構設計時，要嚴格遵守設計優化的相關原則，提高建筑物的安全系數和抗壓防震能力，從而減少災害對建筑物的損傷。另外，建筑結構設計進程中也要跟隨科技的進步，合理運用先進前沿的相關技術，進一步提高建筑物的穩定性。

5結束語

優化建筑結構設計，對住戶來說，滿足了他們對建筑實用性、功能性、欣賞性等方面的要求；對建筑商來說，可以減少工程造價，降低投入資金，從而獲得最大收益。在實際過程中，建筑結構設計人員要嚴格遵循優化原則，在保證建筑物安全可靠的情況下進行結構設計的優化。

參考文獻

[1]胡卓文.建筑結構設計優化策略的實際應用[J].建材發展導向（上），2014，8（6）：200~201.

[2]李增林，張傳花.探析復雜建筑結構設計的預應力優化策略[J].新材料新裝飾，2014，6（8）：535.

篇7

關鍵詞：建筑結構；優化設計；應用價值；方法

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

1 建筑結構設計的重要性

隨著經濟建設的不斷變化與發展，人們對于建筑行業的逐漸重視，新的技術以及理念也在不斷地被應用于其中，計算機技術的普及引起了建筑行業新的變革與發展。建筑結構設計就是采取先進的設計手段及理念，在有限的空間范圍內進行完整的!合理的優化設計，將使用空間最大化，同時還要特別注意結構設計與構件之間，結構與結構之間的空間布局。這也是檢驗建筑結構工程師是否合格的重要標準之一。工程師建筑結構設計的重點不僅僅體現在設計理念上，而且對于其結構設計的經驗總結也是極其重要的，隨著計算機的發展，對于工程師的設計手段又提出了新的標準與要求，建筑工程設計師不僅僅要掌握專業的設計理念，同時還要掌握基本的計算機技能，將設計理念與計算機技術相結合使其更上升一個合理的高度，此時設計理念就尤其的重要，在整個建筑結構中必須完全的充分體現出來。

2建筑結構設計優化方法的應用實踐價值

2.1結構設計優化方法的應用

結構設計優化主要體現在房屋工程總體設計以及局部設計當中，在房屋建設分布設計中，結構設計優化技術起到了至關重要的作用，對于結構基礎方案的優化、房屋建設的優化、圍護方案的優化!結構設計的優化等一些列優化設計都離不開結構設計優化的整體布局與設計，在整個優化過程中，還要結合具體的實際工程情況，進行合理的分析與總結，將其設計優化的整理理念可以充分體現在建筑結構優化設計中，在滿足相關規定的前提下，進行經濟效益的結構設計優化，進而達到節約經濟的目的。

2.2結構設計優化方法的實踐價值

在進行結構設計優化的過程中，必須從其長遠的利益出發，將其結構設計的合理性完全的在整體建筑結構中有所體現。不能只顧眼前的建筑結構設計所產生的經濟效益，這樣很容易導致在使用中，隨著時間的累積而將導致嚴重的經濟失衡。在傳統的設計理念里，采用其結構設計優化可以使建筑工程造價的成本降低至 5%~30%左右.然在結構優化設計中，利用材料的性能可以有效的將其建筑結構優化的各個部門得到很好的協調，在滿足建筑規范的前提下，達到“適用、安全、經濟”的目的。

3 在建筑中結構設計優化的方法

3.1整體優化和局部優化

任一項目建筑的設計都具備層次性及復雜性兩方面的特點。以層次性看來，其一般包含建筑的設計體系、結構體系及安裝設計體系等，每一個體系內又囊括了多個下屬體系。進行房屋建筑設計時，設計人員應對各個下屬系統進行優化，將各個布局間的橫向關聯沖破，疊加工程；以復雜性看來，其一般包含建筑原料選取、零部件選取、結構類型選取等內容。所以，對于任一房屋建筑來講，就應從整體進行優化，方可真正實現設計優化。

3.2壽命優化和分階段優化

每一個項目工程在限定的使用期限中，每一環節都有多種設計方案供以挑選，也就是每個階段都可以進行方案優化。房屋設計人員應該依據各個階段的性質對優化方法進行確定，從而對整體工程的壽命進行優化，保證建筑的施工質量，增加企業經濟收益。

3.3樁基礎優化

樁基礎可以劃分為灌注樁及預制樁兩種樁型。因為灌注樁在施工時質量較難控制，并且操作復雜，時間較長。所以，如果在沉降符合相關標準的基礎上，應利用預制樁進行施工。另外，因為在普通狀況下，伴隨著樁基的不斷深入，土壤對樁身的作用及摩擦也隨之增大，所以，應盡量選取長度較大的預制樁。

3.4對上部結構進行優化

想要對房屋建筑上部結構進行模型建立及優化，首先應合理布設剪力墻。保證剪力墻的質量均勻，使對稱樓層的平面剛度中心點同樓層的結構重心相重合，從而削減地震、風力等外部荷載作用的扭轉影響。假如房屋類型允許，盡可能應用大開間的剪力墻構造，同時增加剪力墻的墻肢長，這樣，不但可以縮減墻肢的數量，同時還能夠在保證剛度符合標準的基礎上降低混凝土使用數量。另外，因為剪力墻中的暗柱一般應用鋼筋建材，如果應用大開間的剪力墻構造能夠縮減鋼筋的使用該數量。然而，假如建筑所在地區的地質情況較差，而建筑對抗震性能的要求較高，那么，就不應采用大開間的剪力墻構造。

3.5結構同建筑的協調優化

在進行設計時，應盡可能保證建筑的結構同整體平面的配合緊密，從而實現造型美觀、結構合理的效果。在進行建筑柱及墻的布設時，應同房建平面的功能需求相一致，每個房間的進深、開間都應保持統一。建筑系統盡可能簡潔，墻與柱不可以出現錯位情況，每一層的高度及截面面積應相同。進行樓體或電梯的設計時，其應力集中或受力方向較多的轉角區域，承重構件應盡可能選取高強建材，從而降低自重，而非承重的構建應選用質量較輕的建材。整體建筑在布局方面應保證重心、剛心及質心交疊，預防出現扭轉情況。

3.6結構同排水的協調優化

因為建筑中的給排水專用房間包含了大量的機械設備，其荷載強度也較普通的房屋較大。所以，盡可能將水泵房設置在地下室區域中。給排水房間中的管道較多，粗細不一，所以，應保證預留的孔徑尺寸及預埋的深度符合標準，并且對樓板的穿孔位置進行加固。另外，盡可能降低水平方向的管線貫穿柱、梁等結構出現的幾率。如果管道貫穿房屋建筑的承重墻，應進行加固維護。盡可能確保結構的布設同管網體系相協調，預防管道繞柱或梁的情況。

3.7結構同電氣的協調優化

如果電氣的管線是以導線的形式在金屬管的外部或墻體、樓板處安裝，那么，就可能對預制結構的施工造成困難。所以，如果管線貫穿建筑梁，則應在梁預制時事先留下孔洞，同時確保梁的寬度同墻體的厚度相同。如果不能相同，則要保證墻體的一側平面同梁的側平面相齊，從而保證管線不裸漏在墻體外面。房屋建筑中，電梯房包含很多的空洞，所預埋的構件也較多，所以，應單獨對電梯房的強度進行計算，從而保證設計合理，確保施工質量安全。

4結束語

總而言之，利用對建筑的結構進行設計優化，可以保證建筑自身的功能，并且對工程資金投入進行控制。另外，建筑企業及開發商不應過于重視結構設計優化的經濟效益，利用縮減建材、降低質量標準、削弱技術性能等方法來追求利益，并且也不可以一味的關注技術而忽視經濟效益。房屋結構的設計優化其最終的目的在于保證建筑的功能、提高建筑的質量、提升環保性能，增加企業收益。為了完成這一任務，設計人員應不斷提高自身水平，緊跟時代步伐，勇于開拓創新，為人民的居住及生活提供安全保障。因此，對建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用進行談論是值得相關工作人員深入思考的事情。

參考文獻：

[1]萬年春．淺論建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J]．城市建設理論研究，2013（05）．

篇8

關鍵詞：汽油噴火槍；研制；結構設計優化

APP與SBS等聚合物改性瀝青防水卷材由于具有良好的性能，施工難度不大，已然變成我國創新防水材料主流產品。對它的施工主要以熱熔法為主，用來加熱卷材施工機具以汽油噴燈與石油氣噴火槍為主。而現如今石油氣噴火槍在具體施工時很難滿足施工情況；另外，若溫度較低冬季使用石油氣噴火槍的話，想要達到氣化效果難度是比較大的，只有45%左右的利用率。而使用汽油噴燈主要缺陷在于預熱器中容易有積炭堵塞情況發生，給清理維修工作構成較大阻礙，同時使用周期也有所減少，還有汽油噴燈的重量是比較大的，為工人也帶來較大工作負荷，在使用的時候熱量容易反射到燈體，使得工作人員意外傷亡幾率增大。所以針對汽油噴燈與石油氣噴火槍的弊端，研制出一種可靠安全替代品已然迫在眉睫，接下來本文將針對汽油噴火槍研制和結構設計優化進行著重分析，希望會對相關研發與工作人員能夠有所幫助。

1汽油噴燈容易積炭堵塞成因

汽油噴燈的主要原理在于汽油的氣化燃燒，其預熱燃燒的部分構造以圓環狀與螺旋狀居多，想要讓汽油瞬間得以氣化、實現充分燃燒效果，就必須要把預熱器放在較高溫度位置，溫度在800℃左右為佳；但汽油超過400℃時便會出現部分分解現象[1]。而處于這種高溫下，汽油當中碳氫鏈會自然斷裂，繼而呈現出游離狀態的炭，沉積于預熱器中，生成阻熱層，伴隨使用時間不斷延長，炭沉積情況會越發嚴重，直至把預熱器堵住。因為預熱器采用封閉式圓環結構，因此就為清理與維修工作帶來巨大工作負荷。而這也就是當汽油噴燈經過一段時間使用以后，火焰會越來越小，直至最終沒有辦法使用本質原因。

2避免預熱器中積炭有效手段

2.1降低汽油氣化溫度

汽油處于高溫缺氧狀態時分解是噴燈預熱器中積炭堵塞直接原因，而要想要盡可能避免汽油分解，就需要盡可能將汽油氣化溫度降低下來。經過反復實驗我們設計出倒錐形預熱器（如下圖所示），能夠達到促進汽油二次氣化的目的，有效使汽油氣化溫度降低，以實現盡量避免汽油分解的理想效果。

2.2二次氣化

在使用倒錐形的預熱器時，汽油經金屬管1進到預熱器中，部分汽油由噴嘴2向外噴出，部分沿著金屬管2至噴嘴1向外噴出，將噴嘴1所噴出汽油點燃，將預熱器加熱，讓當中存在汽油部分開始氣化，生成氣相與液相混合物，部分由噴嘴2向外噴出，因為處在聚火筒中燃燒高溫環境下，部分液相汽油開始進行第二次的氣化；另外一部分沿著金屬管2至噴嘴1向外噴出，噴至被加熱預熱器外壁上面，而液相汽油開始二次氣化過程[2]。進而通過該過程，就全部達到氣化與充分燃燒效果。

2.3避免倒錐形預熱器阻礙火焰

倒錐形預熱器具有阻礙火焰的效果，火焰短、聚火筒容易燒紅，會散失較多熱量。想要解決該沖突問題，在進行結構優化設計時設置噴嘴2部分，而又因為噴嘴2所噴出氣體具有較快速度，在周邊可以產生負壓區域，對于后面火焰具有引射效果，讓火焰長度明顯增加，同聚火筒換熱時間有所縮短，也進一步減少了熱量損失。在使用該構造形式預熱器的時候，汽油僅部分發生氣化，溫度不會過高，也不會使汽油發生分解現象。直接氣化的時候管壁溫度約在210℃左右，而二次氣化管壁溫度在130℃左右，兩者差距約為80℃，所以能盡可能避免汽油分解與游離炭沉積情況出現。除此之外，預熱器端蓋結合螺紋連接形式，這樣也更為方便清理長時間使用而生成的少許積炭。

3噴嘴選取與技術性能

3.1噴嘴選取

噴嘴大小與形狀，不單和噴火槍耗油量存在直接關系，同時對噴火槍使用性能也會構成很大影，因而它作為噴火槍一個非常重要的設計參數。而噴嘴形式是很多的，依照出口面積有無變化可以劃分成可調式與固定式。燃氣方面，想要確保氣流速度比較大的話，一般情況下會結合漸縮型噴嘴與漸擴型噴嘴也就是俗稱的拉伐爾噴嘴，利用拉伐爾噴嘴甚至可以使氣流速度超過音速。同時拉伐爾噴嘴可滿足氣體降壓增速進一步的要求，其最小截面位置壓力比也就是喉部位置壓力比作為臨界的壓力比，而喉部速度作為臨界值速度，最大流量為喉部流量及噴嘴其他截面流量[3]。后一段擴放段位置，壓力比持續減小，氣體得以充足膨脹，速度繼續增大，進一步實現超音速效果。在拉伐爾噴嘴結構設計優化方面將主要結合針形閥對噴嘴大小加以控制，分析到加工費用與難度，對于漸擴段與漸縮段都應采取直線圓錐型面代替流線型。

3.2技術性能

通過測試，汽油噴燈、石油氣噴槍與汽油噴火槍性能分別如下表：

表1 汽油噴燈、石油氣噴槍與汽油噴火槍技術性能比較情況

由上表中不難看出，汽油噴火槍火焰長度、火焰溫度與汽油噴燈基本類似，但是氣化充足，同空氣混合比例合理，所以會有更少的耗油量。

4結語

綜上所述，噴火槍為可以對燃氣燃燒加以控制，產生柱形火焰從事加熱焊接相關工作無管線可以拿在手掌中使用的一種工具，因而也被叫做掌上的噴火槍。噴火槍為新興戶外使用產品，主要用作野外炊具。噴火槍替代爐頭作用，讓火焰由固定位置釋放，用來點燃篝火、現烤食品尤其方便。而噴火槍的工作原理為調整燃氣壓強變流從槍口噴出同時將它點燃，進而產生高溫柱形的火焰可以用來加熱與焊接等。但以往由于石油氣噴火槍不耐低溫，而汽油噴燈又有在預熱器中容易有積炭堵塞情況發生的問題，給清理維修工作帶來較大阻礙，同時使用周期也有所減少，還有汽油噴燈的重量是比較大的，為工人也帶來較大工作負荷，在使用的時候熱量容易反射到燈體，使得工作人員意外傷亡幾率增大等缺陷較為明顯，因此尋找出一種高效安全的替代品是十分重要與必要的，本文所研制與設計的汽油噴火槍很好的解決了上述問題，因此未來在涉及到噴火槍使用方面可以考慮將此作為應用的首選方法。

參考文獻

[1]范國鋒.噴火燈的爆炸與防爆[J].科技資訊，2012，24：195-196.

篇9

【關鍵詞】：橋梁；結構設計；優化

當前我國經濟飛速發展，交通建設作為經濟發展的重要前提，在經濟發展的同時也在不斷進步。在交通建設當中，橋梁是其中最重要的節點之一，承擔著巨大的交通功能，科技不斷進步的同時對橋梁結構設計又有了新的要求，通過優化設計內容使橋梁在建設過程中，在降低成本的情況下，更具有安全性、穩定性。

一、當前橋梁結構設計優化的現狀

在國外交通建設行業當中，以各個發達國家為代表，高速鐵路交通設計時速高達250km/h，全線長約2000km，在最早的鐵路交通設計中，橋梁的主要結構都是通過混凝土與鋼筋結合的鑄造形式。我國在橋梁結構設計的過程中，應當注重吸取國外的先進設計經驗除了特殊工程之外，大部分橋梁都是采用鋼筋混凝土混合鑄造，建設跨度約在15～55米之間的雙線混凝土簡支T梁，主梁數量為5至9片。用于行人步行的高架橋在我國橋梁設計當中也占據了很大的比例，高架橋的設計結構為鋼筋混凝土柱式鋼架橋，橋梁跨度約在8～19米。而對于高速公路橋梁設計而言，在吸取國外高速公路橋梁設計經驗之后，大部分設計結構都是采用簡支箱梁與混凝土連續箱梁，通過大型的架橋機進行施工。當前我國橋梁建設技術正在不斷進步，除了特殊橋梁建造之外，大部分橋梁都是通過連續梁橋、簡支梁橋與混凝土鋼架橋為主要結構形式，具有變形小、噪聲小、穩定性強、維護簡單等優點，并且可以保證交通運輸行業可以安全穩定的運營。

二、橋梁上部的結構穩定性設計

安全是橋梁設計當中最需要考慮的問題，只要保證了橋梁設計的穩定性才能保證橋梁投入使用之后的安全運營。在橋梁設計的過程中，由于橋梁搭設的鋼管支架與腳手架支架之間的受力性能存在一定的差別，所以我國在相關的橋梁設計規章制度當中規定取模板支架立桿計算長度應當為10=h+2a。而國外發達國家對于構架標準的數值更加嚴格，所以，當前我國橋梁設計的穩定性依然存在一定的問題。在參照發達國家標準橋梁設計參數之后，需要使用幾何不可變的桿系結構來代替鋼管支架體系。首先，水平支撐的設置應當在縱橫方向的基礎之上，將每一根立桿底部安裝底座，并且將一個縱橫向掃地桿設置在立柱底面上約160毫米的地方，防止由于缺乏掃地桿，導致底立柱的長度系數計算為2%，破壞了橋梁設計的穩定性。支架立桿的垂直度是橋梁結構設計當中最需要保證的項目，偏差系數大概為兩米高度偏差15毫米以內。在橋梁設計的初期，應當首先將幾何不可變桿系結構作為橋梁支架設計的主要體系，在縱橫方向每跨設定一個斜撐，保證縱橫向的斜撐占總區格一半以上，提高橋梁的穩定性與載重性。在設計立桿接長總體結構時，應當采用接口件連接的方法，將兩根相鄰的立桿結構設置在不同步之中，同步內每個立桿周圍的兩個相連接頭在高度方向應當錯開大約500毫米左右，各主節點應當與接頭保持三分之一的步距，保證結構模板支架的穩定性與安全性。在橋梁設計的過程中，可以安全相關國家規定橋梁設計標準，將一道縱向剪刀撐設置在模板支架與中間四排支架立桿中間，通過在結構當中連續設置來增加支架的牢固性與穩定性。

三、橋梁上部結構設計重點

（一）混凝土橋梁上部穩定性

在相關的相關橋梁設計文件當中規定，橋梁結構的設計需要保證橋梁擁有百年的使用壽命。所以，橋梁設計結構當中，穩定性是最為關鍵的設計重點之一。首先，在選擇混凝土品種時，應當注重選擇高質量的混凝土作為基本的建筑材料。嚴格遵循相關文件中規定的混凝土配合比例數據，避免過多添加，在建造過程中，加強混凝土預埋部位的防腐工作，在完成之后為了防止堿骨料反應，需要定期對混凝土進行活堿性實驗，嚴格掌控混凝土的養護、拆入模時間以及溫度指標，避免由于建筑傷害導致混凝土結構不穩定。同時，加大橋梁鋼筋保護層的厚度，以免由于鋼筋侵蝕導致橋梁使用年限減少。

（二）橋梁上部位的架設

大型起重機大階段一次起吊作為橋梁上部位建設的重要方法，需要將架設階段分為五個，大部分采用單吊架設的方式，其余小部分使用兩段對調。中間梁為最大的階段，需要在預拼場預拼裝之后再通過大階段運輸到施工現場進行施工，通過引進國外先進的安裝前牽引裝置來調整架設位置。通過橋梁導入設置，將橋梁進行橫向或縱向調整，再通過千斤頂進行安裝。在施工過程中使用扒桿吊車可以將被分解的零件吊入梁內，再進行旋轉固定。當橋梁上部結構架設完成之后再安裝抑振裝置，可以通過心智鋼板將面板的裂口處進行修復。由于抑振裝置在施工過程中想要移動到規定位置存在一定的困難，所以要在施工過程中留下移動位置，并且保證移動過程中的精確尺寸度。

（三）橋梁抗震性設計

在對橋梁結構進行抗震設計的過程中，需要通過震度，根據地震相應來對橋梁結構的動力進行分析。橋梁的抗震性能需要根據所在地區地震發生的強度以及頻率來進行設計。在實際建設的過程中，由于橋梁設計沒有羅國良，導致沒有出現梁端垂直錯位的情況，從而造成搶修工作存在一定的困難，所以在設計的過程中，為了防止垂直錯位現象，需要通過限位支撐結構的方法來進行施工，并在橋梁設計的主要結構安裝抑振裝置。

結束語：

橋梁工程建設是我國交通行業的重要項目，而橋梁工程建設當中最關鍵的部分是橋梁上部結構設計，采用科學合理的方法，設計出安全、穩定、經濟、美觀等多種優點的橋梁。在設計的過程中，設計人員應當根據實際的施工情況，通過不斷的進步與改良，再將設計方案進行對比分析，選擇出最適合當地橋梁建設的設計方法，從而設計出高質量的橋梁工程。

參考文獻

[1] 閆磊，焦曉，田春艷等.橋梁上部結構設計探究[J].城市建設理論研究.2015（10）

[2] 李義兵.鐵路客運專線橋梁上部結構設計研究[J].鐵道標準設計.2012（11）

[3] 金中凡，董濤，陶暢等.雁蕩山特大橋主橋上部結構設計與計算[J].橋梁建設.2013（2）

篇10

Abstract： The cost control of construction project is always the topic and the key study object of developer. The article discusses the impact of the optimized design on investment control， and proposes several suggestions on doing well the optimization design to control project investment based on the operational difficulties in optimization design.

關鍵詞： 設計；優化；影響；方案；投資；建設；控制

Key words： design；optimization；impact；programs；investment；construction；control

中圖分類號：TU71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）07-0091-02

1 優化設計對建設投資的影響

1.1 設計方案直接影響投資 工程建設過程包括項目決策、項目設計和項目實施三大階段。進行投資控制的關鍵在于決策和設計階段，而在項目作出投資決策后，其關鍵就在于設計。據研究分析，設計費一般只相當于建設工程全壽命費用的1%以下，但正是這少于1%的費用對投資的影響卻高達75%以上，單項工程設計中，其建筑和結構方案的選擇及建筑材料的選用對投資又有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數的確定、基礎類型選用、結構形式選擇等都存在著技術經濟分析問題。據統計，在滿足同樣功能的條件下，技術經濟合理的設計，可降低工程造價5%～10%，甚至可達10%～20%，如某無線電廠的多層框架結構廠房（4層），設計單位按常規設計為獨立基礎，由于多層廠房荷載較大，致使獨立基礎的單體尺寸較大，埋深較深（-3.2m），事后經其他設計人員分析如采用柱下條基，可節約大量的砼，并可降低埋深減少土方開挖，相比可節約投資20多萬元；某兩幢功能、結構、面積、基礎形式均相近的綜合樓，其中一幢因考慮立面效果設置了多處裝飾柱及裝飾線條，致使該部分費用相差10多萬元，真可謂是筆下一條線，投資花萬千擾。

1.2 設計質量間接影響投資 據統計，在工程質量事故的眾多原因中，設計責任多數占40.1%，居第一位。不少建筑產品由于缺乏優化設計，而出現功能設置不合理，影響正常使用；有的設計圖紙質量差，專業設計之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現象，有的造成質量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大消費。震驚全國的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。

1.3 設計方案影響經常性費用 優化設計不僅影響項目建設的一次性投資，而且還影響使用階段的經常性費用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修費等，一次性投資與經常性費用有一定的反比關系，但通過優化設計可努力尋求這兩者的最佳結合，使項目建設的全壽命費用最低。

2 具體措施及案例分析

設計工作絕不僅僅是設計院單方面的工作，而應該是一項建設單位充分主導、全面參與的專業活動。長期以來，公司各級領導及工程建設管理人員都非常重視設計、特別是設計優化在項目成本控制中的作用，現從設計優化的主要抓手、重點技術路徑與制度保障等三個方面，將我司的一些經驗或做法交流如下：

2.1 推行建筑方案與經濟方案相結合的設計招標，擇優選擇設計單位 充分發揮各設計單位各自專業所長，積極推行建筑方案與經濟方案相結合的設計招標方法，從建筑規模、功能配置、設計參數、技術經濟指標等多方面權衡，追求適合自身的、選擇技術與經濟性價比較佳或較合理設計方案，而非設計費用最低的設計院中標。特是針對合幾家設計單位方案中的亮點，進行思路融合，集眾家之長，積極為我所用。

2.2 在專業招投標階段，引入技術創新競爭模式 常規的公開招標程序，基本上是按照既有的設計進行報價，一般不考慮設計優化的因素，而引入設計優化、技術創新的競爭模式，則徹底一改投標單位拼工料機成本的較低水平的傳統競爭模式。

案例1：在經濟實用房項目的消防、噴淋、火災報警等專業分包議標比選中，公司首次要求投標單位對技術方案進行設計優化。一家專業施工企業優化后的圖紙、方案，使其競爭性總價從1293萬元降到了884萬元，節省造價達400萬元，最終，經相關專業設計院和消防咨詢單位論證通過。

2.3 優化的重點技術路徑——結構優化設計 建筑物主體結構的建造成本，要占到建筑直接建造成本的50%以上。對于同一個建筑設計方案，結構設計方案往往不是唯一的，不同的結構方案會使工程造價和工程質量產生很大的差別。通過結構優化設計來降低工程造價是控制工程投資的一個重點途徑，而正確處理技術與經濟的對立統一是控制投資的關鍵。不能片面強調節約投資，而降低技術和質量標準，又要反對重技術、輕經濟，設計保守浪費的現象。所以，選擇性價比合理的結構方案便顯得尤為重要。

公司摸索出一套預算專業提前介入到結構設計的方案階段，為結構設計提供必要的經濟分析的做法，改變以前設計過程中不算帳，設計完了預算見分曉的現象，通過對結構設計質量和經濟指標進行全過程的控制，實現了結構設計產品技術質量與經濟的統一。

案例2：適當增加補充勘察工作量，改鉆孔灌注樁為預應力管樁。F16地塊87#廠房，因場地深部可選擇的樁基持力層層頂埋深變化大，原設計采用鉆孔灌注樁，經過對勘察報告的討論、研究，認為采用預應力管樁在技術上可行、而且造價會降低很多。如果進行補充勘察，增加適當的勘察工作量，可以進一步掌握深部可供選擇的樁基持力層埋深，為選擇不同地段的樁長確定提供工程地質資料。本項目經過補充勘察，不同地段選擇了不同長度的預應力管樁，樁基承臺相應減小，基礎成本大幅降低，工期得到縮短，經過樁基檢測，完全達到設計要求。

2.4 設計優化的制度保障體系——專業技術崗位負責制、評審制、后評估制 為了保證在建設項目的各個段都（規劃、方案設計、擴初設計、施工圖設計）都盡可能進行嚴格的設計控制與優化。

2.4.1 專業技術崗位負責制，設計優化全員參與 公司充分發揮整合后的人力資源優勢，設置了規劃、土建、結構、給排水、電、消防、暖通等門類齊全專業管理崗位，實行工業廠房全壽命周期專業崗位對口負責制（從規劃設計、建設施工、交付使用、一直到報廢前的資產管理），有效調度發揮各個專業人員專業特長。

案例3：在A3-1大型倉庫項目建設中，①我們的給排水專業工程師提出，根據現代新型泵的技術特點，可以將6臺大型的消防泵、噴淋泵交叉使用，互為備用，按照這一設計理念，可以減少三臺泵的采購，僅直接設備費用就節約數十萬元；②高架平臺結構放坡改成建筑放坡，在便于施工提高工效的同時，節約成本約15萬元；③鋼結構檁條槽鋼根據專業工程師的建議改成Z型鋼，減輕了結構自重，節約成本約200萬元。

2.4.2 設計評審制——設計過程，全程層層把關 按照公司頒布的《工程建設管理辦法》的規定，在建設項目的各個階段都（規劃、方案設計、擴初設計、施工圖設計）嚴格執行設計評審制度，不放過任何一個進行設計優化的可能性。

案例4：公司目前新建造的所有廠房倉庫，基本上都采取“定制營銷”模式，與此相適應的，就是定制設計模式，而不是按照設計標準進行設計。在這一點上，如何有效了解、把握、領會客戶的核心的真正的功能性需求，并通過最合理技術經濟方案去實現就顯得特別重要。

3 結束語

房地產成本控制是項目管理的核心工作之一，而設計階段具備項目成本的最大可控性與最大決定權，是成本控制的關鍵所在。如果說主體設計還主要是設計院的事情，那么設計優化則是建設單位義不容辭的重要職責。必須從組織管理、協調控制、制度保障等諸多方面，從全員、全過程、全要素的角度去系統縝密地推進設計優化工作，確保通過設計優化，達到項目技術經濟具佳、成本有效控制、項目全壽命周期跨度內總成本最低的目標。

參考文獻：

[1]龐玉茹.房地產開發項目的成本控制[J].中國新技術新產品，2010，（13）.