建筑結構設計主要指在滿足建筑各項功能要求的基礎上，實現建筑各項數據優化，即在所有可選擇的建筑結構設計方案中，選擇一個相對更為優質的結構設計方案。建筑結構優化可以提升建筑質量，滿足用戶對建筑質量要求，同時通過結構優化設計，還可以在一定程度上節省建筑工程造價，促進工程整體效益提升。因此近些年建筑企業對建筑結構優化的重視程度越來越高。

　　1房屋建筑結構優化設計應用意義

　　1.1提升房屋建筑工程整體效益

　　房屋建筑工程整體效益受到多方面因素影響，其中質量與造價屬于兩個重要因素，通過房屋建筑結構優化設計可以有效提升房屋建筑結構質量與降低房屋建筑造價，實現房屋建筑工程整體效益提升。首先，房屋建筑優化設計便于施工人員提升房屋建筑工程整體建設質量。相關施工人員可以按照建筑優化設計方案進行施工，確保施工全程盡可能地與設計圖紙一致，保證建筑工程質量。其次，通過優化設計，施工人員可以精細化計算具體建筑工程建設所需要的施工量等，通過調整施工量實現對房屋建筑成本管控[1]。相關施工企業可以根據施工要求與工程合同要求，盡可能地減少非必要建筑結構搭建，并針對每一處建筑結構細節位置進行優化，盡可能地減少各建筑結構具體所需施工量，幫助施工企業減少施工時間、施工勞動量、施工材料量等，在一定程度上降低工程造價。

　　1.2優化整體建筑結構

　　通過房屋建筑結構優化設計可以提升整體建筑結構質量，使得建筑結構兼具美麗外表與實用內在。一般房屋建筑主要功能為生活場所，其基本功能包括居住、使用等，同時房屋建筑作為重要建筑物，還需要具備一定審美性，需要符合大眾審美，而要想確保房屋建筑對大眾具有足夠吸引力，就需要同時滿足以上兩點。但在實際的房屋建筑過程中，常常會偏重于其中一點，大多數情況建筑設計人員會放棄外形，選擇確保建筑基本使用功能，在一定程度上降低了建筑綜合效益。針對此種情況，設計人員可以通過優化結構設計的方式，找到建筑外形與內在的平衡點，提升建筑結構整體質量，全面滿足用戶需求，促進建筑行業良性發展。另外，通過建筑結構優化設計，可以進一步提升建筑結構穩定性與安全性。安全是大眾選擇房屋建筑首要考慮要素，設計人員通過建筑結構優化設計，進一步優化建筑結構各項參數，增強建筑穩定性與安全性，滿足大眾首要需求。

　　2優化技術應用注意事項

　　2.1充分運用現代化技術

　　在房屋結構設計優化方面，相關人員要充分運用多種現代化先進技術，利用各項技術輔助建筑結構優化設計，促進高質量房屋打造。相關設計人員可以充分運用計算機、大數據、BIM等技術，提升建筑設計優化質量，例如，相關設計人員可以利用BIM技術，模擬建筑設計結構，更為直觀地觀察每一處建筑結構具體情況，并結合實際房屋建筑工程需求，對每一項建筑結構參數進行優化，提升建筑結構的整體質量。

　　2.2加強對房屋結構前期設計重視程度

　　房屋建筑企業應增加對前期房屋結構重視程度，組織相關人員參與到建筑結構設計之中，不斷優化建筑結構，以有效控制房屋建筑質量與建筑成本等。首先，加強施工現場實際勘測。在建筑結構設計之前，需要對房屋建筑工程施工現場進行調查，全面掌握施工現場實際情況，并根據工程現場具體環境情況，對房屋結構進行設計，確保房屋建筑結構與實際施工環境相匹配，避免盲目設計導致后期建筑與實際現場環境匹配程度不夠，甚至產生一系列質量問題。在設計前期，設計人員需要對施工現場地質、水文、風向、附近建筑、建筑面積、占地面積等情況進行全面記錄，在設計過程中充分考慮這些影響要素[2]。其次，施工企業可以成立由設計人員、工程技術人員、管理人員、施工人員組成的建筑設計小組，從建筑施工、建筑設計、建筑管理等方面對建筑結構進行綜合考量，促進建筑結構優化。

　　2.3優化建筑結構內部結構

　　房屋建筑結構根據建筑本身結構位置關系，可以分為建筑外結構與建筑內結構，建筑內結構即所有處于建筑內部的建筑結構。由于建筑內結構主要分布在建筑內部，大多數建筑設計人員往往會忽視內部結構設計優化，使得建筑結構優化質量提升空間受限。相關設計人員可以充分關注建筑結構內部設計的優化，從施工的每一個細節之處優化建筑，提升建筑結構優化質量。同時在內部結構設計優化方面，相關設計人員要充分考量不同設計方案所需要的施工量，盡可能地從多角度分析每一個參數優化設計，提高建筑結構優化設計質量[3]。

　　3優化技術在建筑結構設計中的應用

　　根據建筑結構不同，可以將建筑分為框架結構與砌體結構兩種不同類型，不同類型建筑在結構優化上存在一定差異。下文將分別以框架結構與砌體結構的實際案例，分析建筑結構優化設計在建筑結構設計中的應用。

　　3.1框架建筑結構設計優化應用——以B工程建筑項目為例

　　3.1.1工程概況B工程建筑項目為多層框架結構，該工程建筑面積為3754.00m2，樓層高4層，樓高12.00m，要求設防烈度為7度，框架等級為3級，場地類別II類，地震(基本)加速度0.10g，設計使用年限50年。該建筑所處施工場地基本雪壓為0.35kN/m2，基本風壓為0.35kN/m2，采用鋼筋混凝土框架建筑結構。建筑結構設計上需要遵循《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)、《建筑抗震設計規范》(GB50011-2016)、《混凝土結構設計規范》(GB50010-2015)、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)等標準。3.1.2建筑結構設計優化該建筑工程為框架鋼混結構，設計人員在結構優化設計上可選擇優化方式較多，設計人員可以從以下幾個方面進行該建筑結構優化設計。(1)優化基礎設計人員對該工程施工現場進行勘察，并記錄具體數據，該工程地基承載力為110kPa，持力層為處于第二層的粉質黏土，相對穩定性比較強。根據一般地基結構造價為總體建筑造價的10%~20%，在此種情況下對建筑基礎結構設計優化對于降低工程造價具有很重要意義。根據該工程實際情況，設計人員對基礎埋深進行修正，并適當優化基礎結構所需材料，進一步優化建筑結構設計。(2)優化框架梁框架梁屬于該建筑主要構成部分，通過框架梁的優化可以提升框架結構質量，降低框架結構造價。在框架梁優化上嚴格遵照相應設計標準，并在設計標準基礎上對框架梁進行進一步優化。根據該工程實際情況與相應國家標準，設計框架梁的截面寬度至少為220mm，框架梁高跨比為1/11，最低配筋率為1.52%。(3)優化框架柱在優化上選擇軸壓比與雙偏壓等計算方式進行檢測，之所以選擇軸壓比進行檢測，是因為框架結構受力是雙向的，且扭轉效應對框架結構受力影響較為復雜，在建筑抗震設計中對框架結構抗震要求相對較為嚴格，所以選擇軸壓比、雙偏壓等檢測方法對框架柱進行優化設計檢測。軸壓比是框架柱尺寸(截面)重要影響因素，在其設計優化上不可扣得太緊，要確保軸壓比不可以太貼近限值，以保證通過軸壓比調整真正實現“強柱弱梁”的設計效果[4]。該工程設計過程中采用的框架柱距離為8.00m左右，初步設計的框架柱的尺寸為500mm×400mm與500mm×500mm兩種，經過軸壓比計算各項指標均符合該建筑實際需求，同時對框架柱采用了雙偏壓計算方法，依舊符合相應工程質量需求。但出于進一步優化建筑結構考慮，將兩種尺寸改為450mm×400mm與500mm×450mm，并對兩種尺寸進行了雙偏壓計算檢測與軸壓比計算檢測，發現450mm×400mm與500mm×450mm尺寸也符合工程質量要求。通過框架柱優化設計，將原本含鋼量20.35降低到18.04，優化效果較好。3.1.3優化效果分析該建筑工程設計人員針對優化之前與優化之后的鋼筋量具體情況進行比對分析，發現優化之后在鋼筋量減少了12.91%，大大節省了該工程施工成本。由此不難看出在建筑結構優化上，設計人員可以從基礎、框架梁、框架柱優化等方面進行優化設計，確保建筑工程質量同時降低工程造價。

　　3.2砌體結構建筑結構設計優化應用——以B辦公樓工程項目為例

　　3.2.1工程概況B辦公樓工程項目為鎮辦公樓，初步擬建框架結構，但出于節省造價考量，選擇使用砌體結構。該建筑面積為2400.00m2，樓層為4層，樓高12.00m，要求設防烈度7度、場地類別Ⅱ類，地震(基本)加速度0.15g，設計使用年限50年。該建筑所處施工場地實際情況基本雪壓為0.35kN/m2，基本風壓為0.35kN/m2，上部采用磚混結構，基礎形式為條形基礎。建筑結構需要遵循《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)、《砌體結構設計規范》(GB50003-2011)、《建筑抗震設計規范》(GB50011-2016)等標準。3.2.2建筑結構設計優化該工程建筑結構主要為砌體結構，其主要工程材料為鋼筋與磚等。施工企業針對建筑結構情況對工程量進行統計，其中初步設計施工鋼筋量為30.95kg/m2，屬于同類建筑中鋼筋量相對比較高的，也說明該工程具有一定優化余地，進行鋼筋用量優化，可以大大節省工程造價。建筑設計人員根據建筑結構具體情況，設計如下建筑結構優化方案。(1)地基結構優化地基承載著整個建筑重力，因此在設計中地基必須要穩固。同時地基也屬于整個工程造價相對比較高的部分，設計人員根據工程實際情況在確保建筑結構質量基礎上對地基進行優化設計，以降低建筑工程造價。該辦公樓工程主要為鋼筋混凝土條形基礎，基礎高度設置為1.80m，設計人員對該工程施工現場進行實地勘查，特征值(地基承載力)為120，承載地基受力層主要為第二層粉土層，考慮到該土層較為穩定，承載地基比較理想，因此在1.80m基礎高度基礎上進行適當優化，原本在1.80m基礎高度情況下，實際埋深為1.35m(h=0.45~1.8)，考慮到該辦公樓只有4層，填埋1.35m略深，因此建立數據模型對地基基礎進行優化，最終優化設計到地基基礎為1.60m，實際埋深1.15m。(2)優化構造柱這里所述構造柱主要指在房屋的適當位置，設置圈梁連接的各種柱子，這種柱子結構設計可以增強房屋安全性與穩定性，該柱子被稱為構造柱。該建筑由構造柱組成，這些構造柱主要為鋼筋混凝土架構，按照構造柱具體情況進行配筋。一般構造柱主要具有抗剪、抗震等作用，并非承擔豎向荷載，在施工中需要先砌墻再進行構造柱澆筑，大多構造柱設置在休息平臺處、橫墻和縱墻的交界處、轉角處(墻)等，另外構造柱還應當設置在5m長墻中間。該辦公樓建筑構造柱主要設置在墻體中部，且與圈梁形成封閉連接狀。設計人員優化之后構造柱設置為電梯間四角、樓梯斜梯段所對應的墻體、轉角(外墻四角對應)等，去除一些非必要位置的構造柱，降低構造柱所用鋼筋量。(3)優化梁、板該辦公樓建筑主要采用現澆筋混梁、板等結構。現澆板、梁可以分隔樓層，還具有隔熱等作用，可以有效增強房屋抗震性及整體性[5]。在該工程建筑結構設計上可以充分優化梁、板，從梁與板厚度、配筋等方面入手進行分析。設計人員在梁與板厚度優化上，可以根據辦公樓具體情況暫定一個梁與板厚度，之后利用BIM技術設計相應模型，將設計厚度與建筑結構具體參數代入BIM模型之中，選擇最為適合梁與板的厚度。根據該工程3.3m開間房間設計120mm板厚，之后利用模型進行模擬計算，最終得出100mm板厚也可以滿足建筑結構具體要求，故最終確定該建筑結構板梁厚度為100mm。在配筋方面，原本建筑結構設計中，板梁之中所用鋼筋為，鋼筋主要布置板梁之中，承載垂直、內側方向力等，根據建筑質量要求等建立BIM模型，對鋼筋進行優化，最終發現的鋼筋即可以滿足該工程質量標準要求，故最終在板梁鋼筋選擇上使用鋼筋。3.2.3優化效果分析該辦公樓設計人員針對優化之前與優化之后的鋼筋量具體情況進行比對分析，發現優化之后在鋼筋量上用鋼量每平米減少了4.359kg，大大節省了該工程施工成本。由此不難看出在建筑結構優化上，設計人員可以從地基結構優化、構造柱優化、梁與板優化等方面進行優化設計，確保建筑工程質量同時降低工程造價。

　　4結語

　　綜上所述，房屋建筑結構設計中優化技術種類較多，在具體優化方面相關設計人員需要結合工程具體情況，進行房屋建筑實地勘查，制定初步建筑結構設計方案，并在優化上充分利用多種技術，盡可能地保障工程質量的同時，達到結構優化目的[6]。房屋建筑設計人員可以根據房屋建筑結構不同，適當制定相應建筑結構優化設計方案，全面提升優化質量，促進建筑工程綜合效益提升[7]。

　　參考文獻

　　[1]趙洛亭.房屋建筑結構設計中優化技術的應用探討[J].綠色環保建材，2018，137(07)：96-99.

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　　[3]孫亞林.房屋建筑裝配式混凝土結構設計及建造工藝分析[J].混凝土，2018(04)：121-124.

　　[4]張晉元，劉朝陽，王永偉.鋼筋混凝土框架剪力墻+支撐結構在公共建筑中的優化設計[J].結構工程師，2018，34(04)：14-20.

　　[5]梁道軒，侯勝利，王曉寒，等.寧波東部新城某主塔樓結構設計中參數化建模技術的應用[J].建筑結構，2018，48(18)：30-35.

　　[6]甘桂其，聶鳳玲.房屋建筑結構設計中優化技術的應用探討[J].現代企業教育，2015(02)：496.

　　[7]崔艷.房屋建筑結構設計中優化技術的應用探討[J].山東工業技術，2017(21)：107.

　　《房屋建筑結構設計優化技術綜述》來源：《城市建筑》，作者：何輝 吳海 劉致君