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時間：2023-06-30 09:27:41
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一?房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)容及其意義
當前，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，人們對居住條件及生活環(huán)境要求越來越高，而對建筑房屋進行優(yōu)化設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)與美觀相互協(xié)調(diào)、同時適用、安全、經(jīng)濟以及便利是改善人們居環(huán)境方面重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理念注重以實際為準則，根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況，以計劃成本為控制為中心來進行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，其內(nèi)容就是利用對建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的模型，通過對各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學的計算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化結(jié)果方案。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計意義重大，一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性，房屋建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可節(jié)省材料，有利用抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強了建筑的經(jīng)濟性能。二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計大大降低了建筑工程的總成本造價。節(jié)約用地，大量資料表明，，房屋建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價25%左右，同時結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘?，能夠讓建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性。
二?房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)應用
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)實踐應用是當前建筑業(yè)非常關(guān)注的一個課題，目的在通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)逐步改善房屋建筑的使用性能的基礎(chǔ)上，提高經(jīng)濟性，大力降低工程成本造價。在某個建設(shè)工程項目中，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)主要應用于項目規(guī)程的整體設(shè)計、前期設(shè)計以及抗震設(shè)計等各個分部階段環(huán)節(jié)，應用廣泛，其發(fā)揮的效能也十分明顯。
（1）房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計中應遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的是追求適用、安全、經(jīng)濟、美觀以及便利施工，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不但要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師有豐富的設(shè)計經(jīng)驗，也同時也要要對房屋建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文有較為詳細的了解，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，能夠把自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案科學的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中，某些條文規(guī)定不可避免的的偏于保守，同時，也有些條文對一些特殊、復雜工程的設(shè)計工程條文安全性不足。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師在優(yōu)化設(shè)計中，應該充分利用扎實專業(yè)知識與豐富的經(jīng)驗，對上述問題做出科學與正確的判斷，從而能夠把握設(shè)計，使設(shè)計成果逐步優(yōu)化，不斷創(chuàng)新。
（2）房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃
房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點內(nèi)容。因為，在在實際施工中，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析，相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新，使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。
（3）涉及到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個專業(yè)應該相互協(xié)調(diào)與合作
房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個復雜性的系統(tǒng)工程，涉及到的專業(yè)也很廣，各個專業(yè)必須相互協(xié)調(diào)與配合。依據(jù)建筑學發(fā)展角度出發(fā)，現(xiàn)代建筑是綜合性產(chǎn)品，包括建筑、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備等要素。因此，房屋建筑工程在工程實施中，應該大力加強分工與合作，將各個構(gòu)成要素進行充分有機結(jié)合，為打造出完美的作品夯實基礎(chǔ)。在房屋建筑工程項目設(shè)計中，最重要的環(huán)節(jié)是建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計，只有將這兩個環(huán)節(jié)充分結(jié)合，房屋建筑工程的實用美觀大方效果才能充分體現(xiàn)，同時，房屋的建造結(jié)構(gòu)受力更趨向合理性，大大降低了成本，簡化了施工。但在建筑設(shè)計中，一些許建筑設(shè)計人員不遵循建筑的基本力學規(guī)律，過于注重設(shè)計方案創(chuàng)作的新奇性，導致這房屋建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一些后遺癥，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須通過強化各個專業(yè)的合作與協(xié)調(diào)，才能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)合理，成本降低。
（4）房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要將概念設(shè)計結(jié)合細部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化
概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法，是通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。但是概念設(shè)計應用于沒有具體數(shù)值量化的狀況時，計算式不可避免與實際出現(xiàn)較大的差異，譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性，計算式與實際差別較大，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計中，通過采用概念設(shè)計的方法，將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)，同時設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需靈活運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法。在整個設(shè)計過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計作為重點指導設(shè)計。同時在設(shè)計的過程中，注重優(yōu)化細部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時，充分考慮其極限抗拉力等。
（5）房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要充分考慮下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計
地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一，地基基礎(chǔ)雖然埋置在地下，屬于隱蔽工程，但其重要性不言而喻，建筑物的高度與安全性等受地基基礎(chǔ)影響很大。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)中的地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化必須選擇合適的方案，譬如屬于樁基礎(chǔ)，就要依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，綜合其他現(xiàn)場場地的條件因素進行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計，選擇樁基類型，最大程度的節(jié)省造價。
三?結(jié)語
總之，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)是復雜的系統(tǒng)工程，不但需要相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師正確地使用結(jié)構(gòu)分析軟件、選擇最佳結(jié)構(gòu)體系，同時，要大力挖掘基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)在潛力，充分運用科學的方法與手段，大力降低工程建設(shè)造價，讓房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫穿整個設(shè)計過程，從而體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的價值，讓房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計功能不但更加適人們居住與生活，同時，大力提高其安全度與抗震性能。
參考文獻：
[1]張紅友.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計減少建筑投資成本[J].?陜西建筑，2008(11).
目前在我國的建筑設(shè)計中，對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計具有重要的意義。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的突出表現(xiàn)和最終目的，是為了降低工程的造價，這是比較狹義上的說法，但是在現(xiàn)實中對建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，主要指的是廣義的說法，在降低工程造價的同時，保證其建筑五的安全性，在利益最大化和質(zhì)量保證中找到一個最優(yōu)的平衡點，這就是目前建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義所在。
一、結(jié)構(gòu)方案上的優(yōu)化
在建筑機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化是設(shè)計優(yōu)化的基礎(chǔ)和保證。對建筑設(shè)計者而言，所能采用的建筑結(jié)構(gòu)方案往往不是唯一的，但是不同的結(jié)構(gòu)方案的選擇，其所耗費的過程造價和實際的過程質(zhì)量也是不同的，為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最終目的，就必須要選擇一個最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案，實現(xiàn)架構(gòu)方案的優(yōu)化。
（一）從整體上處理好各要素之間的關(guān)系
這里所說的整體，就是將結(jié)構(gòu)的總體方案放置于特定的建筑空間中，同時要處理好每個要素之間的關(guān)系，包括結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的關(guān)系，充分考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在整體上的最佳受理狀態(tài)，從而使結(jié)構(gòu)具備更高的承載力以及良好的剛度和延展性。
優(yōu)化結(jié)構(gòu)的受力與傳力途徑
結(jié)構(gòu)受力的優(yōu)化主要是要考慮簡單的傳力途徑，傳力途徑過于復雜，就會使結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)多次轉(zhuǎn)換，而這種轉(zhuǎn)換過程必然會增加工程的造價，同時也有可能出現(xiàn)計算上的錯誤從而出現(xiàn)相應的安全問題。因此采用簡單的傳力途徑，不僅可以減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的轉(zhuǎn)換次數(shù)，降低計算錯誤的安全風險，同時也可以提高工程造價的積極性。
（三）保證整個結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)一致性
在結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計上一定要充分考慮整體結(jié)構(gòu)中的每一個構(gòu)件，使其結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在整體上實現(xiàn)協(xié)調(diào)一致性，發(fā)揮出整體上的最大效應，以確保實現(xiàn)建筑規(guī)范所規(guī)定的設(shè)計目標要求，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)化。
（四）避免結(jié)構(gòu)上的扭轉(zhuǎn)
結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的原因一般都是由于結(jié)構(gòu)平面布置中抗側(cè)力的剛度中心跟建筑物的質(zhì)量重心或者是外力作用重心相偏離而導致的，這種扭轉(zhuǎn)所消耗的材料量是很大的，同時也會出現(xiàn)相應的不安全因素，因此在結(jié)構(gòu)方案中主要加以重視和避免。
二、建筑結(jié)構(gòu)材料上的優(yōu)化
處于對建筑結(jié)構(gòu)中的經(jīng)濟性和安全性的雙重考慮，對結(jié)構(gòu)材料的要求也就比較高，在材料的選擇上需要質(zhì)量好同時經(jīng)濟合理的材料，同時在材料的使用上充分考慮材料的受力特點和力學性能，應盡量做到物盡其用，優(yōu)化合理。例如在鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，出于對鋼筋混凝土材料中的高抗壓性考慮，應該采用高標號的混凝土用于以受壓為主的柱子，這樣不但可以增加建筑使用的空間，減少構(gòu)件的截面，同時也能減輕結(jié)構(gòu)自身的重量。對于梁板而言，應該采用高強度的鋼筋，因為鋼筋的韌性較好，比較受彎，同時使用高強度的鋼筋也為了減少鋼筋的用量。此外，在鋼筋混凝土材料的使用上要注意鋼筋與混凝土之間的強度匹配，在實現(xiàn)材料最大性能發(fā)揮的同時，實現(xiàn)對材料的合理利用與節(jié)省，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計。在實際的建筑施工建設(shè)中，因為建筑材料的選擇和使用上出現(xiàn)問題而造成資金和材料上的浪費情況的很多。例如在混凝土的現(xiàn)澆板中，經(jīng)常出現(xiàn)混凝土的標號過高的情況，高標號的混凝土在其并不能很好的發(fā)揮其高強度的特性，而且為了配合混凝土的高標準，對于板中的鋼筋量也隨之增加，因此不但造成了鋼筋使用的浪費，也在增加了工程的造價。
三、結(jié)構(gòu)計算上的優(yōu)化
結(jié)構(gòu)計算的優(yōu)化同樣也是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的重要組成部分，針對結(jié)構(gòu)計算的優(yōu)化方面，要充分考慮下面幾個方面的問題：
（一）不能盲目的依賴計算機
目前在建設(shè)結(jié)構(gòu)的計算一般利用的都是計算機，但是計算機的使用并不是很萬無一失的，由于計算軟件上存在的缺陷而出現(xiàn)的計算錯誤時有發(fā)生，因此設(shè)計計算人員不能盲目的依賴計算機的計算，在使用計算機的同時，要對機構(gòu)設(shè)計計算程度的基本理論研究清楚，同時要明確計算程序的限制條件和應用范圍，從而得到正確的計算結(jié)果。
（二）對數(shù)據(jù)的認真核對
在對數(shù)據(jù)認真計算的同時，也要對輸入后的構(gòu)建尺寸、幾何圖形以及相關(guān)數(shù)據(jù)進行認真的核對，達到準確無誤，盡可能的避免輸入錯誤、計算錯誤或者是計算分析結(jié)果上的錯誤而出現(xiàn)的誤差。有些誤差看上去很小，但是在建筑施工后體現(xiàn)出現(xiàn)的實際影響是巨大的，同時也會影響設(shè)計結(jié)果的經(jīng)濟性和安全性。
（三）注意實際結(jié)構(gòu)與計算模型的差異
通過計算機的模擬計算所得出的計算模型是建立在計算理論和設(shè)計程序之上的，而實際中的建筑結(jié)構(gòu)所受到的影響因素是比較多同時難以計算的，這就意味計算模式和實際機構(gòu)之間必然會存在一定程度上的差異，這種差異在結(jié)構(gòu)計算中是必須要考慮在內(nèi)的，否則就會影響計算結(jié)果以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性。
四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與其他專業(yè)的協(xié)調(diào)
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要實現(xiàn)設(shè)計的優(yōu)化，有時還要注重跟其他專業(yè)之間的協(xié)調(diào)，筆者在下文中以排水專業(yè)和電氣專業(yè)為例，簡要的談?wù)摻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計與其他專業(yè)之間的協(xié)調(diào)。
（一）結(jié)構(gòu)與給排水專業(yè)的協(xié)調(diào)
首先水泵間應盡可能的設(shè)置在建筑的地下室，這是由于給排水專用建筑中的設(shè)備較重，必須要選擇承載量較大的房間；在給排水房間中的預留孔和預埋見的尺寸和位置都必須要準確，同時要注重要樓板孔的加強，并且要避免水平的管道管過建筑梁柱；當管道穿過承重墻上必須要做好相應的加固措施；同時在建筑設(shè)計中要充分考慮建筑的樓面負荷，避免將過多的管道出現(xiàn)在同一類的房間，從而出現(xiàn)承重超載。
（二）結(jié)構(gòu)與電氣專業(yè)協(xié)調(diào)
在電氣管線的設(shè)置上，如果實現(xiàn)對管線在樓板內(nèi)的暗裝比較困難的，可以采取將垂直管線在預制時將建筑房梁孔洞預留，并且要保證房梁的寬度和墻體的厚度盡可能的一致，從而確保穿梁的帶暖氣管線不會外露；在對電梯機房的設(shè)置上，由于該建筑中的預埋見和空洞較多，從而增大了所需的荷載量，需要對該房間強度進行單獨計算。
綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是一個比較科學系統(tǒng)的設(shè)計過程，因為影響工程造價和建筑質(zhì)量的因素有很多，所以在實際的建筑機構(gòu)設(shè)計中，一定要充分的考慮各方面的因素，在每個細節(jié)上都力求優(yōu)化，才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最終目的。
參考文獻
1 引言
為了響應全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需求，建筑行業(yè)的計算機輔助數(shù)字生成與建筑性能數(shù)值模擬技術(shù)對建筑房屋設(shè)計產(chǎn)生了至關(guān)重要的價值。即有利于建筑行業(yè)對綠色建筑設(shè)計的實施和推廣，但同時也給建筑方案優(yōu)化設(shè)計帶來了更多的難題。在建筑行業(yè)領(lǐng)域里，很多科研人員和工程師都開始展開對實現(xiàn)高效科學的性能化建筑方案設(shè)計的研究。因此，在這樣情況下，一套可行性高的綠色建筑方案優(yōu)化設(shè)計的誕生是非常重要的。
2 建筑性能及方案優(yōu)化設(shè)計的概念
2.1 建筑性能
建筑性能包括了空間的私密性、光質(zhì)量、通風性能、空氣質(zhì)量、空間噪聲和可持續(xù)發(fā)展性能等非常多樣化。本文主要是從建筑設(shè)計的綠色可持續(xù)發(fā)展角度入手，將限定建筑物理環(huán)境定位于建筑設(shè)計的性能上，主要是指建筑群周邊的環(huán)境影響和內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量相關(guān)的建筑物理環(huán)境性能。多樣化的環(huán)境性能都是能直接或間接的影響到建筑內(nèi)部使用者對室內(nèi)的舒適度、外部區(qū)域的舒適度以及周邊能源的節(jié)約與利用等[2]，這些都是和建筑物密切相關(guān)。
2.2 性能化建筑方案優(yōu)化設(shè)計
性能話建筑設(shè)計可以理解成為以建筑性能為出發(fā)點，以規(guī)范化的綠色建筑標準與定量評估體系為基本準則，精確地設(shè)計建筑具體性能的設(shè)計方法。
建筑的設(shè)計、使用、拆遷全部生命周期都是由建筑的性能問題決定。專業(yè)之間在各個階段互相合作和交流，都對建筑性能有著或輕或重的影響。傳統(tǒng)設(shè)計中建筑方案設(shè)計階段決策是可以決定整個建筑的能耗。所以應該從方案階段主動考慮建筑性能，對于整個竣工后投入使用的建筑全生命周期有著巨大的影響。
綜合上面的敘述，我們需要建立一套以性建筑優(yōu)化設(shè)計為目標，可以早期介入建筑方案設(shè)計的方法面向整個建筑師群體。這樣一套方案包含了流程設(shè)計效率高、優(yōu)化方法科學、適用范圍廣的特點。此方案統(tǒng)稱為性能化方案優(yōu)化設(shè)計方法。
3 性能化建筑方案優(yōu)化設(shè)計的目標
3.1 目標
性能化建筑方案設(shè)計簡單的形容就是一種整個過程需要明確的性能目標作為引導的科學、定量的設(shè)計方法。在建筑的設(shè)計、修建、投入使用整個過程首要需要確定的就是設(shè)計目標，有利于精確掌控建筑設(shè)計的周邊環(huán)境的負載和室內(nèi)環(huán)境設(shè)計的質(zhì)量[3]。也就是以設(shè)計目標為中心進行條理分明的整理和歸納工作。便于整個方案設(shè)計與流程都是以設(shè)計最初的目標為指向運作。從而更容易使建筑設(shè)計的質(zhì)量達到最初設(shè)計的目標標準。
3.2 分類及參數(shù)
一個復雜的設(shè)計問題和千變?nèi)f化的設(shè)計參數(shù)都是身為一個建筑師不可避免需要面對。但是需要在每一個細節(jié)方面達到設(shè)計目標的設(shè)計行為是一個非常難于掌握的過程，可以理解為是一道高級函數(shù)題中一個多變量對應多目標問題。在整個函數(shù)題中，可以總結(jié)出 源參數(shù)、過程參數(shù)、目標參數(shù)[4]。他們貫穿了性能化建筑設(shè)計的全過程，其中的建筑性能設(shè)計目標的中心就是目標參數(shù)。在設(shè)計方案性能中起著判斷是否達標的作用；源參數(shù)是建筑工程師在最初的方案設(shè)計中直接 實施操作的參數(shù)；過程參數(shù)就是作用在建筑性能數(shù)值上的實時檢測源參數(shù)。
3.3 簡要分析LEED
基于參數(shù)傳遞的概念，此文從不同的階段層面整理處LEED條文對于階段和專業(yè)的全面影響（圖3.3-1），并進一步甄選出作用于建筑方案設(shè)計階段受到設(shè)計建筑師影響較大的條文。最后對于性能化建筑方案優(yōu)化設(shè)計相關(guān)性較大的條文進行重點分析[5]。根據(jù)目標參數(shù)與過程參數(shù)的對比結(jié)果自動的調(diào)整了方案源參數(shù)的設(shè)計，實現(xiàn)了一種或多種建筑性能的優(yōu)化。
3.3-1 LEED 與階段、專業(yè)關(guān)系
因此，整個設(shè)計流程主要關(guān)鍵是在于建立一套參數(shù)傳遞系統(tǒng)來控制整個設(shè)計優(yōu)化過程。
4 設(shè)計實現(xiàn)建筑開窗的優(yōu)化設(shè)計
本次試驗進行以常見的長方體建筑形態(tài)4200×4200×3000mm3作為研究對象，試驗中設(shè)定的建筑開窗面積是固定不變，通過設(shè)定多種源參數(shù)隨機進行分配建筑4個開窗面積，試驗的重點是為了觀察4個不同朝向的開窗面積怎樣分配最后才能達到全年能耗最低的情況。
在具體的源參數(shù)設(shè)置中，4個不同朝向的開窗面積在計算機語言編程中需要設(shè)定先后順序之分，且必須保證每一個朝向的開窗需要有上限限定的數(shù)值區(qū)別，才能保證每一個朝向的開窗有最小的面積并且每一面的最大開窗面積不超過墻體尺寸（圖4-1）。本次實驗采用了grasshopper與建筑師有直接關(guān)系的屬性、集合等相關(guān)信息建立了組件[6]。在材料，構(gòu)造，燈光等設(shè)置采取引用的方式完成流程的運轉(zhuǎn)。
5 結(jié)論
本文通過將從理論的角度簡要描述了性能化建筑方案的優(yōu)化的概念以及目標和技術(shù)，明確了全文研究的相關(guān)重要概念，接著嘗試設(shè)計一套綠色性能化建筑方案設(shè)計優(yōu)化的技術(shù)體系，希望可以為之后研究性能化綠色建筑優(yōu)化設(shè)計的工程師提供一定的參考價值。
【參考文獻】
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1 前言
進入新的世紀，我國已成為世界上建筑業(yè)最活躍、繁榮的地區(qū)，作為城市重要標志的建筑工程正以更大的規(guī)模加速發(fā)展，建筑工程在以其“適用、經(jīng)濟、美觀”的建筑方針展示給百姓的同時，建筑工程的質(zhì)量也成為各級政府和廣大人民群眾關(guān)注的熱點。但是根據(jù)了解，在工程質(zhì)量事故的眾多原因中，設(shè)計責任是主要原因，不少建筑產(chǎn)品由于缺乏優(yōu)化設(shè)計，而出現(xiàn)功能設(shè)置不合理，影響正常使用；有的設(shè)計圖紙質(zhì)量差，專業(yè)設(shè)計之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現(xiàn)象，有的造成質(zhì)量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大浪費。所以，建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計是保證建筑工程質(zhì)量的前提。所謂優(yōu)化設(shè)計就是在可能的設(shè)計中選擇最合理的設(shè)計,以達到最優(yōu)目標。建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計是工程建設(shè)的首要環(huán)節(jié)，是整個建筑工程的靈魂，先進合理的設(shè)計，對于縮短工期、節(jié)約投資、提高經(jīng)濟效益，起著關(guān)鍵性的作用。
2 對建筑工程質(zhì)量優(yōu)化設(shè)計的建議
2.1 建立建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計保障體系
建筑工程設(shè)計人員的優(yōu)化組合。由于設(shè)計人員水平高低不同，受主觀思想影響，更多地考慮滿足結(jié)構(gòu)安全性和強制性規(guī)范，而對其它細節(jié)方面往往考慮的不夠全面。所以要對工程設(shè)計人員進行定崗定位，對其進行優(yōu)化思想教育，提高設(shè)計人員的整體水平和素質(zhì)，培養(yǎng)設(shè)計人員正確的建筑工程質(zhì)量觀念，強化質(zhì)量意識和責任，選擇優(yōu)秀的設(shè)計人員進行優(yōu)化組合，給設(shè)計人員提供、創(chuàng)造更多的學習深造的機會，使他們有能力對建筑工程質(zhì)量做出最優(yōu)化的設(shè)計。
建筑工程質(zhì)量設(shè)計方案的優(yōu)化管理。建筑工程質(zhì)量設(shè)計方案對于設(shè)計項目十分重要，建筑設(shè)計方案的確定不僅是為了評選好的方案，優(yōu)化選取方案不是目的，重要的是在建筑設(shè)計方案運行中進行優(yōu)化管理。當建筑設(shè)計方案選取后，按專業(yè)部分進行優(yōu)化、細化、量化而后運行。提倡設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理，就是始終有一個較高的目標去奮斗，這里目標指的是一個范圍，而不是具體的標準，方案可能有幾個，而最好的只有一個。 在建筑設(shè)計運行過程中，需要對建筑設(shè)計過程進行優(yōu)化控制，以便取得最優(yōu)方案、選取最短路徑，集現(xiàn)代科學技術(shù)成果于一身、利用現(xiàn)代化工具去達到目的。這里技術(shù)、信息、情報很重要，僅提出設(shè)計質(zhì)量合格的要求，只依據(jù)設(shè)計規(guī)范、條文的被動制約，顯然與現(xiàn)代化飛速發(fā)展的形勢不相符合。 所以，建筑工程質(zhì)量設(shè)計的優(yōu)化管理，關(guān)鍵在于優(yōu)化，實質(zhì)是部分的優(yōu)化及與整體優(yōu)化的組合，所有這一切都是動態(tài)管理，就是時時向高的目標奮斗，從而調(diào)動每一個設(shè)計人員的主觀能動性，不斷地、主動地開拓進取。當然目標要在運行中不斷地提高與完善，以達到建筑工程質(zhì)量設(shè)計的最優(yōu)化。,
2.2 重視建筑工程質(zhì)量設(shè)計中材料的選取
建筑工程質(zhì)量設(shè)計中往往存在材料選用不合理、不節(jié)能，材料規(guī)格類型不確定，節(jié)點的設(shè)計不夠細化，標注錯誤，材料設(shè)備選型滯后等問題。這些問題的存在，直接影響到建筑工程的質(zhì)量，并給以后的施工過程帶來隱患和阻礙。所以，合理的建筑材料選用在工程質(zhì)量設(shè)計階段非常重要，在工程質(zhì)量設(shè)計階段要重點考慮到以下兩個方面：
2.2.1 加強對新型墻體材料應用和建筑節(jié)能的質(zhì)量監(jiān)管，促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，積極貫徹落實國家的建筑節(jié)能標準和管理政策，著手開展建筑節(jié)能檢測工作。新建、改建、擴建的民用建筑工程，均應達到公共建筑節(jié)能50%，居住建筑節(jié)能65%的標準。施工單位應當按照審查合格的設(shè)計文件和建筑節(jié)能施工標準的要求進行施工，建設(shè)單位不能以任何借口變更節(jié)能設(shè)計，降低節(jié)能標準，節(jié)能設(shè)計要能夠指導施工，保證工程施工質(zhì)量。
2.2.2 要求施工單位嚴格按設(shè)計規(guī)范和標準組織施工，所用材料、成品、半成品必須經(jīng)檢測合格后使用。墻體保溫施工實行樣板制，樣板完成后，由建設(shè)單位組織施工、監(jiān)理和設(shè)計單位共同驗收，驗收合格后按樣板標準推開施工。塑鋼窗進場后，施工單位、監(jiān)理單位要認真檢查驗收，型式與設(shè)計不符的，必須清出施工現(xiàn)場，檢測不合格的，不準安裝。積極推廣應用地熱技術(shù)、太陽能技術(shù)，推廣采用先進的施工設(shè)備，提高機械化施工水平。
2.3 強化圖紙設(shè)計的審查
設(shè)計是建筑工程建設(shè)的龍頭，抓好設(shè)計審查對保證結(jié)構(gòu)安全、節(jié)約投資將起到重要的作用。有關(guān)管理部門應結(jié)合往年工程出現(xiàn)的問題，制定各專業(yè)的施工圖設(shè)計審查注意事項及實施細則，以減少、消除施工圖設(shè)計階段可能出現(xiàn)的各種問題，提高圖紙設(shè)計質(zhì)量。提高設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵是優(yōu)化設(shè)計方案，開展設(shè)計咨詢對優(yōu)化設(shè)計方案是一個有效方法。設(shè)計咨詢就是業(yè)主自愿有償?shù)仄刚垯?quán)威專家或權(quán)威設(shè)計機構(gòu)，對業(yè)主關(guān)心的效益問題、方案的優(yōu)劣、工藝技術(shù)的先進性、合理性等進行評估和優(yōu)化，從而確定最優(yōu)設(shè)計方案，提高投資效益，確保工程質(zhì)量。
3 結(jié)語
總之，建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計是工程建設(shè)的首要環(huán)節(jié)，是整個建筑工程的靈魂。建筑工程質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計不僅僅是為了滿足建筑本身設(shè)計合格，符合設(shè)計的基本規(guī)范，更是為了達到更高的標準和要求，力爭以最先進、最合理的工程設(shè)計，縮短建設(shè)工期，節(jié)約整體投資成本，提高經(jīng)濟效益和建筑質(zhì)量。
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的理念應注重實際為主，根據(jù)工程項目建設(shè)的實際情況，進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要以計劃成本控制為中心，其內(nèi)容就是對建筑方案、建筑結(jié)構(gòu)含樓蓋結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及圍護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的模型，通過對各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學的計算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方案。
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義
1、節(jié)省工程造價。建筑工程造價中建筑結(jié)構(gòu)的成本大約占到總造價的50%，對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計可以在很大程度上降低工程總造價，節(jié)約工程造價成本。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能有效的節(jié)省房屋建筑的投資成本，具有巨大的經(jīng)濟價值。
2、提高工程質(zhì)量。目前設(shè)計單位的水平整體都在不斷提升，但是首先很多工程師成本控制意識低，忽略對建筑工程的成本造價控制，只追求高的安全系數(shù)，從而造成設(shè)計過于保守；其次，沒有相應的責任制，設(shè)計人員缺乏責任心，對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計概念不清楚，一味的使用計算機而不是大腦來進行計算，常常導致計算不合理或者與工程實際不吻合等等錯誤，使之結(jié)構(gòu)設(shè)計存在安全隱患或者較大的浪費；另外，設(shè)計人員與建設(shè)單位的溝通不到位，沒有完全理解建設(shè)單位的建造用途及建筑功能，進而造成建筑產(chǎn)品不能滿足建設(shè)單位的需要。據(jù)統(tǒng)計，因為在設(shè)計過程中，設(shè)計質(zhì)量差，造成功能布置不合理，相關(guān)專業(yè)工程師沒有相互溝通，導致經(jīng)常出現(xiàn)在施工過程中進行修改及返工現(xiàn)象，導致施工工期不能控制。同時因為工程質(zhì)量差，工程存在安全隱患等問題，造成投資的巨大浪費。通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可以有效的提高工程設(shè)計質(zhì)量，降低安全隱患，減少投資浪費。
3、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的社會意義。國家的宏觀調(diào)控力度在不斷的加大，原材料的價格在不斷的上漲，從而在建設(shè)的前期挖掘潛力，節(jié)約建筑造成成本、科學的優(yōu)化設(shè)計，有利于節(jié)約建筑的原材料、保護環(huán)境，符合國家“低碳、節(jié)能、環(huán)保”的理念，利國利民。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)應用
通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)來逐步改善房屋建筑的使用性能，進而提高經(jīng)濟性，大力降低工程成本造價。在某個建設(shè)工程項目中，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)主要應用于項目的整體設(shè)計、前期設(shè)計以及抗震設(shè)計等各個分部階段環(huán)節(jié)，應用廣泛，其發(fā)揮的效能也十分明顯。
1、樹立精品意識。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程是結(jié)構(gòu)工程師打造設(shè)計精品的過程，預算專業(yè)提前到設(shè)計方案階段，為結(jié)構(gòu)工程師提供必要的經(jīng)濟分析數(shù)據(jù)，通過結(jié)構(gòu)工程師與造價工程師對設(shè)計質(zhì)量、品質(zhì)的經(jīng)濟指標的全程控制，實現(xiàn)設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量與經(jīng)濟的統(tǒng)一。
2、優(yōu)化設(shè)計中正確理解應用結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。追求適用、安全、經(jīng)濟、美觀以及便于施工是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的。因此，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不但要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師有豐富的設(shè)計經(jīng)驗，也同時要對建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文的概念、定義、前提條件及適用范圍有較為詳細的了解，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，能夠把自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案科學的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中，某些條文規(guī)定不可避免的偏于保守，同時，也有些條文對一些特殊、復雜工程的設(shè)計工程條文安全性不足。因此，建筑結(jié)構(gòu)工程師在優(yōu)化設(shè)計中，應該充分利用扎實專業(yè)知識與豐富的設(shè)計經(jīng)驗，對上述問題做出科學與正確的判斷，從而能夠把握設(shè)計，使設(shè)計成果逐步優(yōu)化，不斷創(chuàng)新。
3、結(jié)構(gòu)工程師要積極參與工程前期規(guī)劃及方案。建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參與前期工程規(guī)劃及建筑方案，是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點內(nèi)容。因為，在在實際施工中，建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析，相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新，使得建筑師的建筑理念得以完美的體現(xiàn)。
4、合理的結(jié)構(gòu)方案。要用整體的概念在待定的建筑設(shè)計中來完成結(jié)構(gòu)整體方案的構(gòu)思，處理好構(gòu)件與構(gòu)件，構(gòu)件與整體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，充分利用和發(fā)揮整體結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的最佳受力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力、剛度及良好的延性，盡可能使結(jié)構(gòu)受力與傳力簡單、直接、明確，使之整體結(jié)構(gòu)安全可靠協(xié)調(diào)一致，使建筑的型心與重心重合，避免及減小外力作用下的扭轉(zhuǎn)效應，結(jié)構(gòu)平面規(guī)則對稱與豎向剛度的均勻一致，才能達到結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全經(jīng)濟。
5、建筑結(jié)構(gòu)各部門相互協(xié)調(diào)與合作。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個復雜性的系統(tǒng)工程，涉及到的專業(yè)也很廣，各個專業(yè)必須相互協(xié)調(diào)與配合。依據(jù)建筑學發(fā)展角度出發(fā)，現(xiàn)代建筑是綜合性產(chǎn)品，包括建筑、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備等要素。因此，建筑工程在工程實施中，應該大力加強分工與合作，將各個構(gòu)成要素進行充分有機結(jié)合，為打造出完美的作品夯實基礎(chǔ)。在建筑工程項目設(shè)計中，最重要的環(huán)節(jié)是建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計，只有將這兩個環(huán)節(jié)充分結(jié)合，建筑工程實用、經(jīng)濟、美觀大方效果才能充分體現(xiàn)，同時，建造結(jié)構(gòu)受力更趨向合理性，大大降低了成本，簡化了施工。但在建筑設(shè)計中，一些許建筑設(shè)計人員不遵循建筑的基本力學規(guī)律，過于注重設(shè)計方案創(chuàng)作的新奇性，導致這建筑結(jié)構(gòu)難于處理，因此，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須通過強化各個專業(yè)的合作與協(xié)調(diào)，才能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)合理，成本降低。
6、建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計。概念設(shè)計就是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法，整個設(shè)計中包含著設(shè)計者的感性和理性思維。概念設(shè)計通過使建筑結(jié)構(gòu)在遭遇到水平地震力作用下不會破壞，或者將對結(jié)構(gòu)的破壞影響降到最低。因此對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計就要采取措施減小地震帶來的影響，減小地震產(chǎn)生影響的重要手段是需要結(jié)構(gòu)剛度均勻和對稱，結(jié)構(gòu)主體有足夠的延性，能夠有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞。同時多道設(shè)防思想又能使次要的構(gòu)件在地震情況下先被破壞，從而使一部分地震能量得到消耗，在抗震設(shè)防中進行多道防線設(shè)計，能有效的抵抗地震力作用。
7、提高材料的利用率。結(jié)構(gòu)的效能設(shè)計主要考慮充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)材料的力學性能，有效的減少結(jié)構(gòu)材料的消耗，達到“少費多用”的目的。各種高強材料（高強度鋼筋、高強度混凝土等等）和各種輕型材料（如輕骨料混凝土、輕型隔墻、輕型墻板）的合理利用可以有效的減輕建筑結(jié)構(gòu)的自重，減小水平地震力的作用，減小基礎(chǔ)頂部荷載等等8、充分考慮地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計。地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一，其造價根據(jù)工程所建地地基土的不同，基礎(chǔ)形式不同，其基礎(chǔ)造價也不同，但其造價占工程總造價的比例也不同，其比例占總造價的20~25%不等。地基基礎(chǔ)屬于隱蔽工程，建筑物的高度與安全性等受地基基礎(chǔ)影響很大。建筑結(jié)構(gòu)中的地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計必須選擇合適的方案，要依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件上部結(jié)構(gòu)形式、高度、層數(shù)、基礎(chǔ)頂部荷載，綜合進行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計，最大程度的節(jié)省造價。
結(jié)束語
要科學合理的對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，使其在建筑業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮更好的作用，降低建筑成本。通過概念設(shè)計、正確的計算及合理的構(gòu)造措施來保證，設(shè)計要在實踐過程中不斷的研究、探索和創(chuàng)新，使其經(jīng)濟性和適用性的目標得以實現(xiàn)。
參考文獻
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目前的工程項目， 建設(shè)單位處于主導核心地位， 而設(shè)計單位則處于龍頭地位， 設(shè)計是工程建設(shè)的靈魂， 控制投資的關(guān)鍵， 是集中運用各項規(guī)范、標準， 把科技學術(shù)成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的橋梁與紐帶， 設(shè)計單位能不能正確地貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設(shè)的方針政策和有關(guān)強制性技術(shù)標準， 落實節(jié)省和環(huán)保措施， 做出最佳的設(shè)計， 不僅影響工建的速度與質(zhì)量， 也將長久地影響到投產(chǎn)和交付使用后的綜合效益。
1、建筑設(shè)計在工程建設(shè)中的地位和作用
1.1 設(shè)計方案直接影響投資。工程建設(shè)過程包括項目決策、項目設(shè)計和項目實施三大階段。進行投資控制的關(guān)鍵在于決策和設(shè)計階段，而在項目作出投資決策后，其關(guān)鍵就在于設(shè)計。據(jù)研究分析，設(shè)計費一般只相當于建設(shè)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(shè)計中，其建筑和結(jié)構(gòu)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(nèi)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(shù)的確定、基礎(chǔ)類型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟分析問題。據(jù)統(tǒng)計，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟合理的設(shè)計，可降低工程造價 5%～10%，甚至可達 10%～20%。
1.2 設(shè)計質(zhì)量間接影響投資。據(jù)統(tǒng)計，在工程質(zhì)量事故的眾多原因中，設(shè)計責任多數(shù)占 40.1%，居第一位。不少建筑產(chǎn)品由于缺乏優(yōu)化設(shè)計，而出現(xiàn)功能設(shè)置不合理，影響正常使用；有的設(shè)計圖紙質(zhì)量差，專業(yè)設(shè)計之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現(xiàn)象，有的造成質(zhì)量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大浪費。震驚全國的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。
1.3 設(shè)計方案影響經(jīng)常性費用優(yōu)化設(shè)計不僅影響項目建設(shè)的一次性投資，而且還影響使用階段的經(jīng)常性費用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養(yǎng)、維修費等，一次性投資與經(jīng)常性費用有一定的反比關(guān)系，但通過優(yōu)化設(shè)計可努力尋求這兩者的最佳結(jié)合，使項目建設(shè)的全壽命費用最低。
2、建筑工程對設(shè)計單位的要求
2.1 優(yōu)化設(shè)計
工程最大的節(jié)約是優(yōu)化設(shè)計方案。精心設(shè)計、多方案比較選優(yōu)的設(shè)計方案， 不僅可以節(jié)約投資， 還可確保工程投產(chǎn)后經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。希望設(shè)計部門把優(yōu)化設(shè)計的重點前移到工程建設(shè)的前期階段上來， 改變目前把主要精力投入施工階段、審核施工圖、核算工程造價方面， 設(shè)計人員必須樹立經(jīng)濟意識， 牢固樹立效益觀念，從用戶利益這個基本目標出發(fā)， 提高設(shè)計質(zhì)量， 優(yōu)化設(shè)計。在設(shè)計時要認真建設(shè)項目的規(guī)模、工藝流程、功能方案、設(shè)備選型、投資控制等作全面周密的分析比較， 尤其是要通過應用價值工程對設(shè)計方案進行比選， 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析， 從中選出技術(shù)上先進， 經(jīng)濟上合理， 既能滿足功能和工藝要求， 又能滿足降低工程造價的技術(shù)方案。
2.2提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)
設(shè)計單位要及時提供施工圖， 加強項目受理有效協(xié)調(diào)各專業(yè)之間關(guān)系； 按工程建設(shè)需要及時派駐現(xiàn)場設(shè)代人員， 現(xiàn)場設(shè)代人員要有強烈的敬業(yè)精神， 對施工中的問題要反應快速， 處理問題結(jié)合實際， 要吃得住苦， 耐得住勞， 經(jīng)受得起誘惑； 及時與業(yè)主和其它參建方溝通， 認真聽取各方意見， 對業(yè)主及有關(guān)單位反饋的信息篩選擇優(yōu)， 借鑒吸收， 以提高設(shè)計質(zhì)量與服務(wù)水平。
3、現(xiàn)階段建筑設(shè)計存在的一些問題
3.1優(yōu)化設(shè)計的意識不強。
目前，業(yè)主往往把投資的控制重心放在施工環(huán)節(jié)上，而對設(shè)計環(huán)節(jié)重視不夠。其原因：一是對設(shè)計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知設(shè)計方案的優(yōu)化會帶來更大的節(jié)約；二是無法很好地選擇設(shè)計單位，因為在設(shè)計前業(yè)主不知道誰能優(yōu)化到什么程度。有些項目設(shè)計雖通過招投標，但此時方案不細，概算粗略，很難來綜合評定；三是業(yè)主由于專業(yè)知識上的限制，對設(shè)計方案難以從優(yōu)化擾的角度提出要求或疑議；四是有些業(yè)主經(jīng)濟實力雄厚，項目建設(shè)趕時髦，求新穎，根本不提優(yōu)化要求；五是有些業(yè)主自身對工程應具備的功能要求及應達到的目標不明確，隨意性大，要求出圖時間緊，又壓低設(shè)計收費，從而也影響了優(yōu)化設(shè)計的開展。
3.2缺乏必要的壓力和動力。
由于目前的設(shè)計經(jīng)營往往憑的是關(guān)系，缺乏公平競爭，所以設(shè)計單位的重心不在技術(shù)水平的提高上，設(shè)計只要保證不出大的質(zhì)量問題，方案的好壞、造價的高低，關(guān)系不大，使優(yōu)化設(shè)計失去壓力。由于現(xiàn)在的設(shè)計收費是按面積或按造價的比例計取，幾乎跟投資的節(jié)約和設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣無關(guān)，導致對設(shè)計方案不認真進行經(jīng)濟分析，而是追求高標準，或為保險起見，隨意加大安全系數(shù)，造成投資浪費。
3.3運行的機制不夠完善。
優(yōu)化設(shè)計的運行需有良好的機制作為保證。而目前的狀況，一是缺乏公平的設(shè)計市場競爭機制，設(shè)計招標未能得到推廣和深化，地方、行業(yè)、部門保護嚴重；二是價格機制扭曲，優(yōu)化不能優(yōu)價；三是法律法規(guī)機制薄弱。
4、加強建筑設(shè)計的一些建議
4.1完善相應的法律法規(guī)。
優(yōu)化設(shè)計的推廣還應有一定的法律法規(guī)作為保證，目前已有 《合同法》、 《建筑法》、 《招投標法》、 《建筑工程質(zhì)量管理條例》 等在規(guī)范項目建設(shè)工作，但這些都是從項目建設(shè)的總體出發(fā)，對設(shè)計方面的規(guī)范不夠具體，因此為更好地監(jiān)督管理設(shè)計工作，還應建立和完善相應法律法規(guī)，如設(shè)計監(jiān)理、設(shè)計招投標、設(shè)計市場及價格管理等。
4.2加快設(shè)計監(jiān)理工作的推廣。
優(yōu)化設(shè)計工作的推行，僅靠政府監(jiān)控還不能滿足社會發(fā)展的要求，設(shè)計監(jiān)理已成為形勢所迫，業(yè)主所需。通過設(shè)計監(jiān)理可打破設(shè)計單位自己控制自己的單一局面。因此，主管部門應在搞好政府監(jiān)理的同時，一方面應盡快建立設(shè)計監(jiān)理單位資質(zhì)的審批條件，加強設(shè)計監(jiān)理人才的培訓考核和注冊，制定設(shè)計監(jiān)理工作的責職、收費標準等；另一方面通過行政手段來保證設(shè)計監(jiān)理的廣度，為設(shè)計監(jiān)理的社會化的提供條件。
4.3注意優(yōu)化設(shè)計工作的綜合性。
通過優(yōu)化設(shè)計來控制投資是一個綜合性問題，不能片面強調(diào)節(jié)約投資，要正確處理技術(shù)與經(jīng)濟的對立統(tǒng)一是控制投資的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計中既要反對片面強調(diào)節(jié)約，忽視技術(shù)上的合理要求，使項目達不到功能的傾向，又要反對重視技術(shù)，輕經(jīng)濟、設(shè)計保守浪費的現(xiàn)象。設(shè)計人員要用價值工程的原理來進行設(shè)計方案分析，要以提高價值為目標，以功能分析為核心，以系統(tǒng)觀念為指針，以總體效益為出發(fā)點，從而真正達到優(yōu)化設(shè)計效果。
一、建筑設(shè)計在工程建設(shè)中的地位和作用
（一）設(shè)計方案直接影響投資。工程建設(shè)過程包括項目決策、項目設(shè)計和項目實施三大階段。進行投資控制的關(guān)鍵在于決策和設(shè)計階段，而在項目作出投資決策后，其關(guān)鍵就在于設(shè)計。單項工程設(shè)計中，其建筑和結(jié)構(gòu)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(nèi)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(shù)的確定、基礎(chǔ)類型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟分析問題。
（二）設(shè)計質(zhì)量間接影響投資。據(jù)統(tǒng)計，在工程質(zhì)量事故的眾多原因中，設(shè)計責任多數(shù)占40.1%，居第一位。不少建筑產(chǎn)品由于缺乏優(yōu)化設(shè)計，而出現(xiàn)功能設(shè)置不合理，影響正常使用；有的設(shè)計圖紙質(zhì)量差，專業(yè)設(shè)計之間相互矛盾，造成施工返工、停工的現(xiàn)象，有的造成質(zhì)量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資的極大浪費。震驚全國的寧波大橋事故就是這方面的典型例證。
（三）設(shè)計方案影響經(jīng)常性費用優(yōu)化設(shè)計不僅影響項目建設(shè)的一次性投資，而且還影響使用階段的經(jīng)常性費用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養(yǎng)、維修費等，一次性投資與經(jīng)常性費用有一定的反比關(guān)系，但通過優(yōu)化設(shè)計可努力尋求這兩者的最佳結(jié)合，使項目建設(shè)的全壽命費用最低。
二、建筑設(shè)計存在的問題
（一）政府監(jiān)控不力。長期以來，形成了一種設(shè)計對業(yè)主負責，設(shè)計質(zhì)量由設(shè)計單位自行把關(guān)的觀念，主管部門對設(shè)計成果缺乏必要的考核與評價，有的僅靠圖紙會審來發(fā)現(xiàn)一些簡單問題，只有等出現(xiàn)了大的技術(shù)問題才來追究責任，而方案的經(jīng)濟性則問及更少。另外，對設(shè)計市場管理不夠，越級、無證、掛靠設(shè)計時有發(fā)生，從而導致設(shè)計質(zhì)量下降，加之由于設(shè)計工作的特殊性，不同的項目有各自的特點，所以針對不同項目優(yōu)化設(shè)計的成果缺乏明確的定性考核指標。
（二）優(yōu)化設(shè)計的意識不強。業(yè)主往往把投資的控制重心放在施工環(huán)節(jié)上，而對設(shè)計環(huán)節(jié)重視不夠。其原因：一是對設(shè)計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知設(shè)計方案的優(yōu)化會帶來更大的節(jié)約；二是無法很好地選擇設(shè)計單位，因為在設(shè)計前業(yè)主不知道誰能優(yōu)化到什么程度。有些項目設(shè)計雖通過招投標，但此時方案不細，概算粗略，很難來綜合評定；三是業(yè)主由于專業(yè)知識上的限制，對設(shè)計方案難以從優(yōu)化擾的角度提出要求或疑議；四是有些業(yè)主經(jīng)濟實力雄厚，項目建設(shè)趕時髦，求新穎，根本不提優(yōu)化要求；五是有些業(yè)主自身對工程應具備的功能要求及應達到的目標不明確，隨意性大，要求出圖時間緊，又壓低設(shè)計收費，從而也影響了優(yōu)化設(shè)計的開展。
（三）缺乏必要的壓力和動力。由于目前的設(shè)計經(jīng)營往往憑的是關(guān)系，缺乏公平競爭，所以設(shè)計單位的重心不在技術(shù)水平的提高上，設(shè)計只要保證不出大的質(zhì)量問題，方案的好壞、造價的高低，關(guān)系不大，使優(yōu)化設(shè)計失去壓力。由于現(xiàn)在的設(shè)計收費是按面積或按造價的比例計取，幾乎跟投資的節(jié)約和設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣無關(guān)，導致對設(shè)計方案不認真進行經(jīng)濟分析，而是追求高標準，或為保險起見，隨意加大安全系數(shù)，造成投資浪費。
（四）運行的機制不夠完善。優(yōu)化設(shè)計的運行需有良好的機制作為保證。而目前的狀況，一是缺乏公平的設(shè)計市場競爭機制，設(shè)計招標未能得到推廣和深化，地方、行業(yè)、部門保護嚴重；二是價格機制扭曲，優(yōu)化不能優(yōu)價；三是法律法規(guī)機制薄弱。
三、應著手抓好的幾個問題
（一）主管部門應加強對優(yōu)化設(shè)計工作的監(jiān)控。為保證優(yōu)化設(shè)計工作的進行，開始可由政府主管部門來強制執(zhí)行，通過對設(shè)計成果進行全面審查后方可實施。作為《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》的配套文件之一的《建筑工程施工圖設(shè)計文件審查暫行辦法》已由建設(shè)部頒布施行，它的實施將對控制設(shè)計質(zhì)量提供重要保證。但《辦法》規(guī)定的審查主要是針對設(shè)計單位的資質(zhì)、設(shè)計收費、建設(shè)手續(xù)、規(guī)范的執(zhí)行情況、新材料新工藝的推廣應用等方面的內(nèi)容，缺乏對方案的經(jīng)濟性及功能的合理性方面的審查要求，所以建設(shè)主管部門在執(zhí)行《辦法》的同時，應增加人員配備和審查力度，對設(shè)計成果進行全面審查。第二，應加強對設(shè)計市場的管理力度，嚴格通過資質(zhì)管理、人員注冊、設(shè)計招標、圖紙審查等環(huán)節(jié)來規(guī)范設(shè)計市場，減少黑市設(shè)計。第三，利用主管部門的職能，總結(jié)推廣標準規(guī)范、標準設(shè)計、公布合理的技術(shù)經(jīng)濟指標及考核指標，為優(yōu)化設(shè)計的進行提供良好服務(wù)。
（二）加快設(shè)計監(jiān)理工作的推廣。優(yōu)化設(shè)計工作的推行，僅靠政府監(jiān)控還不能滿足社會發(fā)展的要求，設(shè)計監(jiān)理已成為形勢所迫，業(yè)主所需。通過設(shè)計監(jiān)理可打破設(shè)計單位自己控制自己的單一局面。因此，主管部門應在搞好政府監(jiān)理的同時，一方面應盡快建立設(shè)計監(jiān)理單位資質(zhì)的審批條件，加強設(shè)計監(jiān)理人才的培訓考核和注冊，制定設(shè)計監(jiān)理工作的責職、收費標準等；另一方面通過行政手段來保證設(shè)計監(jiān)理的廣度，為設(shè)計監(jiān)理的社會化的提供條件。
（三）建立必要的設(shè)計競爭機制。為保證設(shè)計市場的公平競爭，設(shè)計經(jīng)營也應采用招標投標，要完善設(shè)計招投標的相關(guān)環(huán)節(jié)。首先，應成立合法的設(shè)計招標機構(gòu)；其次，各地方主管部門應建立相應的規(guī)定，符合條件的項目必須招標；第三，業(yè)主對擬建項目應有明確的功能及投資要求，有編制完整的招標文件；第四，招標時應對投標單位的資質(zhì)信譽等方面進行必要的資格審查；第五，應設(shè)立健全的評標機構(gòu)合理的評標方法，以保證設(shè)計單位公平競爭，并限制業(yè)主在項目上的隨意性。
四、建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理
（一）建筑設(shè)計優(yōu)化管理的理念。質(zhì)量是產(chǎn)品的生命，沒有好的質(zhì)量，產(chǎn)品就沒有市場，只有高質(zhì)量的產(chǎn)品，在市場上才有競爭力，建筑設(shè)計也是同樣如此。
筆者認為，只有在建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理上做文章，才能產(chǎn)出高質(zhì)量的建筑設(shè)計成品。建筑設(shè)計，在某種意義上講可等同于建筑產(chǎn)品，它是藝術(shù)創(chuàng)作與科學技術(shù)的結(jié)合體。它不能用工業(yè)化、工廠化、程序化的過程進行生產(chǎn)，對于不同使用功能、性質(zhì)的建筑從內(nèi)容到外表形態(tài)是不同的。
建筑設(shè)計成果的質(zhì)量評定不能用固定的標準去衡量，即使達到建筑設(shè)計規(guī)范、標準和規(guī)程，也不能稱該建筑設(shè)計就是優(yōu)良品或精品。建筑設(shè)計是科學與藝術(shù)雙重創(chuàng)作的結(jié)合，是創(chuàng)作構(gòu)思加科學計算合成的結(jié)果。在運行過程中設(shè)計構(gòu)思組合產(chǎn)生出全新的東西，不可能有固定的模式可套用，建筑設(shè)計具有一定的隨機性變化。
建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣，確切地說是一個目標范圍的界定，建筑規(guī)范、規(guī)程和標準是建筑設(shè)計合格的下限。建筑設(shè)計精品是在設(shè)計運行過程中優(yōu)化取舍，完善完美。因此，設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理是十分值得重視的。
建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理，就在于強化、強調(diào)了設(shè)計的“全過程管理”，這是動態(tài)管理。它也打破了過去靜止的簡單化的“結(jié)果管理”淘汰制。從而避免浪費時間和造成直接經(jīng)濟損失。建筑設(shè)計運行過程要自始至終，由部分到整體、由管理點到強化點，由方案到施工圖，這些工作都要進行細化、優(yōu)化和篩選。它是積極主動、極具挑戰(zhàn)性的動態(tài)管理。
（二）健全建筑設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化管理的基礎(chǔ)是質(zhì)量管理保證體系
1.建立法人掛帥的組織機構(gòu)。成立監(jiān)督機構(gòu)，即法人親自掛帥，專家起主導作用的全方位的有機結(jié)合體。設(shè)立質(zhì)量檢查小組，每個項目均設(shè)質(zhì)檢員。以專家為主導是為了掌握專業(yè)技術(shù)的高標準高質(zhì)量，法人掛帥是保證質(zhì)量管理體系順利運行。主要目的是使這項工作經(jīng)濟化，制度化，責任化。
2.健全可操作的規(guī)章制度。主要包括以下方面：一是規(guī)章制度的制訂要結(jié)合實際情況，一定要具體化、細化、量化，特別是要具有可操作性，以保證其運用的經(jīng)常性和可檢查性，以其達到預定目標。二是規(guī)章制度要量化，做到可以制成表格分門別類填寫打分。三是設(shè)計人員行為要規(guī)范，原則性要強，只有我們自己有效地規(guī)范了行為，才能使我們的服務(wù)對象滿意。四是跟蹤服務(wù)、反饋信息及時更正與處理。五是事前計劃要具體，事中控制有措施，事后總結(jié)有效果。
（三）建筑設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化管理的運作
建筑設(shè)計質(zhì)量優(yōu)化，不僅是為了設(shè)計產(chǎn)品合格，滿足設(shè)計規(guī)范的要求，而是為了高標準的追求。在設(shè)計優(yōu)化管理運行的前后，從計劃到分工、從人員到產(chǎn)品，從部分到整體等都是為了篩選出最優(yōu)的方法和手段，產(chǎn)出最佳產(chǎn)品。
1.在定崗定位人員時即時挑選，既要進行優(yōu)化思想教育，又要注重量才使用，使每一個設(shè)計人員都有進取精神，思想中時刻存在著爭奪市場的競爭意識。這就是人員的優(yōu)化組合。
2.確定每一個項目的優(yōu)化管理。所謂管理點，就是項目中起決定作用的關(guān)鍵點。比如：項目設(shè)計的方案圖、施工圖、預算，這就是建筑設(shè)計項目宏觀中既有影響又起決定性作用的關(guān)鍵點。
3.設(shè)計項目的優(yōu)化統(tǒng)籌安排。設(shè)計項目的各個專業(yè)及專業(yè)內(nèi)部的不同程序的交叉運行必須要進行周密地安排。只有這樣才能使各個專業(yè)及專業(yè)內(nèi)部密切聯(lián)系，避免出現(xiàn)差錯，大大地縮短設(shè)計時間，提高工作效率。
4.隨時制訂與研究項目的創(chuàng)新計劃。凡是設(shè)計項目運行過程出現(xiàn)新情況新問題，都應該進行分析研究。只有不斷地向較高的目標前進，優(yōu)良產(chǎn)品才會不斷產(chǎn)出。
5.提倡精品化、集成化、信息化。要創(chuàng)新要精品就必須掌握足夠的信息，如向國外發(fā)達國家學習，他們的設(shè)計理念和先進經(jīng)驗，做到這一點也就等于找到了捷徑。
6.提高設(shè)計人員整體水平和素質(zhì)，給設(shè)計對象創(chuàng)造更多的學習，深造的機會，使他們在設(shè)計運行中的各個環(huán)節(jié)都能獨當一面。
7.制定優(yōu)化的最佳目標，打出最低的要求線，盡量把一些定性的要求變成定量的標準，以具有明確的可操作性。
8.建筑設(shè)計方案的優(yōu)化管理。建筑設(shè)計方案對于設(shè)計項目十分重要，建筑設(shè)計方案的確定不僅僅是為了評選好的方案，優(yōu)化選取方案不是目的，重要的是在建筑設(shè)計方案運行中進行優(yōu)化管理。當建筑設(shè)計方案選取后，按專業(yè)部分進行優(yōu)化、細化、量化而后運行。建筑設(shè)計方案優(yōu)化管理，旨在于打破舊的、固定不變的教條，采取積極地動態(tài)管理方法。
建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理，首先在于建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化，然后才是管理。建筑設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化關(guān)鍵在于建筑設(shè)計思想目標的確立，建筑設(shè)計思想的優(yōu)化。
（四）建筑設(shè)計運行系統(tǒng)與過程的優(yōu)化控制
設(shè)計運行系統(tǒng)指總體的各個部分運行一體化，而過程是進行設(shè)計的全過程。要對其進行優(yōu)化控制。首先，要確定系統(tǒng)部分的控制點，也就是運行的各個部分，即管理點，使每一個部分都進行優(yōu)化處理。然后，進行過程的優(yōu)化控制。如果只提達到質(zhì)量標準、滿足規(guī)范、規(guī)則的要求，那么建筑設(shè)計這個特殊的產(chǎn)品并非是精品。因為建筑設(shè)計的創(chuàng)作意識包括科學與藝術(shù)的排列與組合。提倡設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)化管理，就是始終有一個較高的目標去奮斗。這里目標指的是一個范圍，而不是具體的標準。方案有幾個，而最好的只有一個。復雜的建筑設(shè)計周期短的幾周、長的幾年，施工的周期更長。
Abstract: a house to apply the structure design, safety, economy, beautiful and so on together is just perfect, it needs to use the building structure design optimization methods, to improve the limited space realize perfect target. In this paper the author to the structure design optimization in the modern building structure design of the application are discussed. In order to use of limited resources to achieve the goal of economic and practical.
Keywords: housing structure design, optimization technique
中圖分類號： TU318 文獻標識碼：A文章編號：
引言
隨著我國城市建設(shè)用地日趨緊張，城市居民住宅向中高層方向發(fā)展，與之相適應的結(jié)構(gòu)形式也取得了許多新的成果。在高層住宅的開發(fā)建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計是相當重要的一個環(huán)節(jié)，它與規(guī)劃、建筑、設(shè)備和施工等專業(yè)緊密相聯(lián)。同時時代的發(fā)展，建筑風格的變化多樣，又給高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了新的課題和新的挑戰(zhàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越成為結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的重點和難點，如何對高層建筑設(shè)計中存在的一些問題進行優(yōu)化應該是每個結(jié)構(gòu)設(shè)計人員時刻應該思考的問題。
一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法以及實踐意義
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的設(shè)計優(yōu)化兩方面。房屋工程分部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化主要分為以下幾方面：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、房屋頂部系統(tǒng)發(fā)案的設(shè)計優(yōu)化、房屋周邊圍護結(jié)構(gòu)發(fā)案的設(shè)計優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)細節(jié)部分優(yōu)化等方面。這幾個方面進行設(shè)計優(yōu)化時，還要對房屋建筑物的受力分析、布局、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、造價、成本等內(nèi)容進行具體的分析，并且要在在設(shè)計規(guī)范內(nèi)，實用性好的條件下，還要結(jié)合實際工程的情況，對其綜合的經(jīng)濟效益和工程成本進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實踐意義：與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計后的發(fā)案可以將建筑工程的成本造價降低5%～30%。這種先進技術(shù)的實現(xiàn)，最大程度上的利用了材料和設(shè)備的性能，將房屋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部各個單元都能夠互相協(xié)調(diào)?；ハ嗯浜希哂懈叨鹊慕ㄖ?guī)范的安全度，這樣的、在滿足房屋建筑結(jié)構(gòu)長遠效益的前提下，為其設(shè)計整體性發(fā)案提供合理的前期決策，因此，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計是實現(xiàn)民用建筑“經(jīng)濟、適用”等目標的有效途徑。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化要求我們從工程的設(shè)計和價值角度去思考方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是追求最合理地利用材料的性能，使各構(gòu)件或各設(shè)計專業(yè)得到最好的協(xié)調(diào)。它不僅具備了傳統(tǒng)設(shè)計方案所要求的規(guī)范以及規(guī)范所要求的安全度，而且也具備了現(xiàn)今價值學和審美學的成分。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行深化、調(diào)整、改善與提高，也就是對結(jié)構(gòu)進行高質(zhì)量再加工的過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化不是以犧牲結(jié)構(gòu)安全度與抗震性能為代價，而是經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程，使建筑功能更協(xié)調(diào)，成本更低，結(jié)構(gòu)更安全。
2、實施結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)所遵循的要點
1）科學地遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師們不僅要具備豐富的設(shè)計經(jīng)驗，也要對結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文熟知，即在結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的要求下，將自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案貫穿于項目設(shè)計中。規(guī)范更多的是針對量大面廣的工程，因而某些條文的規(guī)定會偏于保守；此外，用于一些特殊、復雜工程的設(shè)計時，有些條文則不夠安全。所以，結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計中應運用良好的專業(yè)知識與正確的判斷力把握設(shè)計，做到設(shè)計成果不斷優(yōu)化與創(chuàng)新。
2）結(jié)構(gòu)工程師前期參與和主動參與的重要性
強調(diào)結(jié)構(gòu)工程前期參與和主動參與是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重中之重。在實際施工期間，建筑師很難對結(jié)構(gòu)體系的受力做到正確的分析，既建筑師的結(jié)構(gòu)思想不能完全替代結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計理念、經(jīng)驗和判斷，也無法彌補結(jié)構(gòu)與建筑專業(yè)技術(shù)共識的空白與隔閡。既具有扎實的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論功底，又具有豐富工程實踐經(jīng)驗的結(jié)構(gòu)工程師，積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與創(chuàng)新，才能創(chuàng)作出優(yōu)秀的設(shè)計作品，更好使整個建筑的功能得到徹底的體現(xiàn)。
3）加強各專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與合作
結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個系統(tǒng)的工作，需其它專業(yè)的協(xié)調(diào)與配合。從建筑學發(fā)展角度分析，現(xiàn)代建筑是建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備三大要素構(gòu)成的綜合產(chǎn)品，所以在實施中要強化分工與合作，強化專業(yè)之間的協(xié)調(diào)與合作，這樣才能創(chuàng)作出各構(gòu)成要素有機結(jié)合的完美作品。在整個項目開展中，建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個設(shè)計過程中最重要的兩個環(huán)節(jié)，二者的結(jié)合不僅能夠達到實用美觀大方的效果，而且可以使結(jié)構(gòu)受力更趨于合理進而降低成本和簡化施工。在建筑設(shè)計中，許多建筑設(shè)計人員只強調(diào)方案創(chuàng)作的新奇，不遵循建筑的基本力學規(guī)律，這樣的方案往往會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計困難。還有一些建筑師在設(shè)計過程中往往忽視力學的基本規(guī)律，如將抗震設(shè)防區(qū)的高層建筑電梯或樓梯偏置在建筑一側(cè)，使得剛度中心與質(zhì)量中心之間的偏心距過大，在水平荷載作用下產(chǎn)生大的扭轉(zhuǎn)效應。從以上的例子可以分析出，加強專業(yè)的合作與協(xié)調(diào)是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、成本降低的重要途徑。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用
1、結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的基本應用
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應用具體體現(xiàn)在房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計兩方面。其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。對以上幾個方面的優(yōu)化設(shè)計還包括選型、布置、受力分析、造價分析等內(nèi)容，并應在滿足設(shè)計規(guī)范和使用的前提下，結(jié)合具體工程的實際要求，來實現(xiàn)規(guī)范要求和經(jīng)濟要求的最大化。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用
1）結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)合
一般建筑物的設(shè)計方式總是從結(jié)構(gòu)布置開始，確定了結(jié)構(gòu)布置后根據(jù)不同的荷載情況來分析過程中的參數(shù)、材料等要求，然而這些數(shù)據(jù)的分析往往是計算機不能達到的，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對整個方案進行充分的例證，才能做出判斷。而這些判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行，這便是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計。因此，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是開展施工的必要前提。
2）結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化處理的建筑抗震缺陷問題
結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)不僅能在降低成本、簡化施工方面得到體現(xiàn)，而且在建筑物的抗震方面也是頗有作為的。結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠使建筑物在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或?qū)⑵茐某潭冉抵磷畹?。因此，分析建筑物可能遭受的各種不確定因素成為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要內(nèi)容。實際中，地震破壞最為難以預測，且破壞性最大。所以，建筑設(shè)計過程中應該未雨綢繆，從計算及構(gòu)造等各個方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施。例如：剛度均勻、對稱是減小地震對建筑物產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生的脆性破壞；多道設(shè)防思想能使建筑物在特大地震作用下次要的構(gòu)建先破壞，從而使整個建筑物得到局部的緩沖。這些抗震設(shè)防思想在整個設(shè)計過程中都應該作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要指導理念
四結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用
很多人談到建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，都認為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計只需要簡單的進行受力計算就可以讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最優(yōu)功能，其實這種認識是片面的。任何一個建筑自結(jié)構(gòu)設(shè)計方案提出之后，就已經(jīng)存在開始優(yōu)化的問題了，加之在建筑的各個設(shè)計過程中都需要設(shè)計人員進行優(yōu)化設(shè)計，才能夠達到建筑結(jié)構(gòu)的最終優(yōu)化效果。因此現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應該涵蓋了建筑工程的每個方面，設(shè)計人員必須認識到建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要性，科學合理的制定建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，這樣才能夠有效提高建筑的經(jīng)濟效益和功能利用率。
一、現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員只有在保證結(jié)構(gòu)安全的前提條件下，對現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)進行綜合理性的分析，并運用科學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法來進行設(shè)計，這樣才能夠達到建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的需求，讓建筑工程造價得以有效控制，讓投資方獲取更多的經(jīng)濟利益。根據(jù)以往的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計數(shù)據(jù)來看，建筑工程進行優(yōu)化設(shè)計之后相比于以往的工程設(shè)計可以減少5%到30%的工程造價。但是實際上制約優(yōu)化設(shè)計工作進行的因素還是有很多，諸如工程設(shè)計進度讓設(shè)計人員沒有時間對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，加之現(xiàn)在很多傻瓜式的工程設(shè)計軟件讓很多新的設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的理解越來越不充分，限制了他們工作能力的進步，不能進行科學的優(yōu)化設(shè)計，很多結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計時常常無暇顧及到結(jié)構(gòu)的整體方案設(shè)計，無法考慮到總體的造價控制。因此只有加強設(shè)計人員對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的把握度，提高優(yōu)化設(shè)計方案的科學性和合理性，才能夠最大限度的降低工程造價，讓技術(shù)與經(jīng)濟效益充分結(jié)合，創(chuàng)造出更多的社會效益。
二、現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法
（一）制定科學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案
科學合理的設(shè)計方案能夠在很大程度上決定結(jié)構(gòu)設(shè)計成敗，建筑設(shè)計雖然相同，但結(jié)構(gòu)設(shè)計方案卻不一樣，不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案也會讓工程造價和質(zhì)量也會有很多區(qū)別，因此要制定科學的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。在選擇方案時應該按照一定的原則處理好各個構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，發(fā)揮出建筑的整體結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的最佳受力狀態(tài)，最大限度的保證建筑整體結(jié)構(gòu)的安全可靠，讓建筑的外力作用中心、質(zhì)量重心與結(jié)構(gòu)平面布置的抗側(cè)力剛度中心接近或重合，盡量減少由于外力作用造成的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，如果結(jié)構(gòu)平面進行不規(guī)則布置，那么會由于抵抗結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)造成材料使用量的增加，這樣不僅會增加造價成本，還會積累不安全因素，因此在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時必須積極與建筑師進行協(xié)調(diào)溝通，制定科學的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
（二）做好剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計
在剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其核心部分是連梁的設(shè)計。連梁通過連接各個墻肢形成聯(lián)肢墻，這樣就讓墻肢的約束條件無形的增加了，而連梁剮度的增大又會增加結(jié)構(gòu)的地震作用，這樣就需要增加構(gòu)件的配筋量來保證連梁與墻肢的內(nèi)力分配平衡，這樣進行設(shè)計通常會造成建筑材料的浪費，因此設(shè)計人員在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時通常會把連梁設(shè)計為弱連梁而不是用窗下墻作為連梁。另外，應該從多方面綜合考慮，對抗側(cè)力構(gòu)件進行科學布置。剪力墻設(shè)計越多，結(jié)構(gòu)位移就越小，抗側(cè)力剛度就會增加，但是我們已經(jīng)知道，抗側(cè)力剛度的增加會讓結(jié)構(gòu)地震力隨之增加，因此在設(shè)計剪力墻時，應該遵循對稱、分散等原則，按照有關(guān)規(guī)范控制剪力墻的數(shù)量。
（三）建筑結(jié)構(gòu)形式的合理選用
根據(jù)現(xiàn)代建筑的類別和實現(xiàn)功能的不同我們可以對建筑的結(jié)構(gòu)形式進行不同的選擇。一是砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面，磚砌體的功能是承重和抗側(cè)移，它的平面設(shè)計布置沒有硬性的要求，雖然如此但是還是要注意不能有受力大的突兀結(jié)構(gòu)形式，門窗的洞寬度最好不要超過2.1米，縱向的墻體一般不少于3道，通過對這些方面的控制可以讓構(gòu)造柱的配筋適當減少。二是底部框架剪力的設(shè)計方面，底部框架剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計對建筑平面的要求非常嚴格，設(shè)計時應當將承重墻放在框架梁之上，對于放在次梁上的墻體，要加大次梁和主梁的配筋，將該處的樓板厚度適當加厚。
（四）加強細節(jié)部位的優(yōu)化設(shè)計
現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要關(guān)注建筑整體設(shè)計，還必須對結(jié)構(gòu)局部細部構(gòu)件精心設(shè)計。例如在對現(xiàn)澆板進行設(shè)計時要努力把異形板劃為矩形，通過這種設(shè)計方式不僅可以減少拐角裂縫，還能夠讓現(xiàn)澆板合理受力。又如，柱構(gòu)件采用高強度混凝土可以有效減少底部截面，而對于水平構(gòu)件來說就可以將混凝土的標號適量的減少，這樣既可以達到受力要求，又可以節(jié)約成本。另外，現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計逐漸結(jié)合在一起，很多仿真的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計軟件得以廣泛運用，設(shè)計人員可以通過計算機建立分析模型，在計算機上對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)先設(shè)計，達到結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的目的。在對建筑的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)從工程問題變?yōu)閿?shù)學問題，基于這一原因，設(shè)計人員提高對計算機優(yōu)化分析的能力也是非常重要的。
三、結(jié)語
現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的前提是建筑功能的實現(xiàn)，要保證建筑的舒適度和生命力。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程項目中的作用非常重要，它不僅能夠帶來很大的經(jīng)濟效益，還對建筑的質(zhì)量安全起到了保障作用。我們在進行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須嚴格按照國家的相關(guān)規(guī)定，保證理論計算和實際情況相一致，盡量避免設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)，做到讓所有構(gòu)件的可靠度相一致。現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是一種科學有效的設(shè)計方法，也是一項復雜的過程，相比于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，它更能節(jié)省工程造價，提高工程設(shè)計進度。要做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作，要求廣大設(shè)計人員不僅要熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，還要掌握相應的數(shù)學和程序計算知識，通過對現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)建筑的經(jīng)濟適用和美觀舒適的功能，它也是衡量一名建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員專業(yè)能力的重要標準。
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
目前，建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列，成為中國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，呈急劇上揚趨勢。因此，建筑節(jié)能已迫在眉睫，要把節(jié)能建筑工作放到貫徹科學發(fā)展觀、全面建設(shè)小康社會、保證國家能源安全、實施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度來認識。因此，通過優(yōu)化設(shè)計來有效控制能源消耗，應得到廣泛重視。
一、優(yōu)化設(shè)計對建筑節(jié)能的影響
1、設(shè)計方案影響工程建造直接能源消耗
在工程設(shè)計中，其建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內(nèi)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(shù)的確定、基礎(chǔ)類型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟分析問題。
2、設(shè)計方案影響建成后使用的能耗
建筑是牽涉到很多專業(yè)的復合體,并且完整的建筑節(jié)能工作包括了從最初的規(guī)劃、方案到設(shè)計、施工,以及多年的運營使用,直至最后拆除重建的全生命周期過程。 但以往只注重直接建造成本的降低，輕運營階段能耗的使用情況。從住宅使用過程中的資源消耗看，與發(fā)達國家相比，我國住宅使用能耗為相同技術(shù)條件下發(fā)達國家的兩到三倍。例如，在空調(diào)與采暖設(shè)備的市場上，各種品牌各種型號使消費者眼花繚亂。空調(diào)設(shè)備有空氣源熱泵、地源熱泵、風機盤管、地板采暖、輻射制冷、采暖系統(tǒng)、戶室中央空調(diào)、變頻機組、水系統(tǒng)、冷媒系統(tǒng)等等。這些空調(diào)系統(tǒng)的初投資和運行費用大不相同，那么通過模擬量化，計算出初投資的費用、每年的耗能量、能源費用，消費者或者項目開發(fā)者就可以很容易地作出正確的決定。例如北京的一些奧運場館中，為減少能耗，設(shè)計者沒有采用普通的新風系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，而是經(jīng)過多次優(yōu)化設(shè)計，尋找最佳節(jié)能方案。為實現(xiàn)自然通風和改善室內(nèi)環(huán)境，采用了智能電動窗，很好的解決了新風問題；在場館空調(diào)設(shè)計中（包括“水立方”和“鳥巢”）都采用了由美國聯(lián)合技術(shù)開利公司設(shè)計的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過熱回收技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)中的應用，節(jié)能率為10%。該系統(tǒng)在冷水機組上加裝了熱回收裝置，在空氣處理機中采用了新型熱管熱回收裝置，可以回收場館排放總熱量的50%，回收的熱能一部分用于加熱游泳池水和生活用水，另一部分用于加熱新風。
二、現(xiàn)階段推行優(yōu)化設(shè)計運作困難的成因
1、政府主管部門對建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計監(jiān)控不力
長期以來，主管部門對設(shè)計節(jié)能成果缺乏必要的考核與評價，有的僅靠圖紙會審來發(fā)現(xiàn)一些簡單問題，僅僅是一些新材料或空間布置的一些規(guī)定。缺乏對方案的節(jié)能性方面的系統(tǒng)審查要求。建筑節(jié)能設(shè)計首先是一個系統(tǒng)設(shè)計問題，它絕不是多項節(jié)能技術(shù)或者節(jié)能設(shè)備的簡單累加，它需要定量化。例如，人們在市場上可以買到節(jié)能空調(diào)、節(jié)能玻璃、節(jié)能熱水器、太陽能熱水器、墻體保溫材料等等，但是這些材料與設(shè)備如何使用、使用哪種型號、用量多少、所起到的作用是什么就需要通過量化整合來完成。集思廣益，從多方面影響因素出發(fā)，以最低的投資、最佳的手段完成并達到節(jié)能設(shè)計目標。所以建設(shè)主管部門監(jiān)管的同時，應增加人員配備和審查力度，對設(shè)計節(jié)能成果進行量化全面審查。
2、業(yè)主要求優(yōu)化設(shè)計的意識不強
目前，業(yè)主往往把控制重心放在施工直接投資環(huán)節(jié)上，而對建成后使用運營成本及節(jié)能優(yōu)化設(shè)計環(huán)節(jié)重視不夠。其原因：一是對設(shè)計對投資影響的重要性認識不夠，只看到搞施工招標，投標價要低于標底價、施工單位要讓利等，殊不知選擇一個優(yōu)秀的設(shè)計單位進行設(shè)計方案的優(yōu)化會帶來更大的節(jié)約；二是對建筑節(jié)能的認識不到位，沒有一個節(jié)能環(huán)保綠色建筑意識。
3、建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的開展缺乏必要的壓力和動力
由于缺少建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計與企業(yè)和公眾的直接經(jīng)濟利益聯(lián)系，使得節(jié)能工作缺少內(nèi)在經(jīng)濟利益推動力，政府部門建筑節(jié)能管理工作還存在體制不順、監(jiān)管體系不健全，造成執(zhí)法不嚴、監(jiān)督不力，國家政策不配套，缺乏激勵機制和工作力度。
三、搞好優(yōu)化設(shè)計的幾點建議
1、主管部門應加強對建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計工作的監(jiān)控
為保證建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計工作的進行，開始可由政府主管部門來強制執(zhí)行，通過對設(shè)計節(jié)能成果進行全面審查后方可實施。政府主管部門不僅需在技術(shù)法規(guī)與標準相結(jié)合方面做出努力，而且還需要政府以技術(shù)法規(guī)的形式提出必須嚴格控制的最基本的技術(shù)指標、技術(shù)要求、功能要求，可以導則、指南、技術(shù)標準等標準類技術(shù)文件予以體現(xiàn)。利用主管部門的職能，總結(jié)推廣標準規(guī)范、標準設(shè)計、公布合理的技術(shù)經(jīng)濟指標及考核指標，為優(yōu)化設(shè)計的進行提供良好服務(wù)。建筑節(jié)能技術(shù)新規(guī)范逐步從控制單項建筑維護結(jié)構(gòu)(如外墻、外窗和屋頂)的最低保溫隔熱指標，轉(zhuǎn)化為控制建筑物的實際能耗。新建建筑必須出具建造耗材經(jīng)濟指標、采暖需要能量、建筑能耗核心值和建筑熱損失計算結(jié)果，特別是建筑結(jié)構(gòu)熱損失計算結(jié)果。建筑能耗總量（包括供暖、通風和熱水供應）和建造能耗值只有滿足其對應的節(jié)能標準才被允許開工及竣工驗收。在竣工時，建筑開發(fā)商必須出具相關(guān)部門的一份“能源消耗證明”，證明清楚地列出了該住宅每年的能耗，及節(jié)能等級。以上措施，必須逐步實施，特別是國有投資項目要先于執(zhí)行。
2、以政策扶持拉動建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計
國家制定節(jié)能政策，并要求以多樣化的經(jīng)濟激勵等扶持舉措，形成推動建筑節(jié)能的市場機制，推進建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計的推廣。對建造節(jié)能建筑產(chǎn)品的要根據(jù)優(yōu)化設(shè)計后節(jié)能程度給予政策和資金支持，減免稅費等優(yōu)惠措施，并可建立評價機制，對因建造節(jié)能建筑而超支部分資金，國家應給予無償免息貸款或獎勵機制，使建筑節(jié)能優(yōu)化設(shè)計以行政手段為主轉(zhuǎn)向以經(jīng)濟手段為主。
3、開展積極有效的宣傳引導工作
建筑節(jié)能政策要取得理想的實施效果，重在宣傳引導。不但政府職能部門對節(jié)能政策的推行不遺余力，而且有關(guān)企業(yè)也應加入到宣傳節(jié)能政策的行列。政府職能部門應免費對社會公眾提供節(jié)能政策咨詢、進行節(jié)能知識宣傳和相關(guān)培訓，以及進行節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品的展示、講解等方面做大量的工作。力爭實現(xiàn)多方參與節(jié)能政策的宣傳引導，大大提高人們的節(jié)能意識和對節(jié)能知識、技術(shù)的認知、把握能力，從而使節(jié)能政策得到有力的貫徹實施。
Abstract: Because our country is at present rapid development of high-rise buildings, in its structure design often encounters to all kinds of problems, which requires structural designers continue to accumulate experience, independent innovation, using the correct concepts of structural design, therefore, structural engineer must in every project design can be continuously explore the laws of nature, the tireless pursuit of the best optimal relative to comparison, by reflection, in the accumulated experience, and constantly improve their judgment and creativity.
Key words: construction engineering; structural design; optimization design; principle
中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A 文章編號：
1、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本原則
1.1建筑平面布置產(chǎn)生規(guī)則結(jié)構(gòu)效應的原則
有規(guī)則建筑體型和平面布置的結(jié)構(gòu)，因其受力較簡單，造價相對較低。但由于不同使用功能的需要，建筑的體型和平面布置是多種多樣的，不可能因結(jié)構(gòu)要求規(guī)則而對建筑師的創(chuàng)作提出無理要求，倒是可以在滿足不同使用功能的前提下，通過對結(jié)構(gòu)墻、柱的布局和墻肢長短的調(diào)節(jié)，使不規(guī)則的建筑體型和平面布置產(chǎn)生規(guī)則結(jié)構(gòu)的效應，同樣可以使建筑結(jié)構(gòu)達到經(jīng)濟合理和安全耐用的預定目標。
1.2提高建筑舒適度原則
所謂好的建筑，應是從建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾裝修到給排水、暖通、空調(diào)、燃氣、電氣安裝等各專業(yè)的優(yōu)化設(shè)計組合，是整體優(yōu)化設(shè)計，如果僅僅是某個專業(yè)設(shè)計得好，是不可能被稱作是一個好建筑的，結(jié)構(gòu)設(shè)計也不能例外的；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要能最大程度地滿足建筑平面布置、內(nèi)部空間高度和建筑立面等使用功能和外形觀感的要求， 投入使用后，使用戶在工作和生活中感到很舒適，使建筑真正成為人人贊美的好建筑，這才是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的出發(fā)點和落腳點。因此，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計應包含結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)選、傳力途徑的科學性、構(gòu)件布置的合理性、構(gòu)件和材料選用的正確性等內(nèi)容；應該把盡可能提高建筑投入使用后的舒適度作為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的一條重要基本原則。
1.3建筑結(jié)構(gòu)整體安全度原則
我國早已頒布實施的《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）規(guī)定的抗震設(shè)計的標準是：“小震不壞，中震可修，大震不倒”，是說整個建筑結(jié)構(gòu)所有構(gòu)件要共同達到的目標。如果一個工程有99%的構(gòu)件在大震作用下不會被破壞， 而其中有1%的構(gòu)件即使在小震作用下就被破壞，導致整個建筑垮塌，那么，這個工程還能說是結(jié)構(gòu)安全嗎？ 所以結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應全面考慮整體建筑的每個構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)體系中每個構(gòu)件都具有合理的可靠性，確保整個結(jié)構(gòu)體系的安全性能，確保實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的設(shè)計標準，達到建筑結(jié)構(gòu)既安全耐用又經(jīng)濟合理的總目標。這就是結(jié)構(gòu)設(shè)計應堅持的建筑結(jié)構(gòu)整體安全度原則。
1.4不同構(gòu)件采用不同的安全系數(shù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計原則
由于現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的約束作用，可以在很大程度上提高樓蓋梁的承載能力，最高時可提高約1.5倍。而現(xiàn)行國內(nèi)結(jié)構(gòu)計算軟件卻不能準確反映現(xiàn)澆樓板的這種約束作用，因此，按力學計算結(jié)果進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的話，對現(xiàn)澆樓蓋梁而言，它的安全系數(shù)就偏高了許多。另一方面，從對出現(xiàn)垮塌事故的工程進行事故原因調(diào)查和分析可以得知，由于樓蓋或樓蓋梁的問題而導致結(jié)構(gòu)破壞的工程實例極少，除非是結(jié)構(gòu)計算本身有誤；從許多震害調(diào)查的工程實例中也可得知，在地震力作用下建筑倒塌的主要原因，也大多是由于墻、柱等豎向構(gòu)件首先遭到破壞所致。在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，若不考慮構(gòu)件的實際承載能力，對所有構(gòu)件采取相同的安全系數(shù)，就會造成建筑結(jié)構(gòu)在安全性和經(jīng)濟性方面的不合理。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對獨立構(gòu)件、靜定結(jié)構(gòu)和豎向構(gòu)件應采用較大的安全系數(shù)，而對樓板和樓蓋梁的安全系數(shù)可予以適當降低，這樣處理既可以降低工程造價，又可提高結(jié)構(gòu)的綜合安全度。
2、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的必要性
為了達到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的，工程設(shè)計人員必須在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，通過對建筑結(jié)構(gòu)的整體概念分析，采用合理的優(yōu)化設(shè)計理念和方法進行優(yōu)化設(shè)計，使得能有效地控制工程造價，滿足投資方的經(jīng)濟性要求。通過以往的優(yōu)化設(shè)計經(jīng)驗來看，相比于傳統(tǒng)的設(shè)計方法，優(yōu)化設(shè)計通常可以達到降低工程造價5%～30%的目的。但是在實際的工程設(shè)計中，很多因素都制約了優(yōu)化設(shè)計的開展和實施。比如，工程的設(shè)計進度的要求，使得設(shè)計人員根本無暇顧及到結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計要求； 再者，由于知識水平的限制，傻瓜化的設(shè)計軟件使得部分設(shè)計人員對優(yōu)化設(shè)計的理解缺乏，更談不上有效合理的優(yōu)化設(shè)計，大部分設(shè)計人員在所謂優(yōu)化設(shè)計中總著眼于局部部位而忽略了結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計，沒有從總體布局上考慮造價的控制。為此，為了降低工程造價的成本，提高設(shè)計人員在提高設(shè)計人員在實際工作中對優(yōu)化設(shè)計的認識和重視非常必要，只有加強技術(shù)和經(jīng)濟效益的有效結(jié)合，通過合理的優(yōu)化設(shè)計方案，才能達到創(chuàng)造更大的社會效益。
3、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容
結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作主要是根據(jù)建筑設(shè)計的要求，采用合理的設(shè)計理念和方法，來確定適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式、布置以及具體的構(gòu)件設(shè)計尺寸。對常見的鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)體系進行優(yōu)化時，可以從結(jié)構(gòu)整體的布局以及具體構(gòu)件兩方面的因素來加以考慮。影響結(jié)構(gòu)整體的布局的因素包括了建筑物的體型特征、柱網(wǎng)尺寸、層高以及抗側(cè)力構(gòu)件的位置等具體構(gòu)件因素主要包括結(jié)構(gòu)的布置、構(gòu)件的截面、混凝土和鋼筋強度等級及配筋構(gòu)造等。綜合考慮兩方方面的因素影響是必須的，為了實現(xiàn)這一目標，對工程師提出了更高的要求，即需要結(jié)構(gòu)工程師對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件受力特征有充分的把握，能根據(jù)構(gòu)件設(shè)計的合理經(jīng)驗和規(guī)范的深刻理解，采用合理優(yōu)化方法進行有效設(shè)計。
3、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的措施
3.1建筑結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化設(shè)計
3.1.1剪力墻的設(shè)計
聯(lián)肢墻是通過連梁連接的各墻肢聯(lián)結(jié)而成，從而增加了墻肢的約束條件。連梁的剛度增大必將使得結(jié)構(gòu)的地震作用也增大，這樣連梁和墻肢分配內(nèi)力也相應增大，此時必須增大構(gòu)件的配筋量，顯然這一設(shè)計結(jié)果必然會造成材料的浪費。因此，在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般情況下不宜采用大剛度的窗下墻作為連梁，而宜將連梁設(shè)計成為截面、剛度較小的弱連梁。同時，在滿足結(jié)構(gòu)剛度與變形要求時，應從經(jīng)濟角度與抗力、變形方面綜合考慮，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。顯然，剪力墻數(shù)量越多，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度愈大，相應結(jié)構(gòu)位移會減小，但是結(jié)構(gòu)地震力會隨抗側(cè)力剛度增大而加大，對結(jié)構(gòu)的造價控制不利。因此剪力墻應以周邊均勻、對稱、分散等原則合理布置，以規(guī)范規(guī)定的水平位移限值為準盡可能減少剪力墻數(shù)量。
3.1.2砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計
作為承重構(gòu)件和抗側(cè)移構(gòu)件的磚砌體，其平面布置較為靈活，但不適宜做躍層結(jié)構(gòu)及受力較大的突兀結(jié)構(gòu)形式。門窗開洞寬度不宜超過2.1m，縱向墻體數(shù)量不宜少于三道，這一措施可以適當減少構(gòu)造柱的配筋。宜使砌體房屋成為縱橫剛度相近、各層約束合理分布的空間受力體系。
3.1.3底部框架剪力墻的設(shè)計
底部框架剪力墻結(jié)構(gòu)由于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，使得建筑物在轉(zhuǎn)換層上下出現(xiàn)剛度、內(nèi)力和位移突變，促使部分構(gòu)件提前破壞，因此對建筑物在轉(zhuǎn)換層上下的剛度比的要求比較嚴格，以緩解構(gòu)件內(nèi)力、位移突變的情況。由于底部框架剪力墻結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)剛度突變、位移突變等不規(guī)則項，在設(shè)計時應盡量避免錯層、樓板不連續(xù)、平面或豎向尺寸突變等不規(guī)則項，以免形成具有較明顯的抗震薄弱部位的特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)。承重墻盡量放在框架梁上，如果出現(xiàn)放在次梁上的墻體時，應適當加大該次梁、主梁、框架梁的安全系數(shù)，加厚該處的樓板厚度。
3.2注重細部優(yōu)化
3.2.1在注重整體設(shè)計的同時，也應加強結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的精細設(shè)計。比如現(xiàn)澆板設(shè)計中盡量把異形板劃分為矩形板，這樣既達到合理受力的目的，也避免了拐角裂縫的出現(xiàn)。
3.2.2底部框架抗震墻的底框梁箍筋配箍量一般較大，此時若選用冷軋帶肋鋼筋作為箍筋，便可減少箍筋肢數(shù)或箍筋直徑，達到降低造價的以及方便施工的目的。還有，為減少柱構(gòu)件底部截面，采用高強度的混凝土是不錯的選擇，但是水平構(gòu)件混凝土可適當減少混凝土的標號，滿足了受力要求，也節(jié)約了成本。
3.3結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件在優(yōu)化設(shè)計中的運用
