工程结构优化设计范文

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一．前言

随着社会的发展，结构设计[1]在土木工程中显得尤为重要。通常结构设计是规范加上工程师经验的产物，同一建筑物采用不同的结构设计方案会造成结构造价很大的差别。因此对建筑物进行工程造价控制避免材料浪费显得十分有意义。

二.结构优化设计简介

结构优化设计是近二十多年发展起来的一门新技术，它的出现，使设计者能从被动的分析、校核而进入主动的设计，这是结构设计上的一次飞跃。从已有经验看，与传统设计相比，用优化设计可以使土建工程降低造价5%-30%。优化设计能最合理地利用材料的性能，使结构内部各单元得到最好的协调，并具有规范所规定的安全度。同时，它还可为整体性方案设计进行合理的决策，优化设计是实现设计的最终目标-适用、安全和经济的有效用途。具体的结构，建筑结构的用材的选用直接影响结构成本，合理选择结构的用材不仅能保证结构设计的安全和合理，还能达到节省结构工程的造价。比如混凝土强度等级的选用，以及钢筋的选用和优化，还有结构构件截面尺寸的优化。下面以框架结构中梁柱尺寸进行优化为例进行探讨。

三．结合实际工程

1.工程概况

本工程为辽宁省锦州市的六层宿舍楼，结构类型为框架结构。建筑面积3806.05m　,本层一层层高4.20米，二至六层层高3.0米。建筑总高度22.65米。本工程为三类建筑，耐火等级为三级，六度抗震设防，设计使用年限为50年。

2.结构梁柱尺寸的选取

[2]在钢筋混凝土结构设计中，通常根据梁的跨度来估算梁截面高度，然后再根据高宽比来估算其梁截面的宽度。一般在钢筋混凝土结构中规定主梁的跨度一般在5～8m为宜，梁高取跨度的1/15～1/10;次梁的跨度一般在4～6m,梁高为跨度的1/18～1/12,梁宽取梁高的1/3～1/2。同时框架结构中柱子的截面的尺寸是根据作用在柱上的负荷面积的大小柱子的轴压比限制比来进行计算。方案一（初始方案）运用PKPM结构设计软件计算在本框架结构中一层柱子尺寸取600*600，二至六层柱子尺寸取500*500。边框梁截面尺寸为250*600，中间框梁的截面尺寸250*450,次梁的截面尺寸为250*450。方案二中只改变柱子的截面尺寸，保持梁的截面尺寸不变。一层柱截面尺寸变为550*550，二层柱子尺寸变为500*500,三至六层柱子的尺寸为450*450。方案三中柱子的尺寸保持不变，边框架梁的尺寸变为250*450，中间框梁截面尺寸保持不变。方案四中梁柱尺寸均改变，一层柱550*550，二层柱子尺寸变为500*500，三层至六层截面为450*450，边框梁的尺寸变为250*450，少数跨度大框梁尺寸为250*500，中间框梁的尺寸保持不变.

3.计算结果分析

整个过程中采用PKPM2010V2.1版本进行计算，分别对各种方案进行SATWE-8计算。各参数指标建立如下[3]：

（1）考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数周期大小与刚度的平方根成反比，与结构质量的平方根成正比。周期大小与结构在地震中的反应有密切关系，否则会发生类共振。扭转周期和平动周期之比是控制结构扭转效应的重要指标，是结构扭刚度、扭转惯量分布大小的综合反应。控制周期比主要是限制结构的抗扭结构刚度不能太弱，使结构具有必要的抗扭刚度，减小扭转对结构产生的不利影响，实质上是控制结构的扭转变形小于结构的平动变形。周期要求比不是要求结构足够结实，而是要求结构刚度步局合理，以此控制结构地震作用下结构扭转激励振动效应不成为主振动效应，避免结构扭转破坏。通过四种方案的对比，结构自震周期满足相关规范的要求。同时四种方案结构扭转为主的第一自振周期与以平动为主的第一自振周期之比均满足《高规》第3.4.5条的规定，A级高度高层建筑不应大于0.9.

（2）最小剪重比剪重比主要是限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构安全。抗震规范(5.2.5)条要求的结构X向和Y向楼层最小剪重比=0.80%。通过SATWE-8计算可得第一方案的X向楼层最小剪重比为1.81%，第一方案的Y向楼层剪重比为1.73%。第二方案的X向楼层最小剪重比为1.67%，第一方案的Y向楼层剪重比为1.58%。第三方案的X向楼层最小剪重比为1.66%，第一方案的Y向楼层剪重比为1.65%。第四方案的X向楼层最小剪重比为1.55%，第一方案的Y向楼层剪重比为1.51%。均满足规范的要求。

（3）刚重比刚重比是结构刚度和重力荷载之比，它是控制结构整体稳定的重要指标。高层建筑的稳定设计主要是控制在风荷载或水平地震作用下，重力荷载产生的二阶效应不致太大，避免结构的失稳倒塌。刚重比不满足要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小；但是刚重比过分大，则说明结构经济技术指标较差，宜适当减少墙柱等竖向构件的截面面积。第一种方案的X向的最小刚度比为31.79，Y向的最小刚度比为28.63。第二种方案的X向的最小刚度比为24.48，Y向的最小刚度比为21.90。第三种方案的X向的最小刚度比为28.44，Y向的最小刚度比为26.97。第四种方案的X向的最小刚度比为22.11，Y向的最小刚度比为20.40。四种方案的最小结构刚重比均大于10，能够通过高规（5.4.4）的整体稳定验算。

（4）结构其他指标分析[4]经过PKPM结构设计分析软件，结构的其他指标[5]如柱轴压比，结构位移比和层间位移角，刚度比，参与振动质量比等均满足结构规范的要求。

（5）梁板柱钢筋和混凝土用量比较[5]利用SAT-S将第各方案的钢筋量和混凝土量进行计算，钢筋以3700元/t计算，混凝土以255m3。在原始方案的初步设计下，第二方案通过改变柱子的截面尺寸，结构的工程造价降低了3%，第四方案结构造价也降低了，但是降低的幅度不大。在各项指标合理的情况下，优先选用第二方案进行结构工程造价的控制。

四.结语

本文通过对辽宁省锦州市的一个框架结构锦州港项目四种设计方案进行了对比，通过改变框架梁和柱的截面尺寸，通过PKPM2010V2.1大型结构设计软件，得出在满足结构设计要求各项指标的前提下，根据相关规范要求按照一定的模数减少框架柱和边框梁的截面尺寸会使结构的工程造价降低，同时减少柱子尺寸也会降低工程造价，但是只减少柱子的尺寸结果比较明显。因此在以后的结构设计中应该合理选择截面尺寸，这样既可满足结构的设计要求，又能降低工程造价。只有这样，才能设计出安全、适用、经济、美观和便于施工的建筑物。

参考文献

［1］贺杨，张永胜．高层建筑结构设计优化［J］．山西建筑，2012，38(5):34-35．

［2］中国建筑科学研究院（GB50010—2010）混凝土结构设计规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2011.

［3］建筑抗震设计规范(GB50011—2010)统一培训教材［M］.北京:地震出版社，2010.

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关键词:

建筑结构优化设计;工程造价;关系

1建筑结构优化设计中影响工程造价的主要因素

随着我国经济实力和建筑施工水平的不断成熟，人们对于社会建筑的需求也更加的多元化，更加的重视建筑结构的安全和性能。为了更好的满足人们，也就是市场的需求变化，建筑结构优化设计的难度也随之加大，使得相应的工程造价成本支出也更高，因此需要分析和明确建筑结构优化设计和工程造价的关系，通过高效和高性能的建筑结构优化设计，有效控制其产生的工程造价成本，实现对整体工程项目经济控制的最终目的。

1．1功能性差异

建筑结构设计存在功能性简单和复杂的差异所在，建筑工程的功能性差异是造成工程造价结果变动的主要内容之一。通俗的说，正是因为人们对于建筑物功能性要求的不断提升，才使得建筑工程的结构设计也越发的复杂，因为简单的建筑结构难以满足人们越来越复杂的功能需求。但是功能的完善和扩充是在优化建筑结构设计上进行的，复杂的功能需求意味着建筑结构设计的难度也更大，相应需要完成的设计内容更多，根据设计完成的实际施工项目也更加的困难和复杂，投入的施工人员和完成的施工任务量也更多，这些多出来的施工内容无不意味着需要更多的施工成本投入，这也是建筑结构优化设计影响工程造价的主要因素之一。因此，施工单位为了在成本投入增加数额和建筑结构优化设计中寻找一个平衡点，通常会采用结构优化和成本控制相结合的方案来实现对建筑工程造价的控制与调节，这样既能够保证满足对建筑功能性的需求，同时还能维持较低的成本投入，对于施工单位而言能够获得更多的经济回报效益，经济性更强。

1．2抗震性能需求

建筑物的抗震性能是建筑结构设计的基础性指标任务，必须要在满足当前建筑抗震设计要求的基础上进行，科学合理的设计建筑内部的格局布置。结合当前地震对建筑物的危害实例来看，对称性较好、结构较为简单的建筑物抗震性能更强，建筑物的抗震性能并不与建筑结构的复杂性有所关联，反而是在简单的建筑结构中抗震举措能够发挥更大的效益，因此在进行建筑物的抗震设计时，一般都会采用更加简单化的建筑结构。需要注意的是，建筑立面不应当采用较大的缩进结构，或者是竖相抗侧力构建连续性不强的结构。这项抗震标准会直接影响到相应的工程造价费用的高低，根本原因是工程造价控制在简单且规则的建筑物施工中进展的更为顺利，对于结构复杂且规则性不强的建筑而言，存在实际施工花费超过工程成本预算的问题，因此说结构复杂且规则性不强的建筑的工程造价更加的难以控制。

1．3层数与高度

由于建筑建设施工本身要求的不同和地理环境的限制，建筑物的层数与高度存在多种区别，一般来说，我国根据建筑物的高度和层数的不同，将建筑物分为多层建筑、高层建筑以及超高层建筑三种类型，不同类型的建筑所要遵循的建筑设计与施工标准也有所差异，使得不同类型建筑结构设计的结果也不一致，因此造成最终的建筑工程造价也有所不同。如果碰到建筑高度设置趋于两个类型建筑物的临界点的情况，比如某建筑的实际层数、高度只是略微小于该类建筑建筑设计与施工标准的上限值，此时应当按照更高一级的建筑标准规范来进行该建筑的设计与施工，这就意味着会增加该建筑的成本造价，使得该建筑物的工程造价成本高于该类建筑内的其他建筑，因此在进行建筑层数和高度设定时，应当注意合理的控制层数与高数设计数值，避免出现这种趋于临界点的情况。

1．4平面结构形式

建筑的平面结构形式的选择会影响建筑物外墙的长度，而建筑物外墙的长度会直接影响到建筑工程造价，最主要的原因是因为不规则的平面结构在增加建筑墙体长度的基础上还会增加建筑结构施工的难度，使得建筑内部的管道、线路铺设以及材料使用等方面的成本支出费用增加，因此造成了建筑工程造价成本的增大。在不影响建筑面积的情况下，应当合理的进行建筑结构优化设计，并且进一步的简化建筑物的外形结构，实现对建筑工程成本造价的控制。

2优化建筑结构设计降低工程造价的举措

2．1科学的抗震设计

抗震设计是现代先进施工技术与理念相结合的产物，建筑的抗震设计的重点在于抗震载荷量的设定，同时抗震载荷量会直接影响到建筑结构优化设计和工程造价的结果，因此，科学的进行建筑物的抗震设计是优化建筑结构设计降低工程造价的重要举措之一。具体说来，科学的抗震设计应当将抵抗侧向力结构设计作为建筑物抗震设计中的重点环节，同时建筑物抗侧力结构的造价会随着建筑高度的增大而增加，这就意味着设计人员进行抗震设计时，不仅要考虑建筑物的抗震载荷量，同时还要考虑经济指标，既保证满足基本的建筑抗震要求，同时尽可能的减少经济成本揉入，比如房屋的结构体系、构建延伸性等都要综合考量，对于建筑物内涉及到的较为薄弱的环节也要计算的清楚、明白，确定最为合适的抗震设计标准，实现和保障抗震结构的设计既合理，又能在一定程度上节约建筑施工的成本投入。

2．2合理的结构形式

实现对建筑工程造价控制的最好方式之一就是确定和选择更加合理的建筑结构形式。目前，建筑结构中应用的最为先进和合理的建筑结构形式是框剪结构，该结构的灵活性和适应性较强，能够运用不同的、多种的形式来配合结构主体的功能性，进而实现更好的抗应力作用，进一步的提高和保障建筑的施工质量和稳定性。以民用建筑设计为例，在进行建筑物的抗震设计时，应当根据改建筑物所属的建筑类型，确定相应的高层建筑结构设计要求和施工标准，确保建筑物的剪力墙结构的抗震等级要高于短肢剪力墙的等级。同时根据实际施工状况，在进行平面布置时，适当的降低和减少短肢剪力墙的使用量，因为减少短肢剪力墙的使用量意味着在一定程度上减少了钢筋的使用数量，意味着节约了一定程度的施工成本，实现了对建筑工程造价的控制。需要主义的是，不同类型的建筑物具有不同的结构优化设计要求和施工标准，因此在选择建筑物的结构形式时，要结合该建筑物所属的设计要求和标准进行，更好的判断和选择建筑结构形式，在保障建筑安全需求的基础上，控制和适当的降低建筑造价成本。

2．3钢材使用比例降低

钢材是建筑工程施工中必不可少的主要原材料之一，特别是在建筑框架剪力墙结构当中，较大的钢材需求意味着较高的成本投入。目前，我国钢材市场上的价格一直处于一个波动状态，在进行建筑工程造价时，由于钢材价格的变动，使得工程造价的家国存在不准确或者有误的状况，也就是说，建筑工程造价直接受到建筑钢材需求量的影响。因此可以在保障建筑稳定性和质量的基础上，适当减少钢材的使用比例，通过减少钢材的使用比例强化对建筑工程造价的控制。同时，钢材使用率的下降意味着在钢材存储、运输等方面投入的费用支出也有一定程度的降低，因此建筑结构优化设计人员应当在符合设计标准和规范的基础上，采取合理的构造措施、设计荷载以及其概念设计等，使得整个建筑结构设计方案达到最优状态，实现对建筑工程造价更好的控制。

3总结

综上所述，建筑的功能和性能要求随着人们需求的增多产生了本质性的变化，因此在实际的建筑施工过程之中，不仅要保证建筑的施工质量，同时还要讲建筑的结构优化设计和工程造价进行有机的结构，充分考虑到结构设计的科学性和合理性，在保障建筑构件安全的基础上实现对建筑工程造价的控制。

参考文献

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1工程概况

本工程为某住宅小区内其中一幢高层商住楼，地下两层，地上二十四层，地上各层层高均为3.0m，房屋高度72.30m。其中地上1~3层住宅部分嵌套有两层商业裙房，裙房一层层高4.8m，二层层高4.2m，与主楼形成局部错层结构。主楼平面尺寸基本呈矩形，长68.2m，宽17.25m，局部有凹进部分。裙房位于高层主楼北侧及东侧，其中北侧部分宽度为12.60m，东侧部分宽度为20.40m。三层以上均为住宅。工程所在地抗震设防烈度为Ⅶ度（0.15g），设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅱ类场地。

2初选方案

根据建筑方案条件，由于底部两层商业裙房部分延伸进入主楼轮廓以内，为尽量保证商业空间的完整性，结构初步选定的方案为主楼与裙房连为一体，主楼采用剪力墙结构，裙房部分采用框架。由于存在局部错层，结构建模时地上1~3层按四个结构层输入，层高自下而上依次为3.0m、1.8m、1.2m、3.0m。通过使用中国建筑科学研究院PKPM工程部编制的结构分析程序《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》（V2.2版）进行结构分析初步试算，获得了这一方案的试算结果，并通过试算结果对这一方案的合理性进行了判定。

3方案评价

根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》第二条：（二）规则性超限工程：指房屋高度不超过规定，但建筑结构布置属于《建筑抗震设计规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）3.4.1条在高层建筑的一个独立结构单元内，结构平面形状宜简单、规则，质量、刚度和承载力分布宜均匀。不应采用严重不规则的平面布置。3.5.1条高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。通过对初步试算结果结合规范规定进行判定，该楼扭转位移比为1.33，平面凹凸尺寸与相应边长的比值为33.63%，由于局部错层形成的刚度突变，层高3.0m所在层与上一层层高1.8m的刚度比为68.77%，主楼质心与底部大底盘的质心偏心距为21.20%，均超过规范限值，初步试算结果存在“扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、刚度突变、塔楼偏置”共五项结构不规则项，属于规则性超限的高层建筑工程。通过对结果进行分析，各指标超出规范限值幅度均不大，通过对结构方案进行优化，有可能消除部分不规则项，提高结构的规则性，从而使结构方案趋于合理。

4方案优化

通过与建筑方案设计者进行协调，在主楼与裙房之间设置防震缝将主楼与裙房断开形成两个独立的结构单元，基本不影响其使用功能。而采用这一结构方案，可以消除“塔楼偏置”不规则项，故在方案优化过程中，笔者决定采用主楼与裙房之间设置防震缝的结构方案。接下来，笔者针对“扭转不规则”这一不规则项进行了优化试算。由于主楼为两个单元的塔式住宅拼成整体，长度方向较长，从而导致扭转位移比偏大，笔者试算时将其分成两个独立的塔式住宅单元，根据试算结果，分成两个塔式单元后扭转位移比有所减小，为1.25，但仍大于1.2，“扭转不规则”这一不规则项并未消除。究其原因，主要是该塔式住宅左右刚度不对称所致。所以此项优化措施并未达到消除不规则项的目的，最终确定仍采用两个塔式住宅单元拼成整体的方案。针对“凹凸不规则”不规则项，由于其平面凹凸尺寸与相应边长的比值为33.63%，接近规范规定的30%的限值，通过与建筑专业协商，在不影响其使用功能的前提下，在平面凹入最深的部位增设了结构板带，使其平面凹凸尺寸与相应边长的比值减小至29.54%，满足了规范限值要求，消除了这一结构不规则项。“楼板不连续”这一不规则项主要是由于主楼范围内商业与住宅形成局部错层所引起的，而各部分的建筑功能为方案设计阶段已经确定的内容，故此不规则项没有优化的余地。针对“刚度突变”不规则项，由于层高3.0m所在层与上一层层高1.8m的刚度比为68.77%，接近规范规定的70%的限值，通过加大层高3.0m所在层剪力墙厚度、在该层局部增设剪力墙等措施，使调整后该层与上一层的刚度比达到72.43%，满足了规范限值要求，消除了这一结构不规则项。

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Abstract: Combined with a practical engineering, the paper makes comparisons of structural design optimization in load, the characteristic value of foundation bearing capacity, foundation, concrete strength grade, shear wall; edge components, floor beams, floor those eight aspects with illustrating the ways and means of structural designers’ optimization work. Based on that, we can make more clear understanding of regulations and the essence, so as to turn flexible uses of the regulations.Key words: load; the characteristic value of foundation bearing capacity; foundation; concrete strength grade; shear wall; edge component; floor beam; optimization

1引言

目前我国房地产业得到了迅猛的发展，不少房地产开发商要求设计单位为其节省工程投资，有些甚至要求限额设计，要求钢筋用量不得超过多少等等。作为一名结构设计工作者，如何在激烈的市场竞争中立足，如何执行好国家各项设计规范，如何在保证结构安全的前提下使得结构设计经济合理，是值得我们思考的。本文以某实际工程的优化对比，示以结构设计师进行优化工作的途径和方法，使我们对规范的条文有清楚的认识，理解规范的精髓，然后灵活运用。

2工程概况

某工程2#、3#楼项目建设地点位于郑州市，地上建筑面积约2.5万平方米，地下建筑面积约0.13万平方米，由2栋地上18层主楼及两个独立的单层地下室组成。主楼地上部分为住宅（局部两层为沿街商铺），建筑高度约为54.2m，采用全部落地的现浇钢筋混凝土剪力墙结构，主楼采用天然地基，平板式筏型基础。地下室为设备用房和储藏室，地下室层高为5.0m，地下室顶板顶绝对标高为159.700m。

本工程2#、3#楼基本相同，以3#楼为例，从以下几个方面进行结构优化。

3关于3#楼荷载取值

原设计：

按建筑专业图纸，标准层楼面做法主要为 楼1（面砖楼面）、楼2（水泥砂浆楼面）、楼4。按原设计结构计算书，原设计楼地面做法附加荷载取值偏大。以楼2为例，原设计附加荷载取值为1.5kN/m2，按建筑专业建筑构造做法表进行核算，附加荷载取值为1.1kN/m2即可。原设计混凝土容重取28 kN/m3，偏大。

建议做法：

按照建筑专业建筑构造做法表复核做法自重，按照建筑构造做法表复核的楼面主要附加荷载列举如下：

1）楼2：水泥砂浆楼面，用于客厅、卧室、餐厅等，附加荷载为1.1kN/m2，厚度为50mm，做法重量统计如下：

2）楼1：面砖楼面，用于合用前室及公共走廊等，附加荷载为1.1kN/m2。该楼面做法重量统计如下：

3）楼4：用于厨房，附加荷载为1.0kN/m2，厚度为50mm，做法重量统计如下：

4）整体计算时，混凝土容重取26 kN/m3。

4关于修正后的地基承载力特征值

原设计：

根据原设计提供的计算书，修正后的地基承载力特征值为280kPa，取值过小导致基础面积过大，不经济。

建议做法：

根据地勘报告，持力层为粉土③层，地基承载力特征值为190kPa，基础底标高-6.25-0.9=7.15m，室内外高差0.15m，自然地面绝对标高按156.71m考虑，修正后的地基承载力特征值： fa=190+0.3*20*（6-3）+1.5*20*（4.86-0.5）=339kPa按以上地基承载力核算基础面积，原设计基础面积为920m2，调整后为为732m2，基础面积可大幅减小，经济性好。

5关于基础板厚及配筋

原设计：

1)根据原设计提供的纸质计算书，基础厚度计算时为950mm，施工图上为900mm，存在安全隐患。

2)原设计筏板基础挑出主体墙边1.6~2.9米，出挑距离过长，既对控制不均匀沉降不利，又造成混凝土及钢筋的用量过大，经济性差。

3)由于筏板基础出挑过多造成大部分柱的基础与筏板相交，厚度为600mm，上部配筋同筏板，不经济。

4)独立柱基DJP1平面尺寸为2400*2400mm，厚度为300/300mm，配筋为双向14@160，混凝土及钢筋用量均偏大，不经济。

建议做法

1) 建议设计进行核对。

2) 根据本建议书调整上部布置及荷载后进行计算，修正后的地基承载力特征值按339kpa考虑，筏板基础挑出主体墙边0.5米即可，经济性好。

3) 减小筏板出挑尺寸及独立柱基的尺寸后，两种基础不会相碰。

4) 独立柱基可调整为2100*2100mm（厚度250/150mm，配筋为双向10@170）；1900*2300mm（厚度300/200mm，配筋为10@170，12@200）；1600*1600mm（厚度300mm，配筋为双向10@170）；1800*1800mm（厚度300mm，配筋为双向12@200）；1500*1500mm（厚度300mm，配筋为双向10@170）。

筏板基础优化前后材料用量对比

对比项 优化前 优化后 节省量 节省百分比

总钢筋用量（t） 60.7 40.3 18.4 33.6%

总混凝土用量（m3） 828 658 170 20.5%

6关于3#楼混凝土强度等级

原设计：

按原设计剪力墙平法施工图，基础顶~3 层的剪力墙混凝土强度等级为C35，4层级以上为C30。混凝土强度过低，底部加强区的剪力墙轴压比偏大，约束边缘构件数量偏多，不经济。

建议做法：

建议基础顶~2层的剪力墙混凝土强度等级为C40，3层为C35，4层级以上为C30。混凝土强度等级调整后，可降低剪力墙的轴压比，当剪力墙轴压比小于0.3时，可不设置约束边缘构件，设置构造边缘构件即可；当轴压比在0.3~0.4之间时，可降低约束边缘构件的体积配箍率，经济性好。

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基于钢筋砼结构建筑的自身特点，其工程的设计阶段就应当对于其工程造价进行整体的设计与评估，从源头上进行其造价的全面控制。进而对其工程结构进行优化，定量分析其结构优化的具体方案。本文就针对工程造价控制的钢筋砼建筑结构优化设计进行讨论。

1工程建设钢筋砼结构设计与造价问题

工程造价控制一直以来都是一项贯穿于工程建设的全过程的一项重要工作。整体上看，我国在工程造价控制方面一直以来都是将侧重点放在对于项目的实施过程中的设计控制。这么做导致的结果是建筑单位对工程造价控制能力不足，效果不明显。而工程建筑的每个阶段对于投资的影响是不一样的。工程设计阶段对于整个工程建筑的造价影响表现最为突出。其中，技术设计又是影响整个工程设计的关键环节。因此，可以说工程造价控制的重点应当是工程设计中的技术设计阶段。钢筋砼结构建筑作为一项重要的工程建筑方式，其在结构设计与工程造价问题上有几点表现：

1.1目前，针对于建筑结构设计的技术人员往往在进行工程结构设计时，忽略对于设计理念的整体把握，只能看到细节，无法准确把握其结构方案的整体性特征，没有能够从概念设计的角度出发，使设计模式化、僵硬化。另外，就是在相关设计人员的设计理念落后，缺乏创新精神与学习的能力，使设计从结构上缺少对于建筑理念的多角度融合，过分看重结构设计的安全度，使得设计上形成一种设计概念模糊不清的特征。这种设计上的模糊不清，往往使一些技术环节在工程建筑中很难把握其尺度，形成工程造价的偏高。

1.2 一些设计人员在进行工程设计的过程中，片面的强调安全性能的提高，缺少对于从经济上面的考虑，对于工程造价控制制造了难题。

1.3 出现在设计部门与业主之间的关系问题上，往往一些业主对于设计部门的要求过高，在很短的时间内进行工程设计，而忽略了设计部门无法在短时间内对于工程设计进行优化设计。在两者的矛盾之间，往往会造成顾此失彼的现象发生。另外，就是设计部门在进行优化设计的过程中表现出来的积极性不高，其主要原因是优化设计基本上成为了对设计单位的附加条件，并没有因为优化设计而额外对设计部门给以时间上和经济上的额外费用。因此，也就形成了设计部门缺少优化设计的热情。

2钢筋砼结构建筑主体结构优化设计

为使工程造价控制更为有效，在进行初步设计阶段中，应当着力于对于建筑结构的形式的选择。往往工程结构形式的选择会很大程度上影响到工程造价。因此，在既能满足建筑的功能需要的前提下，确定更为科学、合理的建筑结构形式。在选择结构形式的时候要遵循一定的标准。

2.1 在进行建筑主体结构形式的选择上，首先应当从工程结构的建筑功能上有一定的要求。其结构形式一定是能够满足建筑功能需求的。在此基础上其建筑材料上要能发挥其性能与效果。另外，就是根据建筑物的主体的高度级别进行因地制宜的选择。再者，从建筑物的抗震能力上要对结构形式有一定的要求，安全性能应该作为作重要的考察范围。同时，还有其他一些构成建筑施工的一般性要素也应当进行综合的比较，选择较为合理的结构体系。

2.2从整体考量设计结构同时要具有标志性的参照，高层建筑的宽高比往往是对于建筑物的综合性能与经济合理性的外在表现。通常能够达到其标准的设计结构更为合理。

2.3 在进行结构形式的选择过程中，应当将建筑师的意见作为重要的参考，尽量避免在工程施工中设置各类的结构缝。如必须增加这种结构的时候，也应该以现行的规范进行合理增设。从而能使其建筑要求达到标准。

2.4在满足了建筑功能条件下应当从其内部结构上对于结构形式进行选择。使其构成一个空间结构整体。从这个角度上来讲，实现建筑功能是一个立体空间问题。

2.5 更加科学的设计建筑物的抵抗水平力的建筑设计构成，使结构抗侧力的合力中心尽量与水平力合力作用的投影重合或接近。

3工程建设钢筋砼结构地基基础优化设计

对于整个建筑结构中对于基础以及地下室部分的设计也是占有极大比重的。对于这部分的工程造价控制应当将重难点放在对于地基的设计上。究其原因，主要是地基基础虽然在形式上基本一致，可是由于地质条件有差异，往往造成地基基础的建设出现千差万别的状况。因此在进行建筑结构优化设计中将地基基础以及地下室的优化设计作为造价控制的重要侧面。

4工程建设钢筋砼楼层结构优化设计

从设计上对于楼层结构的要求应当考虑几个方面的因素，在问题的着重性上主要考虑梁板的受力是否会影响到建筑结构整体。在传力的过程中，是否能实现直接受力。另外，就是从其使用的功能角度上分析，是否可用，和楼层结构的钢使用量的问题。工程设计中的公用建筑设计，基本上都是采用双向开间的形式，使用井字或者是十字次梁，这种结构的主次梁在受力方面上，其截面往往可以受力均匀。使其顶部的压力较小，对于公用建筑进行活动装饰更加有利。另外一种情况，出现公用结构的建筑涉及到了这种双向开间的结构部统一，需要对于主次梁之间的截面高度进行调整，使功能与外观更加合理和美观。

目前，建筑工程设计中对于住宅建筑的板厚要求基本上在10厘米以内，有的板跨小，钢筋强度大，反而不利于板的受重力的伸展，还会增加用钢量，传力途径也无法形成直接受力，还会使受力不合理。所以，在进行板厚的设计上以及板跨上应当尽量将其跨度增大，尽量少的设置次梁，从而实现工程造价控制的结构优化。

5施工图设计优化

在进行对于建筑工程进行结构设计之前，行之有效的结构分析是实现优化设计的必然要求。以结构分析为依据，对于结构设计过程中出现的局限性等问题加以补充与校正，使得结构设计更加准确。由于建筑物被赋予越来越多的功能，其结构也就呈现出越来越复杂的特点，在此基础上对于设计结构的准确性要求也就越来越严格。原本的技术软件在无法满足新的需求的时候，采用更为合理的相关软件模型就显得尤为重要。

6标准化设计的工程造价控制

为了在标准化设计上与传统的设计开发理念相区分开。因此，在进行标准化的设计方面，应当从设计的多元性与长期性上着手，对于设计方案进行优化，使其设计的理念能达到既能满足对于标准化设计的要求又能实现多元设计理念。

7结语

工程结构优化设计不仅仅是节约投资成本，更是一项经济发展可持续性战略的表现形式。同时，在设计优化结构中，也是实现节约能源实施环境保护的过程。因此，在进行工程建设结构优化设计的过程中，始终将对于建筑安全、抗震、经济效益、可持续发展等因素进行综合考量，才能达到预期的设计效果。

参考文献：

[1]张炳华等.土建结构优化设计[M].同济大学出版社.2008

[2]蔡新，郭兴文，张旭明.工程结构优化设计[M].中国水利水电出版社.2003

[3]全国民用建筑工程设计技术措施（2009）[M].中国计划出版社.2009

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有限元分析又称有限单元法，是一种解决场问题一系列偏微分方程的数学方法，被广泛用于解决结构强度、刚度、振动、传热、屈曲问题，在工程机械钢结构设计领域。美国福特过程在上世纪70年代，便应用有NASTRAN软件，对车底架进行静态分析，找出高应力区，进行设计改进。日本五十菱汽车在80年代末将有限元广泛应用于汽车设计的各个阶段。对于结构的优化，其最终目的在于解决钢结构安全性与经济性之间的平衡问题，传统的设计方法采用预先的概念设计，重复进行结构分析、设计演化、构件尺寸调整，工作量大，往往无法进行科学的计算，有限元法对钢结构优化设计，可对结构外部荷载进行预测计算，如结构响应不满足要求，或为了更理想的设计，可进行改进设计。

2 工程机械钢结构静力学分析

2.1有限元法典型分析步骤

有限分析的主要步骤为结构离散化、选择位移插值函数、分析单元力学特性、计算等效节点载荷、整体分析、应用位移边界条件、求解结构平衡方程、计算单元应力。机械工程结构复杂，构件非常多，结构离散化将其分为有限个单元体，并设置节点，将节点连接起来，成为集合体，便代表整个机械结构（被设计结构）的整体设计目标。大型工程机械整体结构基本成熟，现有的结构设计基本上是对原有结构中的某个局部进行优化改进或替代设计。钢结构是连续的弹塑性体，故为了逼近连续的弹塑性统，需据计算精度、计算机性能，选择合适的单元数目、基本设计结构，以确定较优的网络划分方案。位移插值函数表现节点唯一中任一点位移、应变、应力，即位移函数。能源力学特性，一般采用弹性力学几何方程，采用节点位移表示单元应变。钢结构连续弹性经离散化后，考虑到力是从单元公共边界传递到另一个单元的，便需要将单元上的集中力、体积力以及作用在单元边界的表面力，移植到节点上，形成等效节点载荷。再次，进行整体分析，结合所有单元的刚度方程，建立结构平衡方程，形成总体刚度矩阵。再次，设计位移边界条件，求解结构方程，计算单元应力，最终求得整体应力。

2.2 有限元法参数化分析技术

有限元的参数化分析是对结构参模型进行简化的一种方法，通过描述结构的尺寸特征，实现可变参数的有限元分析，目前普遍采用有限元分析软件进行参数化分析。第一步：①利用参数化实现，根据钢结构的结构抽象描述特征参数，在不影响精度情况下进行简化；②利用软件提供的编程软件，建立参数化有限元分析流程；③根据设计要求，将参数赋予特征值，进行有限元计算分析。第二步是参数化分析的核心，以变量形式定义特征参数，定义分析类型与过程，定义分析结构的提取与处理。以双梁式起重机主梁为例，其参数主要包括主梁长、主梁宽、主梁高、主梁端高，上面板宽、尺寸，下面板宽、隔板高、腹板厚、上面板厚、下面板厚、隔板厚、隔板位置等，分别设置为A1-n，单位为mm。采用Solid Works SDA API程序，添加SldWorks 2014 Type Library、SldWorks 2014 Constant type library模块，进行相应的设计页面，设置参数，进行计算[1]。

3 工程机械钢结构动力学分析

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引言

随着我国建筑行业的迅速发展，建筑工程的生产和建设成本支出也在不断加大，相关的建筑企业只有不断创新建筑结构、优化建筑结构工程设计才能在建筑行业的竞争中利于不败之地，优化建筑结构工程设计对于建筑行业的长远发展具有重要的意义。当前中国经济发展人民生活水平有了很大提高，自然对于建筑工程有了更高的要求，特别是居住建筑、办公建筑等与人民生活工作息息相关的建筑。传统式的建筑结构设计已经逐渐适应不了当今时代的发展要求，无法满足人们对于建筑结构工程的期待。对建筑结构工程设计进行优化是建筑行业发展形式所趋，优化建筑结构工程能够有效降低建筑工程的成本造价，保证建筑的经济效应，同时还能够增强建筑结构的安全性。

一、优化建筑结构工程设计的内容

1、建筑物结构周期折减系数。对于建筑物结构的总体设计中，计算周期往往会较之实际周期要更长。由于施工的时候建筑墙体会存有填充性质，因而在很多时候建筑结构在实际表现上的建筑刚度会大于设计的效果，而如果对建筑物结构剪力计算较小的话，这样会降低建筑物结构的安全性能，这时候要通过对建筑物结构进行周期性折减计算。

2、建筑物结构耐久性设计的优化。在很多建筑材料使用时都会用到混凝土，但是在混凝土结构的设计中往往会缺乏对建筑物做耐久性设计，因而建筑物使用寿命达不到预期年限。因而建筑物的功能和技术要最优先得到保证，不能单纯追求经济效应，要对建筑物的耐久性进行优化设计，让建筑物结构功能得到最大程度体现。

二、优化建筑结构工程设计的方式

建筑结构设计主要依靠建筑设计的要求，通过科学的设计理念和合理的理念方法，进而选择适合的建筑结构形式和构筑条件，需要对结构和构筑受力的充分把握，根据设计的经验和前期规划对建筑结构工程进行优化设计。

1、对建筑结构抗震设计的优化。在建筑结构工程设计上多设置几道抗震的防护层。让每一个抗震结构体系都有完整的抗震整体性能，由具有延展性能良好的结构构件完成协同组合工作。由于自然灾害特别是地震发生的难预测性，对于建筑结构的抗震性要求则会更高。地震在很多时候还会伴随有余震的发生，抗震结构体系应该有意识地建立和分布在内外部的冗余部位，保证有耗能的构建有较高的延展性和刚性，这样建筑结构的设计能有效吸收和分散地震能量，从而提高建筑物抗震性能。

在对建筑结构构成要素的时候要注意强弱关系的影响，避免需要大强承载力的部位使用小件而造成的不平衡，在建筑设计中要注意性能配件的使用。同时，对于建筑工程设计中要根据实际需要和具体实际条件，有针对性地对结构整体和结构关键的部分要作为性能优化设计的目标进行建筑结构工程设计的优化。

2、对建筑结构静力分析方法的优化。建筑结构的方法包含有很多种，一般而言建筑结构的出现变形和建筑结构内力可以使用弹性方法，柱子和连梁的构建要充分考虑塑形的变形，结构计算模型要根据现实操作条件确定，模型分析要准确反映出建筑结构构件的真实受力情况。建筑结构的状况分析，要选用平面结构的协同、空间的杆系、空间的墙板等计算模型进行建筑物构造的整体进行运算，特别注意不符合杆系特点的构件进行辅助分析。

3、对建筑结构平面的优化。建筑结构外在变现形式会有不规则的出现，这会影响建筑结构的扭转，在建筑结构设计上没有做到刚心、重心和质心的同在一处，这样在产生振动的情况下会产生钢结构的扭转振动效应。因而，在对建筑结构工程进行优化设计的时候要尽量使得受力作用在同一建筑平面上能够平衡均匀分布，减轻建筑结构带来的扭转振动效应。对于平面设计尽量形式简单，使得不规则程度能够得到合理范围的控制。

第四、对建筑结构的材料使用优化。建筑材料是建筑物构建的最基本的要素，因而在对建筑物构造进行设计优化的过程当中，要尽量选取合适的材料，增强建筑物的观赏性，同时提高在使用建筑架构材料的使用效率，降低建筑结构的能源消耗，促进建筑物构造设计的生态环保。对建筑材料的节约和有效使用，根据建设的实际条件和要求，进一步降低建筑物的建设生产成本，提高建筑物结构构建的经济效应。

三、结语

随着我国建筑行业的迅速发展，建筑工程的生产和建设成本支出也在不断加大，相关的建筑企业只有不断创新建筑结构、优化建筑结构工程设计才能在建筑行业的竞争中利于不败之地，优化建筑结构工程设计对于建筑行业的长远发展具有重要的意义。综上所述，建筑结构的优化离不开整体全面的规划，不断提高建筑结构的使用价值，对建筑结构进行功能多样性改造，追求建筑结构的整体效益，提升建筑工程的实效性，更好地满足人们对于建筑结构的要求。

参考文献

[1]张松青. 关于建筑结构设计优化方案的分析研究[J]. 城市建筑，2014，04：55.

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中图分类号：E271文献标识码： A

一、结构优化设计技术的现实意义

建筑结构设计优化技术在结构设计中的应用，可以达到“物美价廉”的效果，不但实现了的美观、实用，而且在节省造价方面也有突出的效果。与传统结构设计相比，采用设计优化方法则可以使建筑工程造价降低6%～35%。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。同时它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、经济和安全”目标的有效途径。建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。结构的优化设计不仅是对质量安全的保障，还是项目效益的关键点。譬如的容积率方面的结构设计，由于容积率是项目建筑面积和占地面积的比值，而占地面积通常是固定不变的，因此层高和栋距成为容积率的决定因素，通过增加层高和缩小栋距，建筑面积将越大，所带来的经济效益可能就越大，但容积率的提高必须掌握在一定的程度内，否则将带来居住舒适程度下降的弊端，也会增大对地基承载力的要求，影响的安全使用。由此可见，结构设计必须进行优化，在技术可行性前提下通过设计内容优化，协调好各部份的功能实现，并最大限度节约造价成本支出，使得建筑达到经济、适用、安全等综合要求。

二、结构设计优化技术在建筑工程结构中的应用

1、优化设计规范在对建筑工程进行结构优化设计的过程中，设计人员严格遵循了相应的结构设计规范，不仅充分了解了结构设计规范中的相关条例，而且结合结构设计的实际情况，对结构优化设计的方案进行了合理应用。同时，针对结构设计规范中存在的不足，如安全性较差、要求过于宽松等，设计人员结合实际情况进行了适当的取舍，从而切实保证了设计成果的最优化。

2、直觉优化（概念设计优化）。技术与建筑结构设计对于同一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是唯一的：建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择。

3、概念设计处理的实际。建筑设计问题该项设计要分析的内容非常多。人们都是希望能够借助于该项设计，确保结构在各项力的干扰之下不受到影响，或是把这种影响降到最小。因此，分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。

4、整体优化和局部优化。任一项目建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来，其一般包含建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等，每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行建筑设计时，设计人员应对各个下属系统进行优化，将各个布局间的横向关联冲破，叠加工程；以复杂性看来，其一般包含建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以，对于任一建筑来讲，就应从整体进行优化，方可真正实现设计优化。

5、结构同建筑的协调优化。在进行设计时，应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密，从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时，应同房建平面的功能需求相一致，每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁，墙与柱不可以出现错位情况，每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时，其应力集中或受力方向较多的转角区域，承重构件应尽可能选取高强建材，从而降低自重，而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠，预防出现扭转情况。

6、桩基础优化。桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制，并且操作复杂，时间较长。所以，如果在沉降符合相关标准的基础上，应利用预制桩进行施工。另外，因为在普通状况下，伴随着桩基的不断深入，土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大，所以，应尽量选取长度较大的预制桩。

7、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。侧重点就是关于质量，比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素，同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握，在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级,基本雪压和基本风压,地面粗糙度等等一些基本建筑结构的类型需要，如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位，地基液化，湿陷及其他不良地质作用，地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等，是在建筑结构设计中要考虑的要素。

结束语

建筑结构的造价在建筑工程中占有较大的比例，结构设计优化技术的应用可以产生可观的经济效益。建筑设计部门和设计人员应严格遵守“经济、适用、合理”的设计原则，精心设计，应用现代化科技手段，选择合理的建筑结构设计方案，实现降低建筑工程造价并取得最大经济效益的目的。通过使用优化设计手段，达到这几个方面的最佳结合，符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求，也符合市场可持续发展的需求。

参考文献

[1]范国兴.建筑结构设计优化方法在结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报,2014,08:23-25.

[2]许宗雨.探析结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].江西建材,2014,16:36-37.

篇9

中图分类号：TU2文献标识码： A

改革开放以来的经济背景下，我国建筑行业迅猛发展，但是随着建筑需求与发展膨胀现象的出现，为了追求建筑设计的速度和效益，在对其结构设计上偏重新奇和保守，浪费现象严重。为了克服这种情况，对建筑结构设计的成本控制随之而生.其中设计优化是现阶段建筑设计领域中被普遍认识和应用的成本控制手段，在增加建筑使用的舒适性、提高建筑结构的空间使用效率方面取得了一定的成果。

一、建筑结构设计优化和建筑成本管理分析

设计优化的主要目的是在合理的范围内，使设计出来的建筑物结构最合理、性能最好质量最高并且成本最低，同时也具有较短的设计时间和较强的市场竞争能力。在建筑结构设计优化中，首先是选取设计变量，包括结构的形状参数例如柱距、层高等，还包括使用的材料以及杆件的截面尺寸、建筑结构的体积、重量、刚度、承载能力、建筑造价等，这些是判别建筑结构方案好坏的标准；还有就是优化设计的约束条件的设立。设立的约束条件要符合设计的标准和工程惯例上的要求，包括钢筋混凝土梁的最小或者最大的配筋率、梁的最小宽度等即有关设计标准等的有关规定和要求的数值，还包括确保建筑结构正常工作的刚度、强度、自振频率及强度的限制等。

建筑主体就是建筑结构，土石方、地基的处理、建筑的维护和装饰施工、建筑中各种设备的安装及建筑结构等几个部分所需费用都是建筑成本的主要组成部分，其中建筑结构设计作为工程建筑的灵魂，是控制确定建筑成本的主要方面.所以在建筑建设的程序中应该尽早的对建筑成本进行科学合理的控制和优化，而建筑设计与建筑成本信息的整合是成本管理的核心内容.

二、项目实例分析

本项目是地下车库的结构设计与施工。对项目的投资贯穿整个建设过程，在建设项目的各个阶段对工程投资的影响不同，这些阶段主要包括项目设计准备阶段、项目初步设计阶段、施工图设计阶段和施工阶段。在本文中主要分析的是施工图设计阶段和施工阶段对项目投资的影响。

2.1 地下车库结构优化分析

地下车库大致可分为半地下停车库和地下停车库。对底下车库结构设计的优化主要采取平面优化、竖向优化、防火分区优化三种方法来实现。

车库的停车方式的排列应该紧凑、车辆出入迅速安全、与柱网协调，并能够满足一次进出停车位的要求。停车方式有斜列式、平行式、垂直式。地下车库的设计主要是以车型为主体进行设计。以小型车垂直式停车后退为例，要考虑到小型车的长宽高、车库的纵向柱距、车或墙的安全距离、垂直式停车后退通道的最合适距离，综合这些因素设计出最佳的直线单行车道两边停车时需要的最需小尺寸，最后得到直线单行车道两边停车的基本单元纵向尺寸，在此基础上就基本形成了车库纵向单向车道柱网尺寸。以上就是设计人员在对车库进行平面优化时需要考虑到的问题。竖向优化是在平面优化所提到的因素的基础上，需要考虑到车库内水、电、暖通等设备的安装间距。主要是通风管道的高度，因为层高的优化对开挖土方及层高降低带来的经济效益有着直接的影响。同时，在车道距离相对减少、直线坡道没减少1米的情况下，也会带来可观的经济效益。

在车库的整体防火规范中，防火分区对设备的专业设计有着直接的影响。地下车库设备专业设计中主要是暖通专业对建筑面积的有较强需求。在地下车库的每个防火区域中应该设置两个防烟系统，同时在设计时要避免排烟机房、排烟设备、疏散楼梯设置等的重复浪费，使其达到最佳的利用价值。

2.2 地下车库的施工分析

本实例中图纸的设计要求是轴与轴间隔是七米多，要求在半地下车库施工过程中，梁在绑扎中使用的钢筋都是12米长。如果采用钢筋绑扎方法会出现很多问题。

①板内受力钢筋距离梁或墙过远。现行规范的要求是只要是具有放水要求的建筑，都需要采用现浇楼板。如果图纸设计是要求采用Φ10@150的受力筋但是施工人员在距离墙或梁的150m处绑扎第一道楼板受力筋，就少放置了一根10钢筋，不符合规范要求。②梁中箍筋在支座部位离开支座距离过大或者主次梁钢筋位置颠倒。③对钢筋搭接的长度重视不够。在实际施工中，钢筋的下料长度是设计要求确定的。稍有疏忽就会出现上端搭接不足、上端搭接长，造成质量隐患。在绑扎双层钢筋网的基础底板时，会出现底板暗梁钢箍高度太低，达不到设计的要求，主要是由钢筋的加工或者翻样引起的。在钢筋绑扎时如果钢筋的位置不正确，会埋下很大的安全隐患。同时钢筋绑扎方法会浪费很多钢筋头，造成钢筋材料的浪费。同时在很多需要加密的区域采用绑扎方法也会造成钢筋头的浪费，所以为了克服由于钢筋绑扎所造成的问题，本项目中对梁钢筋采用丝扣连接方法和电压压力焊方法。

本文中采用的丝扣连接中的钢筋滚轧直螺纹连接。采用这种连接方式对钢筋进行操作时，只要扭到位置即可，不要求控制扭矩。这对施工管理来说，大大降低了施工难度，同时也提高了施工的速度。在螺纹齿与齿之间的间隙和钢筋对接处对头的缝隙处填满结构胶接可以避免由于某种原因造成的螺纹机械连接微松动的问题。因为结构胶不但防潮传力均匀，也可以解决母材精轧螺纹钢筋接头轻微摇晃的问题。同时安装时要在套筒和钢筋的丝扣部位涂防潮、耐高温的涂料和结构胶，可以避免螺纹套筒和钢筋连接处的锈蚀问题。主要优点体现：施工效率。滚轧直螺纹连接的施工工艺少，在施工是只需要在加工棚进行丝头加工，成型之后在施工现场安装即可，施工速度快，连接操作方便，在操作时也只需用工具将其拧紧，无需用电、火、气等；经济效益：滚轧直螺纹钢筋连接技术能够确保连接接头的质量，与同等级的钢筋连接方法比较，更节省连接用的钢材，提高工程质量的同时缩短能够缩短工期降低能源消耗、减少设备投资、保护环境，也就降低了施工成本，具有较明显的社会和经济效益。

电渣压力焊也是本项目中采用的对钢筋处理的方法。在钢筋电渣压力焊过程中的每个环节都很重要。首先要清理干净焊接接头，钢筋安装之后不能晃动，掌握好电弧过程时间。控制温度也很重要，如果施工环境温度在-20度以下，就不宜进行焊接。总之，在使用这种技术时要做好焊接质量的控制，满足相关规范的要求，就能够节约钢筋用料，节约成本，取得较好的经济效益。

结论

本文是在建筑设计发展迅速的环境下进行分析的，具有很强的现实意义，能够为建筑结构项目建设前期的投资估算提供可靠的参考，并能帮助建筑项目设计单位和业主设定设计限额，同时根据建筑工艺、市场定额设定相关设计参数，实现在结构设计过程中的设计成本优化和控制，提升对项目结构设计成本的管理。

参考文献

[1] 李永生. 设计成本优化在整个企业成本优化中的作用探讨[J]. 经营管理者. 2012(17)

[2] 陆海燕. 基于遗传算法和准则法的高层建筑结构优化设计研究[D]. 大连理工大学. 2009

[3] 张晓杰，王巍巍，辛崇东. 钢筋混凝土构件选筋结果的模糊评价和智能控制方法[J]. 四川建筑科学研究. 2005(01)

篇10

中图分类号：TU198文献标识码： A

引言：

工程造价与建筑结构设计息息相关，建筑结构设计的安全与合理是工程建设进行的前提，而工程建设的造价控制及效益价评估值则是工程建设顺利进行的基本保证。另一方面，优化建筑结构能有效的降低造价成本，从这一方面来讲，优化建筑结构与工程造价控制二者又是相辅相成的。

一、结构经济优化设计的目的

结构造价优化设计的目的就是在保证结构安全的前提下，通过设计人员自身的概念、经验、悟性、判断力和创造力对结构方案进行优化，以控制工程造价，满足投资方的经济要求，或在造价基本不变的情况上，增加建筑物的使用面积、改善建筑物结构的使用功能等。确切地说，结构的经济优化设计绝不是简单的用降低结构的安全度来换取经济效益，也不仅仅是对由于设计人员的相对保守而做出的修改。真正的优化设计在节省了工程费用的同时，不仅没有降低原设计的安全度水平，反而由于结构方案趋于合理，使之更为可靠。

二、造价控制的结构优化设计概述

1、结构设计优化概述

结构优化设计理论主要由两条支脉，一是准则法设计理论，二是数学规划法设计理论。这两种理论均备有优缺点，因此在发展中，逐步通过取长补短而形成了基于逼近概念的结构化设计方法。具体到实际项目当中，一方面在设计中应结合建筑项目所要实现的功能，另一方面则应严格控制工程的造价。

2、概念优化设计概述

概念优化设计，是在信息技术的辅助下，通过设计者对项目设计的全程，对其中所有的结构问题进行方案的设定，从而得到经济适用的设计方案。下面对一些典型的概念设计进行简述。

(1)基于概念设计的工程地基设计

因为地下情况往往难以直观判定，所以地基土难以用具体的模型进行描述。在对其进行概念优化设计时，通常把地基基础视为多个互相独立的对象进行分析，同时密切测量和计算沉降变形等关键数据，最终得出地基基础的方案。该方案往往会受到地面部分建筑工程的影响，因此应引入不同的算法分析和比较，从而得出最理想的方案。

(2)基于概念设计的构件截面设计

传统的构件截面关注的是计算正截面、斜截面的配筋等。基于概念设计的构件截面设计则引入了安全的理念，包括强柱弱梁、强剪弱弯等思想。虽然这些设计流程已经有了相对成熟的公式，但是以往的人工操作仍然难以避免遗漏或者失误。在信息技术的协助下，可以通过专业的建筑设计软件详细分析和计算建筑项目的结构内力，并自动生成平面图，有利于造价控制。

(3)基于概念设计的构造措施设计

在构造措施的设计方面，大量事实说明，如果仅限于在理论上对构造措施进行计算和分析，是难以全面反映项目设计全部细节的，并且有着项目的局部在钋力作用下遭到破坏的风险。因此，必须结合实际，以抗震的构造来增强建筑物的安全性。基于概念设计的构造措施设计则引入了比传统模式更加丰富的内容，同时兼顾设计方案的安全性与经济性，并实现设计的优化，进行良好的造价控制。

三、造价控制的结构设计实施

在详细分析了工程结构优化设计理念的基础上，下面结合投资控制机制与技术经济方法，阐述具体的造价控制理念。

1、优化现有的设计管理机制

构建科学适当的设计管理机制，是对工程结构设计阶段实现造价控制的基础。其前提便是指定工程造价的具体责任人，通过引入工程项目的法人制，进行结构设计管理。项目法人责任制能够充分发挥责任人主体的监督与约束作用，从未严格控制投资风险，降低不必要的造价。项目业主在设置项目的专门管理与责任机构的基础上，也应建议项目的具体设计单位同样理顺自身的设计管理体系和造价管理体系，对自身项目经理的资质进行审核，并使其全面担负起工程质量与造价的责任。可以将一个工程的结构设计看做一个项目的子项，严格控制其缓解与流程，以项目管理的高度，优化设计管理体制，达到控制造价的目标。

2、充分引入项目招投标机制

当前的建设市场，对设计者的指定可以通过公开招标，邀请招栎和委托设计等方式来实现。以上的几种方式有着备自的特点与优势，也存在着备自的缺陷。而项目的业主在进行方式选择时，应结合项目的实际需要进行具体招标方式的确定。在选择的时候，应考虑到项目本身的安全性与造价，并督促设计者能够全面考虑工程的技术效果与经济效果，实现造价的优化。同时，在设计费用的确定方面，一方面应该考虑到工程成本，另一方面则应以合理的利润率来促进设计方的积极性和主观能动性，并鼓励其以技术经济的计算方法，在提出合格设计方案的同时，控制工程的造价。

在确定工程项目设计方时，同样应通过设计招标的方法，使设计单位公平竞争，并对其提交的具体方案综合比较，择优选择。首先，设计投标方希望在竞标中性出，则会提交造价合理并具备自身独创性优势的方案，使其设计质量得到保证。其次，招标方可以在此期间聘请经验丰富的专家对备个设计方的资质和方案进行综合的对比分析，从而择优选择最佳方案和设计单位。在设计项目的招投标过程中，应将对于造价的控制放在显著位置，防止由于对其他技术细节过于关注而忽略了造价要求。

3、以设计质量确定设计收费

当前，我国建筑市场上，为设计方确定收费额度的方式往往与工程造价密切相关，这样做法的弊瑞便是：工程造价升高会带来设计方的收益增加，因此难以激励设计方从成本的角度考虑自己的设计方案，对工程造价的控制带来了阻碍。假若能够促使工程设计单位在一个额度的限定范畴之内，通过科学客观的造价控制理论，在技术经济分析的基础上以合理的方案和先进的工艺实现设计方案，则工程业主一方应对其进行奖励，反之则应进行处罚。这种方法同样被证明能够很好地控制造价，通过经济杠杆，充分调动设计方的积极性，在推动设计方案进步的同时，也很好地实现了造价控制。

4、对专业造价人员进行责任制考核

工程项目的造价目标确定以后，就应为该项目成立完善的管理体系与组织结构，在组织中制定专门的负责人对造价控制进行规划和负责。在技术控制方面，应对备个阶段的设计方案进行监督与审核，对成本控制进行探讨。在组织方面，应引入一批激动地技术又具备管理经验的合格人员，提升其业务素质与责任心。作为项目的设计方，应结合项目的实际情况推行与造价相关的责任制，为造价控制备方面分别制定责任人，并由负责人进行周期性地检查与监督，使工程的设计限额能够落到实处。

针对工程项目的限额指标，工程设计方应详细研究，并将其分解为子指标，制定专门的部门戎者任选加以执行，如果在设计中出现了造价控制与工程设计的矛盾，应通过协调加以及时解决。由设计方备专业的技术负责人结合具体的工程项目限额指标，对所设计的方案提出基于降低造价的建议，同时积极引入具备丰富经验的人员，以技术与经验相结合的方式，实现设计方案的经济性。

5、合理编制项目概算

在工程项目的设计阶段，设计文件的概算是关键之一，在明确概算的基础上，才能进一步确定建设项目投资计划，而工程项目将被批准的概算值作为该工程的限额，因此，在设计时，严禁投资额度超越这个限额。造价的影响因素很多，包括施工因素、价格因素以及材料因素等，应通过对工程量的准确计量，在调查分析的基础上，认真比较，得出客观的造价。由此可知，在选择具体的设计方案时，应以最初批准的设计概算对方案进行权衡，此处推荐通过对比不同设计方案的方式，从技术与经济两方面进行比较，并确定最终的设计方案，并合理控制投资，实现造价的优化。

6、推行设计监理制度与咨询制度

通过项目的设计来实现对工程造价的控制，设计监理是非常必要的，引入设计监理，能够有效克服传统模式中设计单位本身与政府监控的不足。通过设计监理部门，对工程项目设计的全程进行监理，以监理方酌监督与协调来使工程项目的设计更加经济合理，并严格控制工程造价。与此同时，在监理方的督促之下，也能够有效地促使设计方通过管理来要效益。

首先应充分发挥监理功能，通过全程监督工程项目的设计，来避免失误；其次集设计单位和工程建设方，通过对图纸进行研讨，来增强其合理性与可行性；此外，还应注重工程变更的管理，对于一定会发生的变更，为控制资金支出，应提前进行变更，减少损失。最后还应坚决避免不应发生的设计变更，通过明确责任，进行追究，实现造价控制。

四、结束语

建筑结构设计应当做好其节省施工成本和控制工程项目造价的重要工作内容，设计师必须要在规范设计的基础上，对工程项目结构进行合理的分析和安排，确定施工企业能够以最小的成本、最优的结构获得最好的建筑防水性、实用性以及安全稳定性，从而能够为建筑使用者带来利益的同时，也对建筑设计行业的进步发展起到一定的推动作用。

参考文献：

[1]王志涛.建筑工程设计与工程造价有效控制分析探讨[J].黑龙江科技信息,2011(15).

[2]马文涛,王利辉,翟荣兵.民用建筑结构设计与工程造价控制研究[J].现代商贸工业,2009(15).

篇11

1造型控制

造型控制主要涉及的是建筑的造型方面，包括:结构体系、基础体系及地下室楼盖结构造型、建筑平面规则性、建筑高度与竖向高宽比、楼盖结构体系、剪力墙的位置与数量等。所以在进行方案的整体优化时，应该首先对造型控制优化。

(1).体型(结构体系)

鉴于框剪力墙结构是现今常用的建筑结构形式，本文内容主要论述该种体系的变形及受力特点。框架剪力墙体系，它兼有框架体系和剪力墙体系两者的优点，其建筑平面布置灵活，也能满足结构承载力和侧向刚度上的要求，能发挥较大的经济效益。为了增强房屋的抗扭能力，剪力墙宜布置在房屋各区段的两端。在平面形状或刚度有变化时，最好能设置剪力墙，以加强该薄弱环节。

在一般的剪力墙结构中，楼层剪力在各道剪力墙之间是按其等效刚度的比例进行分配。框架在水平力作用下，其变形曲线为剪切型，楼层越高水平位移增长越大。在纯框架结构中，各棍框架的变形曲线类似。所以，楼层剪力按框架柱的抗侧刚度值比例而进行分配。对于框架剪力墙建筑结构，框架与剪力墙之间通过平面内刚度无限大(假定)的楼板连接在一起。在水平力作用下，使框架与剪力墙的水平位移协调一致，不能各自自由变形，在不考虑扭转影响的情况下，在同一楼层的水平位移将会相同。因此，框剪结构在水平力作用下的变形曲线应呈反S形的弯剪位移曲线。因此，框架剪力墙结构应该按照框剪结构协同工作原理进行内力分析，才能保证结构计算的安全合理性。

(2).基础体系及地下室楼盖结构造型

基础工程约占工程总造价的20%-30%左右，因其位于地基下，施工复杂，难度大，所以基础结构的优化设计尤其重要。同时，应该充分重视施工方案的可行性。建筑地下结构的优化设计，应包含基础选型、地下室底板、外墙、顶板结构设计及防水、地下室楼盖结构选型和上部主体结构嵌固部位构造设计等。其中基础体系的选择及地下室楼盖结构选型是最为主要的。一些主要的基础的选取原则如下:

①.带地下室的建筑基础体系

1).为保证建筑物不致发生过量沉降或倾斜，并能满足正常使用要求，建筑基础的选取应综合考虑建筑所在场地的地质状况、水位、其上部结构类型、使用功能、施工条件以及相邻建筑的相互影响。

2).基础体系应选用整体性能好，并能满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，同时能适应不均匀沉降，以达到其安全实用和经济合理的目的。

3).对于多层建筑，当地基承载力较大，或采用复合地基时，可以优先采用独立桩基基础。

②.地下室楼盖结构选型

多高层建筑中的地下室，一般都作为地下车库，楼层层高一般为2.7m-3.3m，所以无梁楼盖为常见的楼盖形式。这种楼盖，可最大限度地增加室内净层高，增强了地下室的使用功能。楼盖的配筋常用预应力钢筋，作为上部主体结构的嵌固部位，保证楼盖的安全适用性。对于楼盖的选型，应可以参照以下原则选取:

1).《高规》4.5.5条规定:作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构。楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜低于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。

2).高层建筑地下室的层数取决于使用功能和地基情况。地下室楼盖多采用梁板式。

如果楼盖采用无梁平板加平托板柱帽时，层高可适当加高。相应地可减少地下室埋置深度，也可以减少基础的土方和护坡高度，缩短施工工期，能节省综合造价。在构造上，为解决结构板的抗冲切承载力问题，楼板加设托板、顶板设反柱帽或托板加反柱帽等加强措施。

(3).建筑平面造型

高层建筑的外形可以分为板式和塔式两大类。板式建筑平面两个方向的尺寸相差较大，分为长、短边。为了增大一字形板式建筑短方向的抗侧刚度，可以将板式建筑平面做成折线形或曲线形。塔式建筑平面两个方向的尺寸接近或相差不大，其平面形状有圆形、方形、长宽比小的矩形、Y形、井形、切角的三角形等，高层建筑常采用塔式的建筑平面形式。

建筑平面形状是简单规则的凸平面，如圆形、正多边形、椭圆形等平面，可以减小风压。有较多凹凸的复杂形状平面，如V形、Y形、H形平面等，则对抗风不利。因此，对抗震有利的建筑平面形状应该是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。平面形状不宜过于狭长，突出部分的长度不宜过大，不宜采用角部重叠或是细腰形的平面形式。平面过于狭长的建筑物，当在风荷载作用下时，有可能出现楼板弯曲。同时，当在地震作用下，有可能由于地震地面运动的相位差而使结构两端的振动不一致，产生震害，还可能出现楼板平面内高振型，这种变形在一般计算方法中无法计算。建筑平面有比较长的外伸时，外伸段与主体结构之间会出现相对运动的振型。

(4).楼盖结构体系

楼盖作为楼面荷载的承担体系，其选型对工程造价的影响很大。因此，其优化设计工作尤其重要。有关楼盖结构的选型，可考虑以下几个方面:

①.在设计中，运用概念设计理论思想，应该同时综合协调考虑水平分体系和竖向分体系的结构平面布置与类型，以达到理想的承载力、刚度和其他综合效益的要求。

②.楼盖体系方案的选择应考虑的因素包括:建筑空间功能要求、跨度、活荷载的大小、规划设计或当地规文限定的结构层间容许高度等因素。对于高层建筑，工程造价及倾覆力矩、承载能力对高层建筑的建筑高度非常敏感。

③.另外，在同样的设计条件下，不同的楼盖体系的结构自重也随之会有所不同，各层的自重通过逐层叠加后，最终传递到基础，从而直接影响基础的造价。较重的楼盖结构会要求较大截面尺寸的柱子和剪力墙设计，同时配筋也会增加。因此，增加了工程造价及施工工时。此外，较重的楼盖结构会加大地震作用下的惯性力，从而加大抗侧力构件的抗震补强要求。

2细部设计控制

细部设计控制因素主要涉及的是材料的选用，细节构造方面，是整体优化设计工作的组成部分，通过该控制因素的优化调整，可加快施工进度，增加施工效率，从而一定程度上减低工程总造价。

(1).混凝土、钢筋、墙体材料

钢筋混凝土建筑结构是由各种构件所构成，包括板，梁，柱及剪力墙、墙体等。这些构件的材料选用，在很大程度上决定的结构设计方案的合理性。结构构件的尺寸要合理，首先需要造型因素的设计优化。例如，当结构平面布置不规则对称时，结构柱因需要满足变形要求，其设计截面尺寸必须做得比较大，才能满足要求。这样，因构件截面的过大而影响建筑内部的使用功能，减少建筑的使用空间，降低了建筑的投资价值。

(2).细节设计

细节优化设计是整体优化设计的组成部分。例如，在计算结果所配的结构梁面筋净间距少于20mm时，面筋比较密集。在这种情况下，因混凝土浇注困难，混凝土就容易造成蜂窝的质量问题。所以在设计过程中，就需要对钢筋的排列在满足要求的前提下进行排列优化。又例如，在地下室顶板的预应力钢筋工程中的张拉头位置，当遇到施工后浇带时，就要优化其位置。因为如不调整，不但不方便张拉，还需按规范要求增加附加钢筋。同时，应注意配筋数量的合理性，针对实际情况对结构构件的配筋有目的地进行调整优化。

篇12

目前在设计阶段，大多数项日实行了限额设计，初步设计概算控制在批准投资估算的合理幅度内，也使得工程造价得到一定的控制。但据研究表明，设计费虽然只相当于建设工程全寿命费用的1%不到，但它对工程造价的影响却高达65%，并且设计质量对整个工程建设的效益是至关重要的，因此控制工程造价的重点应放在设计阶段。因此通过优化设计方案来进一步有效控制工程造价，是解决工程造价的有效措施。

所谓方案优化设计，就是在原设计方案的基础上，结合新工艺和设备的使用，新材料的投人，进行局部设计的改变，不仅使技术更可行，更加满足功能要求，还能节约材料，使工程造价明显降低。往往同一建设项目，同一单项、单位工程，可以有不同的设计方案，从而形成不同的工程造价，因此要通过方案优化设计对其进行选择，使之真正达到以最优的设计、最经济的投资，建造最好的工程项目的目的。

在建筑结构设计中，不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程造价会有较大影响，象基础类型选用、进深与开问的确定、层高与层数的确定、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。据统计，在满足同样功能的条件下，技术经济合理的设计，可降低工程造价10%左右，有的可达20%。建筑结构由基础、柱、墙体、梁、楼板、屋面板等部分组成，各部分占工程总造价的比例不尽相同，结构方案优化时对工程造价的影响也就不一样，因此在方案优化设计时人们所考虑的重点要有所侧重。

基础结构的造价与工程所在地的地质条件密切相关，其工期约占整个建筑物主体工程的25%～30%，造价约占总造价的10%～20%，并且基础工程的重要性显而易见。所以设计时应重视地质勘察报告的交底工作，选择合理的基础形式，控制基础的截面尺寸与埋深。

柱网布局是确定柱子的行距（跨度）和间距（每行柱子相邻两柱间的距离）的依据。一般来讲，柱网尺寸在6m-12m之阅，柱距小则传力路线短，上部结构节省材料，但可能基础费用高，因而柱网布局是否合理，对工程的结构造价有很大的影响。此外，柱子截面形状及大小的选择也对工程造价有着直接的影响。

矩形截面梁是最普通的受弯构件，在设计时常被使用，但材料利用率很低。其原因有以下两方面：a.靠近中和轴的材料应力较低；b.粱的弯矩沿梁长是变化的。由于等截面梁大部分区段应力低，材料得不到很好利用，只有在轴心受力时，材料利用率才可提高。因此，设计时可采用平面桁架代替矩形梁，平面桁架相当于掏空的梁，将梁中多余的材料掏去，这样既经济，又可减轻自重。它还可发展为空间网架，材料的利用率就能大幅提高。某超大跨度工业厂房，设计时用桁架外形的设计代替矩形截面粱，经济上取得相当好的结果。

对于多层普通住宅来说，矩形柱结构比异形柱结构工程造价直接费低1%～3%左右，住宅采用钢筋混凝土结构比采用砖混结构定额直接费略高些，占普通装修住宅的总造价4%左右。随着人们生活水平的提高，建筑装饰造价越来越高，结构造价占房屋总售价的比例将越来越低，从房屋总造价考虑，砖混住宅与混凝土结构住宅的结构差价将更小。

提高投资效益，优化设计降低造价可采取如下措施：

（1）设计要能够最大程度地满足建筑内部平面、空间高度、建筑立面等使用功能和外形感观的要求，为使一幢好的建筑物诞生要考虑的因素很多，包括结构体系的选择，传力的途径，构件的布置，构件的选用和材料的使用等。

（2）目前越来越多的建筑体型复杂化，不规则化，结构设计应尽量做到使建筑体型产生规则的结构效应。使传力中心和刚度中心尽量接近或重合，结构就基本具备了规则的条件。结构传力途径应力求简单、直接，否则空间关系复杂部位会出现多次转换的结构构件，这样会导致造价提高，也容易产生安全问题。结构传力多种多样，支撑构件也可以根据传力途径是否合理进行变换，没有一成不变的结构布置，也没有一成不变的传力途径。采用最简单、直接的传力途径，可以省去中间传力的结构构件，减少结构的安全风险，使结构受力更加明确，造价也相对经济。

（3）应充分理解和灵活运用规范条文。现在地下结构的设计越来越重要，更要讲究合理与经济：对于处于不同抗震等级区域的建筑方案，设计人员应采用更合适的抗震等级，根据实际情况适当调整建筑方案。

（4）地面以上的结构形式对建筑物的造价也有很大的影响。根据建筑的类型，功能用途，提出不同的结构解决方案，通过比较选择较优的结构类型，既要保证结构安全，同时以工程造价为准则进行设计。

总之，优化结构设计是有效控制工程造价的重要手段，是具体实现技术与经济平衡的复杂过程。在设计中，对各种方案进行分析、计算、比较、评审，从中选出技术上先进、经济上合理的最优方案，是保证和确定合理造价的前提，也是有效控制工程造r的关键。从经济性而言，设计费虽然占工程寿命费用不到1%，但在决策正确的条件下，设计对工程造价的影响程度达到65%以上。要达到设计与经济的平衡，首先应健全机制，加强监管。政府应设立专业部门对设计成果考核，建立必要的设计竞争机制：设计经营应采取招投标方式，并且加大对招投标的监管力度，保证公平公正；设计单位内部应加强管理，提高设计人员的责任感。

参考文献：

[1]吴飞.建筑工程可研设计阶段造价控制技术要点探讨[J].企业科技与发展，2013，（09）.

[2]郑龙.建筑结构设计阶段优化工程造价成本的方法及对策[J].低碳世界，2014，（01）.