关键词：房屋结构；设计方法；优化设计；现代建筑
设计者在开展建筑结构设计工作时，要结合多种设计方法，从平面与立面等多个角度来提升结构的设计规范性，将结构不同部位的刚度差异加以缩减，使建筑结构不会在水平荷载的影响下，出现幅度过大的结构扭转情况，同时竖向的结构构件也能够保持畅通性。基于这些极为复杂的结构细节设计要求，设计者需要在常规结构设计的基础上添加优化设计方法，本文对能够对房屋结构起到优化设计效果的设计方法进行研究。
1 优化房屋结构方法概述
在建筑楼层数目增加的影响下，建筑结构规模也被扩大，设计者需要对有限的工程应用面积以及工程应用空间进行节省，在相对比较小的面积中构建出结构更为科学合理的新型现代化建筑，而建筑荷载增加给设计者的工作带去了阻碍，为了满足结构荷载的设计需要，建筑的基础结构会被扩展，占地面积就会增加，而在优化房屋结构时，就要优先解决结构荷载与建筑占地面积之间的矛盾。造价控制也是结构优化环节中的一项重要工作，如果为了提升结构的稳定性而加设了过多的结构构件就会导致结构建设费用增加的情况出现，因此设计者必须要在节省结构建设费用的前提下选用优化结构的方法，这种兼顾多种设计元素的设计要求也使设计者的工作变得更为艰难。因此可知，设计者必须要克服以上结构设计困难，才能给出作为合适的房屋结构建设方案。
2 优化建筑结构模型分析
2.1 变量设计分析
一般把对设计要求起主要影响作用的参数作为设计变量，如目标控制参数（结构造价 C1 和损失期望 C2）和约束控制参数；而将那些对设计要求来讲，变化范围不大或是根据结构要求或局部性的设计考虑就能满足设计要求的参数等作为预定参数，这可以大大减少设计、计算和编制程序的工作量。
2.2 确定相关函数以及约束条件
寻求一组满足预定条件的截面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率，从而使总费用最小。房屋结构基于可靠度优化设计的约束条件，则包括尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中，要使结构优化设计应用于实际房屋结构工程，则是路房屋结构设计中实际的约束条件与目标约束条件相比较，保证各约束条件都符合现行规范的要求，以实现最优设计。
2.3 完善计算方案
房屋结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题，在计算过程中，通常是将有约束优化问题转化为无约束问题求解。可以利用的优化设计计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。
2.4 程序设计工作分析
根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法，编制功能齐全、运算速度快的综合程序。
2.5 分析设计结构
在经过了前几个结构模型设计工作之后，设计者可以获取最终的结构设计结果，根据这些数据就可以辅助结构方案的设计工作。虽然设计结果可以帮助设计者确定一些细节处理要点，但是设计者仍旧需要从多种角度出发来确保结构的合理性，尤其要平衡工程造价与工程合理性，虽然需要遵守节省工程成本原则，但是不能为了节省成本而大幅度简化结构搭建工作，导致结构难以维持应有的稳固性，施工可行性、工程经济性与高质量的结构体系都需要在设计者的设计方案之中有所体现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3 设计要点
3.1 确定房屋结构类型
短肢剪力墙结构，这种结构形式常见于高层建筑，以混凝土结构技术规程为依托，这种结构形式相对于普一般剪力墙的抗震级别要高，构造配筋率较高，但比起一般剪力墙，构造钢筋使用数量不多，所以在适当的时候可以选择短肢剪力墙这种结构形式。框架结构，具有大开间、布局灵活性强和造价成本低的优点，但这种结构抗震能力弱，柱截面较大，形成的柱角凸出部位会妨碍家具的布置。框架一剪力墙结构，即在框架结构中合理进行一定数量剪力墙的布置，这种结构合理，适用能力强，而且能够应对各种不同的变形压力，是一种抗侧力较好的结构。
3.2 结构基础设计事项
阳角面积可砍成直角或斜角。如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算，当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题；从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。
3.3 基坑设计工作
基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
3.4 抗震缝设计工作
现代房屋的抗震设计工作非常重要，尤其是在对处于特殊地理环境的房屋建筑进行建设时，除了基本的抗震系统之外，还要明确抗震缝的尺寸，基于抗震需要，设计者可以适当地加大抗震缝，由于抗震缝在地震情况出现时，极为容易出现碰撞情况，因此还要调整抗震缝之间的距离。
3.5 其他结构设计工作分析
关于回弹再压缩基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，如独立基础，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。一般情况下，悬挑梁宜做成等截面，尤其出挑长度较短时与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，加大施工难度。变截面梁的挠度也大于等截面梁，当然，外露的大挑梁，可适当变截面，使感官效果好些。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。
4 结束语
相比过去的建筑工程，现代建筑结构设计工作更为复杂，设计者必须要拥有综合化的设计思想，在确保整体结构合理性的同时，还要对结构建设的工程成本消耗情况进行考量，在结构设计环节之中确定结构建设方法时，设计者还要从施工人员的角度出发，避免给出可行性比较差的施工建议，可以在工程建设费用的限制下，可以适当地加入新型工程建设技术，实现环保式的新型结构建设需求，革新优化结构设计方法，充分完善房屋结构是很多设计者的工作任务。
参考文献：
[1]方伟.（2017）.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用.建材与装饰（37）.
[2]黄若明.（2017）.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用研究.商品与质量（16）.
[3]赵雄飞.（2017）.关于房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用.装饰装修天地（2）.
[4]辛军涛.（2017）.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用分析.房地产导刊（3）.
论文作者:柳笛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/6/6
标签：结构论文; 设计者论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 截面论文; 方法论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第8期论文;