摘要：随着社会的发展和文明的进步，人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，相应建筑产品的品质要求也就不断提高。这就需要我们利用结构设计优化设计技术方法，实现建筑物空间和资源的最合理配置，建造出更符合人们需求的建筑产品，实现经济化、实用性和适用性的最佳目标。
关键词：房屋建筑；结构优化技术；应用；重要性
1房屋建筑结构设计优化概念及优化内容
1.1房屋建筑结构设计优化概念
房屋建筑结构设计主要包括对房屋工程的总体优化设计和对房屋工程分布结构的优化设计。再具体进行优化时，可以依据工程的实际施工情况，在尽量满足设计规范和使用要求的基础上，考虑房屋建筑过程中可能出现的问题，通过最合理、最经济的方法来完成结构的设计的过程，就是对房屋建筑结构进行优化设计，进而达到实现综合经济效益的目的。
1.2房屋建筑结构设计的优化内容
一般来说，房屋建筑结构设计的优化内容由主体结构优化和子结构优化构成。首先，要先分析柱结构，它就好比人的神经中枢一样，一旦中枢结构的设计出现问题，整个建筑都会存在隐患，所以要及时对柱结构进行优化设计和改进。其次，需要分析子结构（由屋盖结构及下部的基础结构构成）的优化设计，它就好比人体神经中枢的神经末梢，会影响整个建筑的平稳性。因此，设计着在对建筑房屋结构进行设计时也要对子结构进行科学、合理地调整和优化，使之更好地与主结构匹配。
2房屋建筑结构设计优化的应用
2.1基础及地基设计分析
高层建筑基础的合理选型与设计是整个结构设计中的一个极其重要和非常关键的部分。基础的工程造价在高层建筑整个工程造价中所占的比例较高，尤其在地质条件比较复杂的情况下更是如此。所以选用合理的基础形式或地基处理方式，对降低工程造价起着至关重要的作用。如某工程地基承载力特征值为250kPa，基底压力为415kPa，天然地基不能满足设计要求，根据工程地质勘查报告，可采取钻孔灌注桩或CFG桩复合地基，就这两种处理方案在满足承载力和变形的前提下加以比较。方案一：采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径φ800，桩长18米，桩数174根。混凝土用量1574m3，钢筋用量45t。方案二：采用长螺旋钻孔泵压CFG桩复合地基，桩径φ400，桩长15米，桩数523根。混凝土用量985m3。初步估算，方案一造价为313.2万元，方案二造价为34.5万元，仅为方案一的11%。由此可见选用CFG桩进行桩-土复合地基的设计，充分发挥桩间土的承载力作用，可减少桩的数量或桩长，节约了混凝土和钢筋用量，从而达到降低整个工程造价的目的。
2.2楼层结构设计
住宅建筑的楼层结构通常布置梁板式，梁板式结构布置应避免有隔墙就设梁的陈旧设计方法，因为该方法会形成多得多重梁搭梁，荷载传力路线过长弊端。此外，楼层梁多了会影响施工进度，更不利于住户日后对平面布置变换，具体设计中要解决的就是板上隔墙荷载的受力和传递问题。正确合理的设计应是：当隔墙平行于单向板的受力方向时，应在墙下的板中加筋，隔墙大部分荷载传给单向板支承的墙（或梁），当隔墙垂直于单向板之受力方向，尤其隔墙长度小于板之长度时，则应将隔墙化为板面等效均布荷载，此时所有的受力钢筋都起承受隔墙的作用，当隔墙位于双向板上，同样应将隔墙化为板面等效均布荷载，板的两向受力筋都起作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计实践证明，按上述原则布置楼层楼板，特别是采用了轻质隔墙材料时，则结构受力合理，结构自重轻、施工方便快捷，使用效果良好。
2.3配筋及构造
对于小高层住宅来说，剪力墙是面广量大的，因此合理的控制配筋对于结构安全及工程的经济性十分重要。
2.3.1配筋优化。
墙体配筋（以200厚墙体为例）一般要求水平钢筋在外侧，竖向钢筋在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率即可。建议加强区Φ10@200，非加强区Φ8@200双层双向即可，采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墙体应当别论。因为其配筋大多由水、土等产生的侧压力控制，简化计算经常按竖向筋控制，此种情况下为增大计算墙体有效高度，可将地下部分墙体的水平筋放在内侧，竖向钢筋放在外侧。地下部分墙体钢筋保护层按《地下工程防水技术规范》第4.1.6条规定：迎水面保护层应大于50mm，且在保护层内按《混凝土结构设计规范》第9.2.4条规定增设双向钢筋网片。在这种情况下，很多设计人员在进行外墙裂缝验算时有效截面高度仍按保护层50mm计算，是不妥当的。当采取了双向钢筋网片后，计算保护层厚度至少可按30mm来取值，这对节省墙体配筋相当明显。
2.3.2构造优化。
剪力墙中的连梁高跨比大于5，在地震作用下弯矩、剪力很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞顶算到楼面标高。对于门洞，上述梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。连梁高度统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可砌筑填充墙。对于窗台有飘窗时，可再增加一根梁，两根梁之间砌筑填充墙。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。
目前，在剪力墙的楼层处均设置暗梁，而对暗梁各有理解。对于框架-剪力墙结构，如剪力墙周边仅有柱而无梁时，则设置暗梁，并且要求剪力墙两端是明柱，这是因为周边有梁柱的剪力墙，抗震性能要比一般剪力墙要好。剪力墙结构则没有这方面的要求，在墙板交接处设置暗梁对加强墙体整体性作用还是有的，但究竟有多大尚无定论就目前而言，在楼层位置设置暗梁是可行的，但没有必要设置太大断面及配筋，建议底部加强区断面可取墙厚x300，配筋上下各2Φ16，一般部位断面可取墙厚x250，配筋上下各2Φ14即可。
3房屋建筑结构优化设计的重要性
与传统的房屋建筑结理念相比，新时代的结构优化设计不仅能够在很大程度上降低工程造价、优化投资，还能够优化技术、提高建筑房屋的实用性，提升设计人员在工程建设过程中对优化设计的设计把握的必要性。通过满足材料性能的使用合理性来保证建筑结构质量，不断协调房屋建筑的内部单元，同时还需要完善房屋建筑的安全性，对房屋建筑结构的优化设计方法进行科学合理地决策，保障房屋建筑结构的优化设计能够顺利完成。加强技术和经济效益的有效结合，通过合理的优化设计方案，达到降低工程造价的目的。
结语
房屋建筑结构的优化设计不但需要满足建筑结构的长远效益，还需要有效地控制建筑结构的投资成本、有效提升建筑结构的可靠性及合理性，所以在不影响经济效益的前提下，打造出符合人们需求的建筑工程，必须要注重建筑结构设计的技术优化。
结构优化设计工作同样是一项事无巨细的工作，只有在今后更多的实践中不断积累经验，发现问题和解决问题才能够在未来的房屋建筑工程结构设计竞争中占得先机。对于专业设计人员来说，更要把提高设计质量作为终身奋斗的目标，为建设行业贡献自己的力量。
参考文献
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[2]郑涛，郑炜；关于房屋建筑结构设计中优化技术应用的探讨 [J]；建筑知识；2017（05）
[3]姚红梅；房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨；四川建筑；2016（06）
论文作者:王顺利,崔海燕
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/5
标签：结构论文; 隔墙论文; 结构设计论文; 房屋建筑论文; 优化设计论文; 墙体论文; 建筑结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;