威海市水利建筑设计有限公司 山东省威海市 264200
摘要：随着我国经济的快速发展和科技水平的不断提高，我国的房屋建筑行业取得了非常大的成绩，不仅工程项目越来越多而且规模也越来越大，有效的推动了我国社会经济的进步与发展，在房屋建筑工程当中房屋建筑结构设计是房屋建筑工程设计当中一个非常重要的环节，做好房屋建筑结构设计的优化工作不仅有利于提高房屋建筑工程的经济效益而且还能够有效的降低房屋建筑工程的施工成本。基于此，本文就房屋结构设计如何应用房屋建筑结构设计优化方法进行了全面细致的分析，以期为房屋建筑结构设计优化方法更好的在房屋建筑结构设计当中发挥其功能和作用提供有价值的参考。
关键词：房屋建筑工程；结构优化设计；分析
引言
房屋建筑设计是一门凝固的艺术，如果一个房屋建筑要达到精美绝伦的境界，首先它的设计师必须得要把房屋建筑的结构设计和美观设计相互结合到一起，才能完成这个艺术品。我们要将房屋建设进行利益最大化，在有限的资源和有限的空间下发挥出最大的效果以及达到经济最大化，其实在房屋的设计结构当中，要应用优化房屋建筑结构的方法，来保证房屋建筑的造型优美、雅观，并且使得我们的房屋建筑既安全经济。
1房屋建筑结构设计优化重要性
目前，房屋建筑行业在我国的发展，坚持可持续发展的观念，从而加速房屋建筑行业的前进。因此需要宽泛的眼光来对房屋建筑进行设计，房屋建筑结构完成后，依据多方面的需求可以对它进行修改，以使成本投入减小。而房屋效率和经济效益的提高则可以通过房屋建筑结构的优化来实现，所以房屋建筑结构的优化就显得十分重要。另外，我国的房屋建筑规模也日趋渐长。因此当前社会的房屋建筑结构设计，应缩减房屋建筑的工程造价，并重视房屋建筑的后期使用。应优化房屋建筑的结构设计，使房屋建筑结构的整体科学化、合理化。
2房屋建筑结构设计优化原则
①房屋建筑物本身要具有良好的安全性能。对房屋结构所进行的优化并不是单纯的节省施工材料，而是要在保障房屋结构稳定性和安全性的情况下，通过利用相关专业知识，根据房屋建筑实际情况来对房屋建筑结构进行较为科学合理的优化工作，促使房屋建筑设计变得更加完善。②促使房屋建筑具有更加良好的实用性能。在优化房屋结构设计上还拥有一个非常重要的原则，那就是保障房屋本身的使用性，然后通过优化设计来使其具有更完善的功能，以此来满足人们对于房屋建筑物的使用要求。③保护环境。在对房屋结构进行优化还要重视环境的保护，从某种角度来说就是在房屋结构设计当中尽量使用环保材料，从而提高房屋建筑施工的环保性能。
3房屋建筑工程结构优化设计分析
3.1上部结构优化设计
房屋建筑不同的部位需要进行的优化工作差异性极大，现对房屋的上部结构优化事项加以讲解。剪力墙是首要优化对象，在完成优化剪力墙的工作时，需要明确房屋结构的重心、剪力墙的受力情况以及楼层的刚度位置，将多种考虑因素集合选用，提升上部结构的关键在于控制并利用风力元素，安全保障工作需要考量到在地层运动的工作前提下的结构受力状况，混凝土材料的负荷数值也具备参考价值，在对大开间这种结构形式的剪力墙加以设计时，可以增加剪力墙的上半部分分长度，进而将墙肢数减少，缩减受力面积。为了保持设计工作的经济性，可以减少钢筋应用数量，充分节约上部结构消耗成本。
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3.2整体与局部的优化设计
在房屋结构设计当中，其本身相对较为复杂，对其进行优化时应当注意：①在进行设计时需要充分考虑安装、结构以及设计等子系统和与之相关的体系，而设计优化工作的开展则需要以此类系统和相关体系为基础来进行优化。②在房屋结构设计中将会涉及到施工配件、材料等内容，此时便要求开展房屋建筑设计等方面工作，从而对其整体进行优化。在房屋建筑结构优化设计当中，计算方案和计算模型是进行优化设计的重要构成内容。对房屋结构进行优化设计的本质便是在变量当中提取出所需要的参数，并以此为基础构建出相应的函数模型，从而获得相对较为良好的优化方案。通常情况下，模型的构建应当从以下几个方面入手：①对设计变量进行合理选择，计算变量若合理将会有效降低编程本身的工作量；②目标函数的确定。①应当在满足函数相关条件的基础上来获得最优解，如此才能够对目标函数进行确定；②如果约束条件得以确定，如强度、尺寸、应力和弹塑性等，在对房屋建筑结构进行优化时需要保障约束条件能够在规定范围内满足设计需求。
3.3钢筋混凝土框架结构优化设计方法
直到现在，现代的房屋建筑中钢筋混凝土的应用是最为广泛的，在大部分房屋建筑的施工过程中都会来选择钢筋混凝土的结构形式的，所以从中不难发现，在进行对房屋建筑结构设计中的钢筋混凝土进行优化设计是具有一定的现实意义。将优化准则用到钢筋混凝土的结构优化设计中去，可以让房屋建筑结构截面作为优化的基础，再用单元法进行其设计，从而对房屋建筑结构的整体进行分析和分解，将所有的房屋建筑构件进行全面的优化处理，使其保证计算公式的精准性和钢筋混凝土结构框架的优化。
3.4阶段性优化、桩基础优化
房屋建筑结构优化法的应用并不是随意的和无序的，而是要根据工程阶段的进展和工程的实际需求来确定。另外，在房屋建筑工程当中灌注桩施工涉及的操作技巧是很复杂的，如果操作技巧使用不当那么工程质量就不能得到保证工程的施工工期就会受到影响，所以对桩基础进行优化
3.4计算模型的具体优化
（1）计算参数必须填写正确，如计算位移时连梁刚度折减系数填1.0，各层楼板均按刚性假定；计算配筋时连梁刚度折减系数填0.6~0.7，各层楼板均按弹性假定。
（2）各层荷载必须填写正确；如各层梁板柱墙自重计算机自动计算外，其余面层荷载都必须按房屋建筑面层做法精确计算，不能随意增加或减少，各部位楼板活荷载都必须根据房屋建筑功能准确选择活荷载大小，绝对不能随意增加或减少，各层梁上恒载也必须根据房屋建筑图上填充墙位置、墙厚、墙体材料准确计算梁上荷载大小，绝对不能随意输入。设备用房由于设备及基础荷载较大，应将其设置在地下室地面上。
（3）嵌固端的位置必须选择正确，根据地下一层的刚度与首层的刚度的比值能否≥2来确定首层地面能否作为嵌固端的位置，若不满足≥2，地下一层应采取增加剪力墙数量或剪力墙变厚等措施来满足≥2，若还不满足，嵌固端的位置下延一层或选在基础顶。嵌固端的位置若选在基础顶时，首层以下的抗震等级、约束边缘构件等均同首层，工程造价将会增加很多。故采取措施尽量将嵌固端的位置选择在首层。
（4）计算结果的正确性、准确性
①第一、二周期应为平动周期，第三周期应为扭转周期，如果不是这样的话就应该调整结构布局如剪力墙的位置等。
②各层楼面单位面荷载质量，宜控制在13~15kN/m2，如果超出这个范围应检查各层荷载的输入是否偏大或偏小。
③检查计算结果的周期、位移、剪重比、有效质量系数是否符合规范要求。
（5）图纸实配钢筋必须与计算结果接近，误差应控制在5%以内，不能随意加大，同时还必须满足规范的最低构造要求如配筋率、配箍率等。
结语
通过对房屋建筑中的结构设计优化方式的讨论，我们可以知道，科学地对房屋建筑整体的结构进行设计与优化能够切实保证房屋建筑本身的功能，做到合理、安全、经济，而且能够控制和管理工程整体的资金投入。
参考文献
[1]李珵珵.房屋建筑工程结构优化设计探究[J].四川水泥，2016（11）：80.
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[3]陈赟.试论目前房屋工程中结构设计的几个问题[J].科技创新与应用，2015（35）：266.
论文作者:徐浩海
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/2
标签：房屋建筑论文; 房屋论文; 结构设计论文; 荷载论文; 建筑结构论文; 结构论文; 优化设计论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;