宁夏建投设计研究总院 宁夏银川 750001
摘要：房屋结构设计人员要想在设计过程中更好的应用建筑结构设计优化方法，就要从房屋结构层次入手优化房屋结构局部设计、优化房屋结构设计、优化房屋建筑整体结构、优化房屋电气设计、延长房屋建筑使用寿命，保证最终设计出的房屋结构能够更好的满足人民群众的居住需求，从而为建筑行业发展提供有力支持。
关键词：建筑结构设计；优化方法；房屋结构设计；应用
1房屋建筑领域结构设计优化方式的重要性
由于我国人口基数大，今后20年内人口还是以增长为主，因此，我国房屋建筑在今后主要倾向于高层或者超高层，如何在确保房屋建筑安全性等各种要素的前提下，有效的减少企业的资金投入成为许多业内人士和房屋建筑企业必须面对的一个问题。确保房屋建筑基本的安全质量是所有的结构优化的立足点，在优化中，应当对设计方案进行整体的分析，采用比较前沿的技术规划和设计标准对房主建筑进行有效的管理，大量的实践证明，可以很好的控制房屋建筑工程的基本造价。如果房屋设计人员一开始就把房屋建筑的质量、施工的技术要求结合起来，一方面可以提高房屋设计方案的科学性，另一方面也可以使企业的经济效益实现最大化。因此，房屋建筑结构的科学化优化可以深挖所有施工机械和建筑材料的基本潜力，做到物尽其用，减少不必要的浪费，更能把相应的造价降到最低，最终为企业赚足了利润。对房屋结构进行优化，还可以发现最初设计中存在的安全隐患及不合理之处，更好的进行系统性的设计和完善，更能保障业主提出来的安全性的要求。
2建筑结构优化方式在房屋建筑应用上的基本步骤
2.1制定科学合理的建筑结构优化模型
在模型制定上，尤其是选择不同变量时，尽可能的把所有影响建筑本身结构的因素充分考虑到。对于一些影响不是太多或者相对单一的影响因素，需要以预定式参数的方式进行表示，恰当的体现在优化模型中，这样一来就能减少我们相应的设计数量与计算数量，还可以相应的降低编程的工作基本量，进而提高工作效率，更好地保障优化模型的质量。
2.2明确基本的目标函数
在对房屋建筑结构进行优化设计的时候，一方面需要理清所有的建筑环节，准确预估基本的建筑材料数量、类型等，明确总的造价成本，另一方面，在一定的条件约束下，还需要选出一定数量的符合预定标准和要求的满足一定尺寸的钢筋截面面积，以及已经失效的概率函数，这样能有效的将房屋建筑成本控制在可控成本之内。
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2.3制定科学的约束条件
结构优化有非常严格的要求，一方面，需要保持整体的完整性，不允许随意进行更改，所有的优化设计都必须符合基本的约束条件，这些条件包括的内容比较宽泛，例如，房屋建筑过程中的裂缝宽度、建筑本身的强度约束、尺寸大小的约束、构建的相关约束等，优化设计时，各种约束条件必须严格执行，在实际建成后还需要与设计之初的条件进行认真的比对，防止出现偏差现象，只有这样，才能最大限度的满足整个建筑工程的质量要求。同时，可以充分借助“互联网+”衍生出的信息手段，将各种约束条件编辑成一个计算机程序，方便快速的运算核验是否符合基本要求，这样可以提高工作效率，避免延误拖沓现象的出现。
3分析建筑结构设计优化方法应用
3.1结构模型优化
建筑企业在进行房屋结构设计时，应该建立对应的结构模型，并对结构模型进行优化处理。设计人员可以从变量、目标函数、约束条件三个方面进行结构模型的优化方法研究。①变量优化。设计人员在进行变量设计时，应该以房屋结构相关参数为基础，对其进行系统的分析与研究。设计人员可以将能够对建筑结构造成影响的参数当作需要设计的模型变量，其中涉及到的变量内容包括约束控制参数、损失期望值等。通过对变量的优化设计，确保变量的选择符合设计的要求。②优化目标函数。设计人员在进行参数优化设计之后，还要对一些相关条件进行研究，包括钢筋截面积、截面尺寸等条件。设计人员可以将这些相关条件设计成目标函数，从而使工程造价成本降低。③优化约束条件。设计人员在进行房屋结构设计时，需要对房屋结构的合理性、可靠性、安全性等进行考虑，确保设计的方案能够满足工程的需求。在进行约束条件优化设计时，主要是对尺寸约束、裂缝宽度、应力约束、结构强度、结构体系约束等进行分析，将房屋建筑实际情况与目标约束条件进行对比分析，对工程工艺规范要求进行考虑，从而确保约束条件的选择能够符合设计的要求。通过结构分析，辅助房屋结构设计。
3.2整体优化与局部优化
建筑企业在进行结构设计时，需要对房屋建筑的整体结构与局部结构进行设计研究。在进行建筑结构整体设计时，设计人员需要对安装体系、设计体系、结构体系等体系进行一定的层次考虑，使各体系能够相互协调。因为各体系之间具有一定的独立性与关联性，所以设计人员可以对这些体系进行优化设计。局部优化设计主要是针对这些结构体系进行优化处理，使各体系的设计能够满足建筑企业各部门的施工要求。整体设计主要是对各体系进行优化处理，使各体系之间能够相互配合，具有一定的层次性。这需要设计人员在进行房屋结构设计时能够协调各部门之间的关系，能够对各部门现有的技术、管理手段、人力资源等内容有详细的了解。随着房屋建筑工程规模的不断扩大，房屋结构设计需要设计的内容越来越广泛，比如大量的建筑设备、建筑材料等建筑成本设计，一些需要应用到的专业性理论，包括电气安装、排水系统、建筑艺术、绿色经济等。因为设计内容的多样化，房屋结构设计越来越复杂。设计人员在进行房屋结构设计时，应该先对整体结构进行优化设计，将房屋结构框架设计出来，然后根据工程项目进行局部结构设计，最后对各体系进行综合分析，不断降低成本设计与危险系数，使结构设计更加优化。
3.3上部结构优化
上部结构设计主要是指剪力墙结构、砖混结构和框架结构等内容。①剪力墙结构。在进行剪力墙结构优化设计时，需要对建筑平面形心和结构重心进行考虑，使两者重合，确保平面均匀分布。设计人员需要对建筑空间合理设计，运用科学的计算方法进行结构计算，从而使建筑墙体和剪力墙墙体能够重合。②砖混结构。在进行砖混结构优化设计时，需要对承重墙可能出现的一些错洞或者大洞口等进行考虑，防止承重墙结构出现意外。设计人员应该根据建筑工艺规范进行构造柱和墙垛长度的设计，对建筑层高与层数进行合理设计。③框架结构设计。设计人员可以通过结构计算对柱距与柱网进行优化设计，通过降低建筑中部刚度与增大两侧刚度提高建筑结构整体抗震性。设计人员应根据实际框架对柱截面和架梁截面大小进行优化处理，确保柱和梁的中线能够重合。设计人员可以将框柱设计在楼梯间四角位置，使结构抗倒塌能力增强。
结束语
当前人们物质水平以及精神文化水平都得到了提高，在这种背景下，对房屋结构设计也提出了更高的要求。为了使房屋结构能够更好的满足人们居住需求，相关人员在设计房屋结构时，不仅应该运用基础的结构设计方法，还应该合理使用建筑结构设计优化方法，实现对房屋结构设计的优化。在尽可能降低房屋建筑成本的同时，保证房屋建筑的安全性、舒适性、美观性，从而推动建筑行业向更好的方向发展。
参考文献
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论文作者:樊佳轶
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/11
标签：结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 设计人员论文; 房屋论文; 房屋建筑论文; 条件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;