摘要：建筑业作为我国的支柱性产业已经发展了30余年，市场竞争越来越激烈，人们对房屋建筑的质量和使用功能也提出了更高的要求。建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用不仅能提高建筑的安全性、稳定性，还能增强其实用性、美观性，节省工程造价，因此工程设计人员应根据设计相关规范，不断学习新的设计理念，对建筑结构设计方法不断优化。
关键词：房屋结构；设计优化；应用
1 概述
建筑设计是指建筑或者构筑物在建造之前，设计师按照建设要求，将施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先思考，拟定好处理这些问题的方案、办法，用文件和图纸表现出来。建筑结构设计优化方法是从经验和理论上对建筑结构设计进行优化，以建筑结构设计优化的方法进行建筑结构的分析和认知，对建筑工程结构总体进行优化，使建筑设计以及建筑分部分项工程得到结构优化和设计完善。通过对建筑结构设计进行优化，可以有效发挥现有设备、建材性能。根据相关数据可以看出合理的房屋结构设计可以减少建设资金投入，与没有进行设计优化的建筑相比采用优化法进行优化后的建筑能够节省10%~20%的建设费用。
2 建筑结构优化设计要点
2.1 创建优化模型
建筑结构设计优化模型构建将直接影响建筑的结构参数，所以必须严格控制建筑参数以及相关的参数值。可以通过预定一些参数进行表示，以此减少设计中的数量和计算数量，减小编程负担。模型构建应明确目标函数，找到预定的尺寸、截面积和钢筋面积，构建起目标函数以减少建设成本。
科学设定目标函数和约束条件。优化设计建筑结构时，应当找到符合预定尺寸和条件的钢筋截面面积和已失效的概率函数，通过该种方式可以减少建筑工程整体施工建设造价。建筑结构优化设计时，应当确保该整体结构的质量和安全，科学地确定、优化设计约束条件。其中，约束条件是指建筑结构尺寸大小、建筑结构强度、裂缝宽度、以及构件和结构体系等约束条件。在建筑结构设计时，应当对实际性质、目标性质等约束条件科学化的分析和对比，要确保相关约束条件均能满足建筑工程整体施工建设要求，实现优化设计。
2.2计算方法和最优程序的确定
房尾建筑结构的设计优化过程涉及到多种设计条件和复杂变量的计算，因此，设计师在进行计算时，要注意对计算方法的合理选择，尽量使运算简化。对有附加条件的问题进行演算时，可忽略附加条件从而使更易得到计算结果，节约设计师的时间与精力。唯有运转高效、功能完整、用途齐全的设计程序方能称之为最佳程序。设计师重视对于最佳程序的选择可以使其在结构设计上发挥极其重要的作用。
2.3综合分析结果
在得出计算结果以后，应当对比分析其必要性，并在此基础再折中选择最佳的设计方案。具体分析实践中，我们应当通盘考虑可能存在的隐患，选择科学合理的设计方案以确保房屋工程施工建设质量和安全、功能性、美观度，与该建筑工程整体施工过程中的建设成本，关系密切。建筑结构优化过程中，不能片面地强调节约，还要考虑建筑技术方面的要求和功能性要求；也不能只是强调技术要求，而不考虑节省成本。无论哪种行为，只考虑一个方面都是不合理的，甚至会严重影响整个建筑施工质量和使用功能，进而影响企业的经济效益和声誉。
3 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
3.1整体优化和局部优化
任何一个建筑工程的结构设计都具有层次性和复杂性的特点，从层次性角度来看，结构设计优化包含了建筑的整体设计体系、结构体系和安装设计体系，不同的体系又包含了多个下级体系，在房屋建筑结构设计的优化过程中，设计师不仅应优化各下级体系，更应突破对应界限，实现叠加型工程，即对房屋建筑结构的优化，从整体着手，实现建筑的整体设计优化；而从复杂性角度来看，房屋建筑结构设计优化中包含了对建筑材料的选择、对建筑零部件的选择、结构类型的选择等，这些方面的优化对建筑整体质量和功能的提升作用也是巨大的。
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3.2建筑寿命优化与阶段性优化
在工程的寿命期内，要对每一阶段进行对应的方案优化。房屋结构设计师要分析各个阶段的特点，根据实际情况确定优化方式，这样可以对工程的整体寿命进行科学的优化。这样一来，既保证了建筑稳定可靠性，又降低了建筑企业的建设成本，提高了经济效益，增强了企业竞争力。
3.3承重墙的设计优化
一般来说，承重墙数量越多、规模越大，则建筑越稳定性，质量也越好。但是在实际投入使用后，过多的承重墙与现代化建筑大方且美观的设计理念相悖。因此， 针对承重墙的设计，在保障建筑的安全性基础之上，应尽可能的减少其规模，而对于不可取代的承重墙，则需要尽量的提升墙体的抗剪强度。针对承重墙施工材料的选择也应当选择高强度、强稳定性的材料，来进一步的提升承重墙的抗压性和抗震性，确保建筑的稳定和可靠。
3.4基础设计
在正式设计之前，应安排专业设计人员深入现场进行实地考察和勘察，并且搜集全面、详细、准确的地质勘察资料，设计师在充分掌握现场地基和周边施工环境的前提下再进行房屋基础以及上部结构设计。在计算荷载的过程中，不仅应套用基础设计公式和地基容许的承载力值，同时应严格按照相关设计规范对地基容许的承载力值进行修正，需要注意的是，土质不同，其承载力也不同，所以设计师在地基承载力计算时还需要考虑相应土层类型，确保计算结果的准确性和适用性。其次，在计算基础设计工程中，应严格依据设计规范进行计算和验算，尽量避免计算误差，以确保建筑结构基础设计质量。
3.5结构与排水工程的协调优化
房屋给排水系统的设计在建筑设计专业分工中占有重要的地位，对房屋结构的优化必须考虑给排水系统进行配合的协调优化。一般房屋结构的优化设计要把水泵房设置在地下室区域中，给排水房间管道较多，粗细不一，所以，要保证预埋的深度及预留的孔径尺寸都要符合标准，并且要加固楼板的穿孔位置，保证房屋的结构布设同给排水系统的管网体系协调适应，这样才能为确保房屋结构与给排水协调优化，为人们带来最大的生活便捷，提升生活舒适度和幸福感。
3.6结构与电气工程的协调优化
建筑结构设计时，应当注意与电气管线工程的相互协调和配合。如果导线在管道中沿着楼板以及墙暗装，可能不同程度的损害预制结构。因此，确保墙厚、梁宽之间尽可能的保持一致；如果不能保持一致，则梁侧面必须与墙的一侧平齐，确保穿梁管线密封在其中；而且应当单独对其进行计算，并确定强度。
3.7抗震概念设计
在高烈度设防地区，建筑结构采用消能减震和隔震设计能有效地减轻地震灾害。消能减震设计指在房屋结构中设置消能器，通过效能器的相对速度及相对变形提供附加阻尼，消耗输入结构的地震能量，从而达到预期防震减震要求。隔震设计是指在房屋基础、下部结构或底部与上部结构之间设置由阻尼装置和橡胶隔震支座等部件组成具有整体复位功能的隔震层，以延长整个结构体系的自振周期，减少上部结构的水平地震输入作用，达到预期防震的作用。
总而言之，通过建筑结构设计优化，不仅可以有效降低预算成本和工程造价，而且还可以更好的满足人们关于房屋美观、实用等方面的要求，对我国建筑事业的发展具有较大的促进作用。
参考文献：
[1]房屋结构设计优化[J]. 张洪国. 黑龙江科学. 2016(21)
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[4]结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用[J]. 饶远文. 价值工程. 2010(09)
论文作者:唐伟杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
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