摘要：随着现代建筑行业的不断发展，对于建筑结构设计的要求和质量要求越来越高，需要设计人员不断对房屋结构设计进行优化，从而不断提升房屋结构质量。
关键词：建筑结构；设计优化；结构设计
引言
就目前情况来看，在房屋建筑工程建设的过程中，因为施工的机械化，建筑结构构件的工厂预制、加工所占比重不断减小，大部分施工工序以及购件需现场进行施工，这样就导致建筑工程施工周期增长，施工难度不断提高。所以，在建筑结构设计的过程中，可以采用结构优化的方式，不断提升工程施工的便利性，同时采用结构优化设计的方式，增加建筑工程的稳定性与经济性。
1 建筑结构设计优化方法的特点和定义
阐明建筑结构设计优化方法，是其建筑房屋结构设计的基础。建筑结构设计优化方法，就是在保障施工安全及实用性的基础之上，进行包括设审美学、艺术学、和设计学的重要学术的综合方式，应用于对建筑结构的合理规划和审美展现。而其设计范围包括房屋建设的功能和目的，在其基础上进行设计时，也要同时考虑房屋建设的综合因素，包括美观性、安全性、方便性、实用性、经济性等特点。建筑结构设计优化方法具有较为明确的特点，一方面在艺术审美角度上设计理念包含了，设计学、审美学、艺术学等多门学科的优化方向。而且在优化方法中具有很强的美观性。另一方面根据房屋特点进行设计优化，体现出现代建筑的实用性，在居住环境上给使用者带来舒适服务。而且具备相对的环保理念，将其优越的低碳环保设计方向优化的整体建筑之中。不仅是对生态环境的保护，也是对城市建设的改善。而其中优化方法注重安全方向上的设计，从而在住宅七十年产权内，将结构设计为使用者能够长期居住的安全建筑。在其经济性的优化方向上，保障房屋质量的同时，最终降低成本的优化方式，为建筑企业带来经济效益。最后由其科学性的设计优化方法，带来创新型的建筑理念，从而在保障各方面建筑安全性能的同时，设计师为建筑结构注入现代的设计元素，从而丰富建筑本身对现代社会的创新价值。
2 结构设计优化方法分析
2.1优化设计计算方案设定
对于房屋结构的可靠性设计是优化设计当中的重要部分，但这种优化设计的变量较多，因而需要对优化设计的计算方案进行设定，将存在的约束条件转变成没有约束条件来进行计算，在设计优化过程中常用的有符合型法、拉氏乘子法等方法，设计人员在确定出计算方法之后，需要和上面所建立的结构优化模型进行综合考虑，从而保证所优化出来的房屋建筑在各方面的功能都能够正常进行，从而使得房屋建筑的整体结构设计质量得到提升。
2.2结构优化模型
建立房屋结构优化模型对房屋结构设计进行优化是设计师常用的优化手段，在模型建立上可以分为3个步骤:一是选择设计变量。在优化过程中从房屋整体结构上出发，对可能会影响房屋结构设计的因素进行分析，然后从中选择合适的因素作为设计变量，排除其他因素的影响，对结构进行设计优化。这里所选择的变量必须是对房屋结构起着主要作用的参数，这样建立起来的优化模型才能够将房屋结构设计优化的重点突出出来；二是对函数关系进行确定。在选择出相应的变量之后，就需要根据设计需要来选择相应的函数来对房屋结构进行辅助运算，计算出符合设计优化条件的几何尺寸、钢筋截面积等，从而能够有效控制房屋建筑的建设成本；三是对各项条件进行衡量。在优化过程中，设计师应该对房屋建筑的稳定性和耐用性进行考虑，在符合设计和建设各项规范和要求基础上进行优化，使所测量的各项条件都能够在规范和要求之内，来实现房屋建筑的最优化设计。
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2.3结构优化结论分析
在对建筑房屋的各种优化方案进行分析之后，需要根据所有方案的情况和房屋建筑的实际需求来确定出最佳方案，在分析选择过程中应该听从来自各方面的声音和意见，对各种方案的优缺点进行分析，从多个角度对优化方案进行分析，并且在判断过程中尤其不能忽视细节问题，在选择的时候应该从技术角度出发，不断用技术来提升优化效果，也能够不断减少资金成本投入。
3 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
3.1建筑使用年限进行优化的应用
3.2桩基础的优化应用
桩基础存在主要两种类型，一种是灌注桩，另一种是预制桩。对于灌注桩而言，其操作方式比较复杂，在施工中难以把握工程质量。所有在符合沉降标准时，尽量避免使用灌注桩。那么在采用预制桩时，应当选取长度较长的，从而在打桩时深入过程中，增加摩擦力产生，保证地基承载力。
3.3上部结构设计优化
上部结构进行优化过程中不仅要建立优化模型，而且还要有针对性地进行系统优化，设置合理剪力墙，对框架合理间距进行控制，在剪力墙的设置上必须各个质量都是均匀的，这样所建设起来的楼层平面刚度中心才能够和整体结构中心重合，能够有效提升房屋建筑的稳定性，减少风力或是地质运动对建筑造成的破坏。在房屋建筑施工过程中，设计人员在建筑布局允许的情况下可以设计大开间剪力墙，加长剪力墙的墙肢长度、减少墙肢数量，这样能够减少在房屋建筑施工当中投入的混凝土。另外，布置较长剪力墙的同时可以减少边缘构件的数量，从而减少钢筋数量。这样能够有效降低施工成本，但剪力墙还是要根据实际情况来进行设计。
3.4房屋建筑结构类型上以节能为主
随着现代建筑理念不断发生变化，在对房屋建筑结构进行选择设计的时候需要从节能环保的角度进行考虑，设计师在设计过程中应该充分结合房屋建筑的实际情况，选择最适合的设计方式，在满足用户需求的基础上最大限度地控制房屋建筑工程成本，提升企业的经济效益，同时设计人员在进行优化设计过程中不要局限于一种单一的优化方法，可以充分利用现代信息技术，对设计当中涉及的各类参数进行确定，并且综合应用多种优化方法进行设计，不仅能够提升建筑房屋的结构设计优化效果，而且还能够节省设计人员在结构设计上所花费的时间，不断提升工作效率。
3.5对于电力设施的优化应用
房屋结构的优化设计中，其电力设施是尤为重要的一环，不仅是供电系统的优化，也包括居民日常电梯的使用。电梯作为全天候24小时应用的楼宇设备，其构件和电线对楼体结构造成很多孔洞，所以在设计电梯房的过程中，必须考虑电梯周边墙体的强度问题，以确保其在安全使用范围内，保障电梯房的质量安全。大部分电梯电缆线使用的是金属芯。在进行布线设计时，应当在墙体上面预留通道，保证电线不外露，使电力设施的达到安全性和协调性。
结语
设计人员在对房屋结构进行设计过程中，应该从建筑房屋的实际情况出发，对其进行深入研究，分析当前房屋结构设计当中存在的不足，并有针对性地应用相应的设计优化手段和优化方案，在不断提升房屋建筑优化水平的同时缩短设计的周期，控制房屋建筑的造价成本，从而能够在设计阶段将建筑房屋的经济、社会效益最大化发挥出来。
参考文献
[1]寇鹏.建筑结构设计中结构设计优化技术的应用研究[J].科学中国人,2016(21):26.
[2]刘金钊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2016(21):56.
[3]刘晓武.论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].低碳世界,2016(28):184-185.
论文作者:黄鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/13
标签：结构设计论文; 房屋论文; 建筑论文; 过程中论文; 方法论文; 房屋建筑论文; 建筑结构论文; 《基层建设》2017年第22期论文;