摘要：笔者主要从结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤，以及建筑结构优化方法在房屋结构设计中的实际应用等几方面探讨了本文主题，旨在与同行共同学习、共同进步。
关键词：建筑结构设计；优化方法；房屋结构设计；应用
在房屋建筑结构设计的优化过程中，要合理的运用优化方法，将房屋建筑的性能加以全面提升，并合理控制资金的投入程度。与此同时，还要提高房屋建筑的使用质量，降低对周围环境的影响程度，实现工程建设成本的合理降低，属于房屋建筑结构设计优化的主要目标。在房屋建筑中通过对设计进行优化，可以在较大程度上将企业的社会效益和经济效益加以提升，全面促进我国建筑事业的前进发展。
一、建筑结构设计优化方法的重要性以及结构设计优化方案的理论
1. 建筑结构设计优化方法的重要性
（1）顺应建筑行业发展需求
就现今的房屋建筑工程发展而言，建筑持续提升体量，所以，房屋建筑的成本控制是一个值得深思的问题，如此，房屋建筑的后续利用才能得到保障，房屋建筑后续的使用需求才能得到满足。建筑结构设计优化方法能够将建筑材料的性能更好地发挥出来，实现更为合理的建筑结构，大大提高了结构的安全性。经过优化设计的房屋建筑还能促进材料节约，降低成本，提高经济效益，与建筑的发展现状相符。建筑结构设计优化方法的应用将有助于优化房屋布局，有助于促进房屋安全适用性的提高，同时兼顾到美观性，这与房屋建筑工程的需求是相符的。
（2）顺应可持续发展要求
目前，可持续发展观是我国大力提倡的价值观。为了实现建筑行业的持续发展，能够长远利用的房屋结构便是最佳选择，如此，房屋建筑结构也能再改动以便适应将来的一些需求，房屋建筑的短期投资也会大大降低。根据国内的房屋建筑造价统计，建筑结构设计优化方法有助于工程造价的明显降低，房屋结构利用率以及经济效益也都将大大提高。
2. 结构设计优化方案的理论
站在理论层次来看，在进行结构设计优化的过程中，要充分考虑到安全性以及可靠性在建筑整个过程的发展和体现。与此同时，还要尽可能的保证建筑物的设计美观和结构合理。因此要想达到这些目标，需要不断的对结构设计方案进行合理的分析设置，并对计算方式进行合理的选择，以便能够更好的满足当前的既定目标。
在实际设计的过程中，想要对房屋工程结构进行优化，就需要从围护结构以及屋盖系统和其他细节部分进行考虑。采取合理的方法对其造价以及结构进行整理的安排优化，不断实现经济性以及安全性目标的达成。为了更好的适应时代的发展需求，建筑结构的设计中要充分创新，不断提高设计的特殊性以及新颖性。从对称性以及独特性的角度出发，对建设设计方案进行不断的修改完善，并运用实际所学知识来实现对构架的合理布置，避免使用转换层机构。对不规则建筑设计的原则要进行恰当的处理与使用，从根本上完善设计方案，实现设计过程的整体优化。
二、结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤
1. 建立结构优化模型
建筑结构优化计算方案和优化设计模型是建筑结构优化设计的两个重要重要组成部分。结构设计优化就是在众多的变量中选出重要的参数，针对这些参数进行函数模型的建立，从而计算出最优解。通常来说，模型的建立总共分为两个部分，首先是选择较为合理的设计变量，这对模型的构建有着至关重要的作用，同时变量设计也会影响到参数的选择，合理的计算变量能够有效地减少计算编程的工作量；其次是确定目标函数。目标函数的确定要先找出能够满足函数条件的最优解，然后对约束条件进行确定，约束条件包括尺寸、强度、弹塑性以及应力等方面。在进行建筑结构优化的时候，要保证这些约束条件都在规定的范围中，满足设计所需的要求。
2. 设定优化设计计算方案
在建筑结构优化中，很多约束条件和变量参数都会对优化过程产生影响。所以在进行计算的时候应该把所有的约束条件都转化成非约束条件，确保优化过程顺利完成，同时，要全面地考虑到变量的因素，运用科学合理的计算方法进行建筑结构的优化设计工作。
3. 程序设计
程序设计就是在设计优化计算好方案的基础上，进行程序的编写，将程序导入计算机中，在后期的计算过程中只需要将相关的数据输入系统中，通过计算机计算就够更加直观的得出结果。
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4. 结果分析
我们必须对相应的计算结果进行必要的分析比较，然后选择出最佳的设计方案。在这个过程中，我们考虑问题必须全面，并且要对问题进行多角度的考虑。这一步骤在建筑结构设计优化中尤其重要，合理的选择设计方案，不仅能够确保结构的美观、安全性、合理性以及实用性，还能够对施工中的资金的投入有着重大的影响。在结构设计优化中只强调经济上的节约，而忽略技术上的相关要求，是不正确的；同样只考虑技术上的要求，而不考虑经济的要求，也是不合理的。我们必须对两者进行合理的配置，才能达到相关要求。
三、建筑结构优化方法在房屋结构设计中的实际应用
1. 建筑阶段性优化和寿命优化
不管是传统建筑还是现代建筑，不管在哪个阶段，建筑工程的每个环节和阶段都要进行阶段性结构优化，这就要求建筑工人必须分析清楚每个阶段和每个环节的阶段特征，按照实际情况来采取相对应的应对措施，进一步优化建筑工程的整体寿命，这不仅可以确保建筑工程的整体工程质量，还可以带来巨大的经济效益和社会效益。
2. 针对建筑使用年限进行优化的应用
建筑工程都有工期限制，而在这种期限的限制中，必须考虑质量安全的基础上进行优化设计，从而保障建筑质量在使用年限的安全性。而建筑工期，又是分阶段进行的，那么就需要设计中进行分阶段的单独优化方案。而在设计师在选择优化方案的过程中，应当结合实际情况，依据各阶段工程的实际工况，进行阶段性的优化设计。通过对每一阶段优化设计使工程寿命得到延长，最终实现在保障建筑质量的同时，提高其建筑企业的经济效益。
3. 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。
4. 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。
5. 在建筑排水设施的结构优化应用
在房屋建筑中排水设施都是建筑重要优化方向。通常房屋建筑的排水系统都是利用管道来完成的，而管道的种类多，数量大，而且具体规格也有多种组成。所有在为管道预留空间时应当保证适当的尺寸，从而实现所有的管道都能合理布置，而在管道通过楼层的区域，应当进行结构加固措施，从而保障建筑结构的安全性能。而在优化设计中更应该注意，尽量避免管道从剪力墙中间穿过，或者是穿过结构柱的情况。如果无法避免发生了穿过剪力墙的情况，必须在其通过的地方进行再次加固，从而保障排水设施的稳定性，以保证排水系统在房屋结构中的协调性，最终保障房屋建筑的质量安全。与此同时，排水水泵的机械设备，应当安排在地下室内。一方面，水泵等机械设备的自重较大，而且工作时间有一定的震动作用，产生较大的噪音，因此，为了不影响居民休息应当安置在地下室内。另一方面，在水泵发生质量问题时，在地下室内进行维修和养护，可以避免对房屋结构的破坏，从而保障房屋结构的质量安全。
结语
建筑结构优化设计能够让建筑以最完美最经济形态呈现在人们面前，满足人们对建筑的质量、经济和艺术欣赏的要求。同时，建筑企业充分发挥结构优化设计的优势，能够为企业创造更多的经济效益，实现企业的长期发展。
参考文献：
[1]王鹏.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中国建材科技，2014（4）
[2]景毅.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用分析[J].科技资讯，2014（27）
[3]赵炳均.论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].江西建材，2015（1）
[4]齐建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯，2015（11）
论文作者:陶建国
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/16
标签：结构设计论文; 建筑论文; 房屋建筑论文; 方法论文; 房屋论文; 优化设计论文; 结构论文; 《基层建设》2017年第23期论文;