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摘要：近年来，随着我国城市建设不断的发展，建筑市场的竞争力也逐渐增强。在这样的背景下，在建筑结构设计中结构设计的优化起着非常重要的作用，这是因为科学合理的优化结构设计的方法，不仅可以让整个建设项目更能满足人们的需求，也可降低施工项目成本。为此，本文简单介绍房屋建筑结构的优化技术的内容及其作用，重点对房屋建筑结构设计中优化技术应用进行了详细分析，以供参考。
关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术；应用
一、房屋建筑结构的优化技术的内容
在各种房屋类型中，结构设计优化技术的应用在住宅结构优化设计中体现最为明显。住宅结构优化设计包括结构体系方案的优化设计、竖向承重构件布置的优化设计、围护方案的优化设计、楼盖结构方案的优化设计等内容。结构体系选择框架结构还是剪力墙结构、竖向承重构件的布置合理与否、围护方案采用空心砖砌体还是轻质隔墙材料、楼盖方案采用现浇式还是装配整体式等不同方案的选择直接导致设计目标的各项指标有很大的差别。房屋结构优化设计通过比较选择各种设计方案，力求项目综合经济效益最大化。
二、房屋结构设计优化技术的目的
（一）提高房屋建筑的安全性
为了提升建筑结构设计的质量，在保证建筑结构的整体性和安全性的前提下，需要对原先的设计方案进行适当的修正，将其中存在的不足之处进行优化。根据我国一些已经建成的项目数据显示，在对房屋建筑结构设计进行合理优化后，其建筑的总成本要比原来的方案低，且建筑的舒适度、使用效果明显提升，同时，房屋建筑的安全性能也得到了一定的提升。
（二）降低工程造价
在房屋建筑结构设计中，不仅要考虑到建筑整体的安全性，同时也要注重结构施工过程中产生的工程成本，以保证建筑企业的经济效益。在房屋建筑结构设计中使用优化技术，不仅提高了建筑的经济性，同时也让建筑材料充分发挥自身性能，有效降低成本。合理的优化设计能够降低成本约20%左右。
（三）提高房屋建筑的经济性
房屋建筑的快速扩展，使得占地面积逐渐扩大、楼层高度逐渐增加，这样就会出现“肥梁胖柱”的问题，使得原本完整的房屋空间因“肥梁胖柱”的问题使得房屋利用率降低，不经济。而在房屋建筑结构设计中采取优化技术，做到合理配置，最大限度利用空间，增加房屋利用率及舒适度。同时也能够对房屋的占地面积、土地利用率等进行有效的协调和规划。
三、结构设计优化的要点
(一)协调房屋建筑结构设计
结构设计优化需要建筑工程各个环节的相互协作，是一项较为复杂的工作。建筑设计针对于房屋使用功能，房屋外观，而结构设计是针对房屋建筑内在结构布置及构件进行优化合理的设计，设备设计是针对房屋管线设备的设计，三者相互结合，互相协作，以降低建筑造价，提高房屋的实用性和经济效益，实现结构设计的合理化。
（二） 遵循结构设计规范
结构设计规范是面向所有的建筑工程，对一些特殊的建筑，规范并不适用，这时候就需要结构设计人员具有专业且丰富的经验，在结构设计过程中遵循结构设计规范，必要的时候突破规范。因此，在对房屋建筑结构进行结构设计时，在遵循结构设计规范的前提下，结合房屋建筑工程的实际情况，具体问题具体分析，做出正确的判断，优化房屋结构设计，提高结构设计质量以及经济效益。
四、房屋结构设计优化技术的应用
设计优化技术主要是对建筑工程空间，进行重新的规划，通过利用良好的优化技术房屋建筑结构进行相应的改进，以此保证房屋建筑结构设计的合理性，降低对成本的应用，实现最大化的经济效益，下面就对具体的应用形式，进行了简要的分析和阐述：
（二）房屋建筑基础的结构设计优化
地基基础建设是房屋建筑施工的重要的组成部分，在房屋的稳定性、质量等
方面起着十分重要的作用。如果地基建设没有质量保障，那么房屋的质量和安全也就没有保障，导致施工质量下降。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此在房屋建设中做到优化地基基础工程质量，选择科学合理的建筑施工方法有重大意义，一方面保证了施工技术安全以及房屋建筑安全，另一方面也提高了整体建筑效益，优化了建筑效能，从多个角度多个方面确保了房屋建筑施工的有效性。基础形式的优化是结构优化中最难，同时也是最能节约成本的部分。房屋建筑施工的地基基础可以被分为地基基础的持力层和下卧层，这些基础层都属于建筑施工中较隐蔽的环节，但另一方面它们却是关系到建筑物安全与否。在保证房屋建筑工程的安全的前提下，房屋建筑基础设计优化可考虑以下几个方面：
基础的选型很大程度上取决于地质条件，即持力层。而地质条件所涉及的范围较广包含的因素也比较的复杂其中影响较大的因素主要有以下几个：1.土层的地基承载力土层的地基承载力是能否选作基础持力层的关键。2.土层的分布均匀性问题土层厚度在基础范围内的不均匀分布将会造成不均匀沉降严重者甚至危及建筑物安全。3.地下水的分布情况对于带地下室建筑基础设计必需考虑抗浮问题 基础设计中必需对地质勘察资料进行分析研究才能做出安全合理的基础方案。
多层建筑基础的特点是上部荷载较小，故在地质条件允许的前提下宜尽量考虑浅基础形式。多层框架结构一般宜采用柱下独立基础 如持力层承载力较低时可考虑柱下条形基础及十字交叉基础如多层框架结构带地下室宜采用柱下独基加防水板的做法如地质条件较为复杂亦可采用整体性较好的筏板基础。
高层建筑传至基础的荷载较大。高层建筑对基础埋深要求较大一般带地下室需考虑整体和局部抗浮。高层建筑中主楼和裙房的荷载差距较为悬殊容易引起不均匀沉降这就需要在高层建筑结构设计时，应该严格按照相关规范规定的允许值来控制基础总沉降量和差异沉降量在上部土层承载力较高时，宜采用天然地基上筏板基础或箱形基础如土层承载力不够或沉降量较大亦可在筏板或箱形基础下进行地基处理 做成复合地基以满足承载力和沉降量要求如持力层埋深较大。可采用桩基础加防水板做法来满足承载力沉降和抗浮的要求对于超高层建筑则一般采用桩筏基础或桩箱基础以便支承上部荷载和满足沉降量的要求。
（四）上部结构优化
房屋结构的前期设计环节是影响房屋经济性设计的重要方面，它会对项目的总投资资金造成影响。当前，在房屋设计方面存在的普遍的问题便是在前期环节并没有将建筑结构优化设计的方法应用其中，在设计前期并没有考虑到结构设计的科学性与合理性，甚至部分情况下，会对房屋结构设计造成负面影响。因此，必须在前期设计环节将建筑结构优化设计方法应用其中，选择较为合理、可行的结构形式，策划合理的设计方案，在设计初始时期保障设计的合理性，为整体设计创造较好的开端。
将建筑结构设计方案应用于房屋结构设计中主要是为了在降低工程造价的基础上，提升房屋建成后的整体效益。因此，需要选择节能指标较高的结构设计类型。常规设计中主要有三种房屋结构形式，分别为短肢剪力墙结构、框架结构及框架与剪力墙融合的结构模型。第一种结构设计的抗震性能较高，且并不需要较多材料的选用，第二中结构设计由于其柱截面较大会影响房屋内部家具的布置，而第三种结构综在对房屋上部进行结构优化和建立模型的工程中，剪力墙的布置和设计是非常重要的一项因素。剪力墙的质量需要保证其均匀性，从而使得楼层结构的重心与其平面的中心点实现相互重合，实现削弱风力或是地震等外力因素的影响。在房屋类型允许的情况下，应该尽量采用剪力墙的大开间构造，增加其墙肢长度，这样一方面可以实现墙肢数量的缩减，另一方面还可以在刚度达标的前提下实现混凝土量的降低使用。另外，由于剪力墙采用钢材作为暗柱材料，所以通过剪力墙的大开间结构便能够实现钢筋使用数量的缩减，但是，如果建筑本身不具备相应的条件，并且对建筑物的抗震要求较高，则不能采用该类型的剪力墙。合理规划剪力墙的设置，从而使剪力墙具有均匀的质量。例如在同一楼层内的几何中心与刚度中心能够重合，这样可以便于提高结构的抗震和抗风力，使得这些不利因素降到可以控制的最低水平，最终保障房屋建筑的工程质量。假设房屋类型较为适宜，应当增加剪力墙的肢长，使房屋的使用空间得到优化，从而减少墙肢的数量，保证房屋室内美观的同时，也减少了建筑材料的使用。这样的优化方法不仅能够保证房屋质量，而且能够实现建筑资源的节约。
在节能结构设计上优化建筑。在建筑节能上，对于一个房屋来说需具备好的采光性，这不仅是建筑标准和消费者的需求，也是在节能方面优化设计的原则，首先，在项目施工上要根据该地区的地理位置和规划需求来实现建筑物的朝向；南北通透、合理的阳光照射是保障房屋使用度上的一个具备条件，在美观上而言，也是避免因为天气的影响导致垂直现象，审美的效果就会大打折扣。另一层意义就是采光好的地段，节能方面的效果也是无可质疑的，从而降低热量的损耗；同时于建筑门窗来说，可以直接面对阳光的一面，在整个空气面积上就会不断的扩大，整个视觉感和审美观也有不一样的效果。
五、结束语
设计出耐用、舒适、实用、美观、得体、安全的房屋，是一个综合技术很强的过程。要求结构设计人员在设计工程中，各方考量综合平衡各种因素。在坚持统筹兼顾的原则下，综合考虑各种性能要求，筛选出综合利益最佳的设计方案。科学设计，大胆革新，在工作中不断开拓进取，发展进步。
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[4]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分析[J].中国建材科技，2014（8）：100.
论文作者:潘丽芬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/29
标签：结构设计论文; 房屋论文; 房屋建筑论文; 结构论文; 基础论文; 建筑论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第24期论文;