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摘要：着社会的快速发展，大型建筑工程项目越来越多。对房屋建筑结构来讲，结构设计工作在整个房屋结构中占据重要的位置，强化结构设计优化技术可以快速的提高整体质量，降低工程造价，促进建设工程项目的顺利完成。本文重点就结构设计优化技术展开分析，并就其在房屋结构设计中的应用进行了具体的阐述。
关键词：建筑；结构设计；优化方法；房屋结构
1 结构设计优化的基本原理
结构设计优化的基本原理为着手项目结构设计活动时，除应思量建筑安全系数和实用功能，也应强化美学价值。换而言之，即借助可行、合理的设计，打造完美、理想型设计作品。对于房屋工程而言，结构整体与分部结构优化设计为结构设计优化最为重要的两个应用层面，而结构设计优化具体涵盖围护结构方案、细部设计与屋盖系统方案。若要进一步细化，则可划分为造价分析、选型和受力分析等。在具体的实施过程务必要依据实际情况来确定，尽可能达到建筑整体价值最高。在舒适安全的基础上，建筑师应主动顺应时代潮流，主动实施结构改进和创新。待设计结构时，应在总体上满足设计师提出的设计理念，基于这一基础，保证平面布置对称与合理，全面缩减刚度中心和质量中心的差别；尽可能保证不让建筑物基于水平压力出现骤然扭转现象。同时，纵向布置需在迎合功能标准的基础上，尽可能把纵向承重构件展现出上下贯通这一状态；为降低设计和结构剖析难度，最好不要应用转换层。
2 结构设计优化的主要作用
2.1降低建筑成本
将结构优化技术和传统结构设计对比发现，前者不仅在成本方面取得显著改善，还在质量层面获得显著效果。对于高楼层和多层楼层，在实际建设过程，其中楼层越高，则层数也越多，且楼层面积越大所对应的占地面积却不太大，显著缩减了工程成本，但所面临的难度下述较高，除应权衡楼层距离，也应思量房屋承重。而多楼层用户无需考量这一问题，占地面积相对偏广。同时，建筑成本的提升表明建筑面积出现了不必要的浪费。从这两者进行考量，建筑商一般价位倾向高楼层方案，既节约成本还提高利益，进而对房屋结构提出了全新的要求。
2.2结构设计优化的呈现
着手房屋结构设计活动时，除应思量房屋的主要作用和基本安全，也应保证房屋外观理想和美观。在房屋设计优化中，最主要的问题便在这里，借助最直观方案美化房屋，且安全可靠。而这对房屋设计师也提出较高的要求，在确保建筑可靠的基础上，从视觉上呈现出一种美感，为此，在具体的设计工作中，设计师需积极创新，依托平面设计图融入一些新颖的想法，让平面尽可能做到整齐与可靠性，全面缩小质量中心和刚度中心之间的差异，以此来让建筑基于高承压作用也不会出现扭曲变形，另外在竖向布置中保证承重构件可上下贯通，最好不要应用转换层，规避结构和设计麻烦。
3 建筑结构设计优化的具体应用
建筑结构设计优化的具体应用:(1)对于房屋建筑的整体和局部加以阶段性优化。房屋建筑的结构特点普遍存在层次性和复杂性。前者囊括的内容包含了整体设计、安装体系、结构体系等等，每个体系中又囊括了众多的下属体系。因此在进行房屋优化设计的过程中，设计师对下属体系的关注程度和解决的方法体现了设计师的功底。优秀的设计师会打破原有的工程体系，体现出建筑结构设计的叠加性等特点。复杂性方面，建筑材料以及零部件的选取在房屋建筑的结构优化中发挥着重要的作用。设计过程中对于材料、零部件的选取要能够体现出优化的思路，同时由于建筑工程的工期限制，设计方案也要根据实际情况进行阶段性调整，以保证整个工程的顺利开展，并且保证房屋建筑的整体寿命得到优化，而且还要保证施工企业的经济效益得到保障。(2)建筑结构的优化设计首先要针对房屋建筑的上部结构进行模型的建立。通过系统性的优化工作，设置合理的剪力墙如表1。剪力墙的设置需要考虑整体的质量，尤其是楼层的平面刚度的中心点、重心等，以减少自然因素带来的破坏。房屋建设过程中，根据实际情况注意，适当增加和减少，以达到符合建筑质量的标准的目的。剪力墙的暗柱可以采用钢材打造，这样做的目的是减少钢筋的使用，降低建筑成本。(3)建筑结构优化中对于排水系统的优化。出于美观和合理性的考虑，对于建筑结构的优化设计，首要的是考虑建筑的整体结构中的平面结构的问题，不仅要简洁，还要保证墙体于支柱之间的错位不能发生。在拐角区，由于受力较多，因此多选用高和强的建筑材料担任承重材料，达到降低自重的目的。整体结构的设计中要考虑的是重心、刚心和质心，尤其是排水系统的设置，可能要对许多机械设备的荷载能力和荷载强度进行考虑，将排水系统的设置放在地下室内，确保管道的预留尺寸和深度相吻合，降低水平方向的管线，将管道穿过承重墙后，采取加固的措施予以稳固，可以从整体上保证结构和管道网的协调性，发生管道绕梁的概率较低。
4 建筑结构设计优化的步骤
根据房屋结构设计的标准和要求，在进行建筑结构设计优化的过程中，首要要建立一个建筑结构优化的模型，包括选择变量的科学性和合理性，相关数值的期望值，结构造价的参数等等。对于预订式数值进行关注，减少设计数量和编程的数量，提高工作效率。例如在进行钢筋截面的面积结构优化的时候，除了要了解目标函数，还要了解概率函数，这样做的目的是降低整体建筑工程的造价。另外，在约束条件的确定前提下，进行一些数据的约束。如裂缝的宽度约束，尺寸大小的约束等。在进行方案的优化的时候，向对相关的应用程序进行设计，然后对各方面的结果进行分析。结构图见图1。
5 结语
只有进行合理的结构设计优化才能够保证房屋建筑更加稳定、质量更高。优化结构设计还能够进一步的降低成本，通过优化结构选型、运用计算机优化技术、进行功能优化等提升结构，确保建筑功能性，提升整体效益。
参考文献：
[1]周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,01:117.
[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,2014,27:36.
[3]胡文超.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].江西建材,2015,18:46+51.
论文作者:葛灵强
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
标签：结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 房屋论文; 楼层论文; 房屋建筑论文; 质量论文; 《基层建设》2017年4期论文;