摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，建筑行业得到了显著发展，房屋结构设计也在不断进步，极大推动了我国房屋建筑行业的发展与优化。结构优化是房屋结构设计中的重要内容，关系到房屋结构设计的质量，本文将对结构设计优化在房屋结构设计中的应用进行分析，从而表现结构设计优化的重要性。
关键词：房屋设计；结构优化；建筑工程
房屋结构设计是房屋建设项目的重要内容，设计优化将决定着后期施工的质量与稳定，一般都通过精确的计算将房屋设计方案确定下来。房屋结构设计不仅能够将房屋建筑稳定性提升，还能增强耐用性与美观性。由此，将结构优化技术应用到房屋结构设计中是一项重要内容，下面将对相关内容具体分析。
一、房屋结构设计优化概述
（一）房屋结构设计方法内涵
要想使建筑施工更加方便、高效就要做好建筑结构设计优化，能够将建筑艺术性与美学特征有效结合起来，进而体现房屋功能与建设内涵的一种设计方式，在前期设计当中，能够不断优化与选择方案，最终得到舒适安全的房屋建筑，兼顾质量与美观。
（二）结构设计优化特征
结构设计方法具有广泛性，涉及的领域较广；结构设计优化具有较强的美观性与实用性；结构设计优化注重实用；结构设计优化能体现环保与节能，与可持续发展理念相契合；结构设计优化具有较强的科学性与技术性；设计师在确保建筑质量的同时，也要不断尝试新的样式，进而使结构设计优化具有创新性。
二、房屋结构设计优化在房屋结构设计中应用的必要性
注重质量安全与舒适性是传统建筑结构设计遵循的原则，但如果不能控制好建筑造价，将使建筑成本增加，影响到建筑单位收益，一般都会将设计阶段造价控制在4%～7%左右，并且很多缺陷也将出现在设计中，影响到建筑结构美观性与实用性，样式不够新颖，不具有吸引性，难于满足居住者的需求[1]。而在房屋结构设计中应用现代化的结构设计优化方法则能体现出经济性与实用性，达到艺术与功用的统一，有效整合经济价值与生态价值，使建筑施工材料达到优化使用与节省，使房屋结构稳定性与使用寿命延长，综合效益得以体现。此外，使用结构设计优化方法还能够使成本得到节约，节省至5%～30%左右，真正实现资源的优化配置与利用，体现社会效益与经济效益。
三、房屋结构设计优化在房屋结构设计中需要注意的内容
即使建筑结构设计优化方法具有显著特征，优势较多，但依然要将质量优化与控制作为首要任务，不能过分追求经济效益而出现偷工减料、缩短工期等情况。即使得到了优化的设计方案，但质量却得不到保证，最终使业主利益受损。这是结构优化设计应用到房屋结构设计中需要注意的问题。此外，要结合实际施工情况与标准对设计方案进行优化，使各项数据、信息更加准确[2]。
四、房屋结构设计优化在房屋结构设计中的应用方法
（一）房屋整体设计优化
使用结构设计优化方法要先对结构进行计算与分析，构建出结构立体优化模型，最后对结构进行科学分析。具体步骤如下：
首先，将设计变量拟定出来，设计变量对建设设计有着重要参考价值，是一个重要参数值，并能影响到预定参数，进而将设计工作量降低。其次，要对优化目标函数进行拟定；将模型约束条件确定下来。约束条件分为四个，分别是应力约束、变形约束、裂缝约束以及弹性约束。在使用优化方法时，需要构建出一个稳定性的优化变量，非线性优化方法应用较多，能够使计算更加方便，实现约束条件的转化，使用Powell、拉式乘法对约束条件进行计算。最后，对模型优化并拟建，进而将模型参数求解出来，能够及时发现模型中存在的问题，加深优化处理，使房屋结构质量提升[3]。
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（二）房屋建筑分部结构设计与优化
1、建筑基础拉梁设计优化
为使建筑抗震效果增强，减少外界环境影响，可以将短柱形式作为建筑基础设计。将建筑相邻的短柱距离进行控制，1/10为两个相邻短柱到中心基础拉梁的截面高度。建筑施工中，为使建筑高度得到控制，当高度过低时，要将使用的钢筋适当减少，这样能够使建筑抗震性能得以增强，为使拉梁弯矩与混凝土框架结构达到一致，可将基础梁设计为最大值[4]。
房屋结构设计中，连续梁的设计也是重点内容，按照单梁方法对连续梁进行设计较为常见，在建筑阳台边梁设计中更为普遍，鉴于阳台承受的荷载小，为使计算更方便，会使用连续单梁设计法，将房屋结构耐受性与稳定性降低，还会造成端柱与边梁伸缩性能降低，收缩应力加大，梁的承载力降低。为此，要使用科学方法对连续梁进行设计，对连续梁支座上部负筋配置进行优化，减少按照单梁设计方法设计，使房屋结构稳定性增强[5]。
2、基础设计荷载设计优化
如果建筑楼层低，不需要反复对建筑基础抗震性进行核验，只需校验一次就可以。钢筋混凝土框架结构是建筑主要结构类型，在优化设计时，要控制好风荷载，防止荷载较大影响结构稳定性。如果楼层低于8层，则符合总高度控制指标，如果关键受力部位不在软性粘质土层当中，可将抗震能力检验步骤省去。
3、钢筋混凝土框架结构设计
建筑结构的钢筋混凝土框架优化是一项重要内容，是关键的设计优化部位，鉴于结构是钢筋混凝土框架，并且钢筋混凝土框架优化过程中要先对风载荷进行考虑，要使用准则法优化结构。将有限单元法应用在已知的结构截面中，分析整体结构的受力情况，再通过分解结构实现对每一个单元结构的优化，使用公式将结构参数推导出来，计算出最终的框架优化等级。需要结合不同材质墙面选择不同的设计优化方法，轻质墙体可使用建筑结构周期设计优化方法，建筑结构使用年限与设计周期限度一致，折减系数为0.6~0.9，将建筑结构计算周期与折减系数相乘，最终得出折减计算结果[6]。
4、概念设计
概念设计就是在充分考虑各种影响因素以后，结合建筑结构性能对房屋使用性能进行全面增强，减少设计疏漏的过程。为使房屋结构更加稳定，减少自然灾害的破坏，就要使材料刚度达到均匀标准，使用延性设计，减缓地震损害。
概念设计要点与中性思想是特定的空间，可以使用整体概念制定总体设计方案，处理结构、结构与构件、结构与结构之间的关系。在相同设计方案中，建筑结构组成会出现变化，即使结构设计已经确定，但在分析方法上存在不同。可以使用计算机技术处理这些问题，对结构规律进行判断，总结工程经验，最终得到设计优化结果，这就是概念设计思想。
结语：
总之，结构设计优化技术是一个不断进步与发展的技术，在房屋结构设计中应用能够体现建筑经济性与美观性，进而满足居住者的需求，提升居住者的生活舒适性与安全性，还能将施工单位造价成本降低，获得经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]陈家华.关于结构设计优化技术在厂房结构设计中的应用探析[J].价值工程，2014（17）：92-92，93.
[2]辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程，2010，29（27）：121-121.
[3]陈亚杰.结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015（17）：963-964.
[4]曹同德.结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（14）：419-419.
[5]刘晓军.关于结构设计优化技术在厂房结构设计中的应用探析[J].城市建设理论研究（电子版），2015（8）：3343-3343.
[6]马秀林.浅析结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015（19）：5848-5849.
论文作者:杨岗
论文发表刊物:《基层建设》2015年32期
论文发表时间:2016/10/19
标签：结构设计论文; 房屋论文; 建筑论文; 结构论文; 方法论文; 建筑结构论文; 钢筋混凝土论文; 《基层建设》2015年32期论文;