摘要：随着我国社会经济的快速发展，城乡居民的生活质量得到了快速的提升，对于居住环境也提出了越来越高的要求。因此，新形势下的城镇化建设工作需要重点优化房屋建筑结构设计，满足居民的住房需求，综合运用各种技术手段提高结构设计的科学性与合理性，推动我国的城镇化建设更好更快发展。
关键词：优化技术；结构设计；房屋建筑
我国社会主义市场经济下的房屋建筑行业发展情况一直受到社会各界的广泛关注。房屋建筑结构设计将直接影响到房屋建筑工程施工质量。因此，设计师在进行房屋建筑结构设计的过程中需要综合考虑到房屋建筑的耐久性、功能性及美观性，合理设计房屋结构，在保证施工质量的基础上合理有效的控制施工成本。在开展全面施工之前，施工单位必须对与房屋结构设计有关的各种优化因素有一个全面的了解，从诸多技术中选取一个最切实可行的设计优化措施，为城乡居民提供一个实用、美观的居住环境。
一、房屋建筑结构设计优化方式的重要性及意义
负责建筑结构设计的有关工作人员需要全面了解房屋结构设计工作中优化建筑结构的重要意义。一方面要保证建筑的美观性与实用性，同时也要对工程建设的总体造价进行合理的控制，保证建筑结构具有充分的可靠性与安全性，这也是优化建筑结构的主要目标。
二、建筑结构优化方式在房屋建设应用中的具体步骤
（一）创建建筑结构优化模型
（1）对设计变量进行合理化的选择
在对相关变量进行选择过程中，将对建筑本身结构有主要影响的参数作为变量。比如建筑结构的相对高度、建筑结构造价实以及建筑损失的期望值等。对于部分变化范围较小、影响程度不大的变量参数，可以通过预定是参数进行表示，降低计算数量与设计数量，降低编程工作压力，进而实现工作效率的提升。
（2）确定相应的目标函数
在优化设计建筑结构的过程中，需要根据现有的预定条件确定钢筋截面面积，同时也需要找到一组已经失效的概率函数，合理控制工程整体造价。
（3）确定约束条件
在优化结构设计的基础上要进一步保证建筑结构具有充分的可靠性，找出与建筑结构优化设计有关的约束条件。比如结构体系相关约束、尺寸大小约束、建筑裂缝的宽度约束等：在进行建筑结构设计工作过程中，需要从实际性质与目标性是两个方面的角度出发，对各方面的约束条件进行综合性的分析与比较，根据建筑工程要求确定约束条件，提升建筑结构设计效果。
（二）制定优化设计方案
房屋建筑结构设计需要在可靠度要求的基础上综合考虑多项约束条件，部分情况下可能需要面对非线性的相关优化问题。因此，在具体的计算工作中需要建立起从有约束到无约束的优化体系，可供选择的计算方法包括powell、拉氏乘子法等。
（三）设计相关应用程序
在可靠度要求的基础上优化房屋结构设计，建立基本模型，合理选择计算方式，其根本目的在于能够将设计效果以更加直观、准确的形式展现出来，最终形成一个具有较快运算速度；具备充分科学性与综合性的应用程序。只有这样才能够更加有效、更加全面的落实优化设计方案。
（四）综合结果分析
再获取计算结果之后需要对各种不同的计算结果进行比较与分析，进而选出最佳的设计方案。在这一过程中需要对相关问题进行全面的考虑，通过多个角度对相关问题进行分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从众多设计方案中做出最合理的选择是保证房屋建筑具备充分实用性、安全性与美观性的重要前提条件，对于工程建设的总体资金投入也具有十分重要的影响。在优化建筑结构的过程中需要统筹兼顾建筑技术与经济节约两方面的要求，从全局的角度出发对二者之间的关系进行梳理，达到预期的设计目标。
三、房屋结构设计优化技术的具体应用
（一）房屋建筑的局部性与整体性优化
建筑设计是一项兼具复杂性和层次性特点的高度工作。从层次性角度来说，这方面的特性具体体现在建筑结构的安装体系、结构相关体系以及整体设计体系三个方面，单独体系各自都可以划分为许多不同的旁分体系。在执行房屋结构设计工作的过程中，设计人员需要逐个优化所有下属体系，打破体系与体系之间的边界，最终建立起叠加性工程；从复杂性角度来说，这方面的特性具体体现在建筑零部件的选取、建筑材料的选取等方面。在设计过程中需要重点从整体结构入手，实现全部的建筑结构优化。
（二）建筑阶段性优化与寿命优化
每一个建筑的使用寿命都是固定的。优化方案的设计要涉及到建筑在使用全过程中每一个阶段。设计人员一方面需要对房屋建筑在各个阶段的使用特点进行全面考察，同时也需要依照实际检测结果有针对性地选择优化方案。在些基础上综合运用各种技术手段对工程整体寿命进行优化。只有这样在能够在保证建筑质量的同时将相关企业的经济效益最大程度上发挥出来。
（三）桩基础的具体优化
在建筑结构设计中，经常投入使用的桩基础包含预制桩与灌注桩两种。其中灌注桩在施工质量方面有着比较大的管理难度，相关的施工操作十分复杂，并且有着比较长的建设周期。在进行具体设计的过程中，设计人员要结构现有的建筑结构标准对预制桩施工流程进行简化处理。需要注意的是，在桩基础不断加深的过程中，装机与土壤之间的摩擦也会不断增加，因此需要将预制桩的长度给予适当的增加。
（四）优化建筑主体上部结构
设计人员需要通过相应的模型优化房屋建筑上部结构。比如设置质量均匀的剪力墙，使楼层整体结构重心与平面刚度中心点相重合。在房屋建设条件允许的情况下，需要以大开间的形式的对剪力墙结构进行设计，使适当增加墙肢长度，对墙肢数量进行适当的控制，采取这种设计方面一方面能够保证达到设计要求，同时也能够进一步降低混凝土材料的使用量。同时，设计于剪力墙内部结构中的暗柱往往由普遍钢材铸造，在剪力墙面积较大的情况下，相对来说所使用的钢筋量较少，能够降低建设成本。若在建筑自身条件不允许的情况下，对于部分抗震挤压要求较高的建筑结构来说，所设置的剪力墙不宜过大。
（五）建筑优化与结构优化保持协调
在对建筑结构进行设计的过程中，首先需要保证整体平面能够与建筑整体结构紧密配合，只有这样才能够实现建筑结构使用性与美观性之间相互协调。建筑系统外观要尽量简洁大方，支柱与墙体之间不能够出现错位的问题，截面面积要与高度相通。在进行楼体设计的过程中，对于部分承载压力较大的转角区域，则需要专门选用承重性能较高的建材，降低建筑物自重。保证建筑整体的质心、刚心与重心能够正确交叠，避免出现扭转的问题。
（六）排水系统优化与结构优化保持协调
在设计过程中，设计人员需要重点注意水平方向的管线可能会贯穿柱或梁的情况。若在建设过程中，管道需要穿过承重墙，一定要事先加固墙体。在整体上尽可能地保证结构的设置与管道网相协调，预防管道出现绕柱或绕梁的现象。
结束语
当前我国已经进入现代化建设的关键阶段，如何做好房屋建筑结构优化设计工作已经成为施工单位十分重要的研究课题之一。这就需要施工单位对各种不同的优化设计理念与技术手段有一个全面的了解，综合运用各种手段提高建筑结构设计的科学性与合理性，在为城乡居民住户提供优质住房环境的同时也要保证住户的生命财产安全不受侵犯。因此，施工单位需要树立主人翁意识，形成高度的责任感和危机感，持续追踪社会民众的住房需求变化，为我国的城镇化建设贡献力量。
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论文作者:杨志勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/27
标签：结构设计论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 房屋建筑论文; 过程中论文; 结构论文; 体系论文; 《建筑学研究前沿》2017年第28期论文;