摘要：在房屋建筑工程施工中，其中最基础的建设是房屋建筑结构设计，房屋建筑在利用及使用寿命上都有着至关重要的影响作用，为此针对房屋建筑结构中有关的设计人员，要求有严谨的工作态度，并合理地对房屋建筑结构进行相关设计，才能确保工程的质量。此外，随着我国近几年科学不断地进步和发展，房屋建筑工程其在功能和性能上都有所变强，一定程度上给房屋建筑结构的设计工作带来了挑战。为此需要设计人员掌握新的设计理念以及新的行业标准，并结合实际中遇到的问题进行研究，制定出合理的解决方案，为我国的房屋建筑工程项目奠定基础。
关键词：房屋建筑工程；结构；优化设计
随着人民生活水平的提高，他们对于房屋的功能提出了更高的要求，同时土地价格以及建材物料价格的不断上升，极大地增加了房屋建设时的成本，给开发商带来不小的压力。面对当前的局势，既要满足人们对房屋功能的需求，又要保证房屋的质量安全，还要节约成本减少房屋的造价，开发商必须寻求更先进的方法和手段，以达到在有限的空间上，使用最少的资源建造出安全适用的房屋。建筑结构设计优化方法则能够帮助开发商很好地完成这一任务。
1房屋建筑结构设计中优化技术的特点分析
在进行房屋建筑的结构设计时，往往设计人员要将房屋建筑的安全性、稳定性等各个方面的内容都考虑在结构设计之中，这对于设计人员的要求非常高，并且在房屋建筑的结构设计优化之中存在很多特点，主要包括了以下几点：（1）从美观角度来讲，进行房屋建筑的设计过程中，不能仅考虑到房屋建筑的质量和居住的舒适度，目前，人们对于房屋建筑在美观上的要求也是非常高的，外观美丽、外形优美的房屋建筑更容易受到购房者的青睐，因此，在进行房屋建筑结构设计优化时，需要对美观性进行优化；（2）从结构设计而言，房屋建筑结构设计必须要根据不同的施工场地和不同的建筑要求进行，要做到因地制宜，有针对性地进行结构设计优化，同样的结构设计优化适用在不同的房屋建筑之中往往会有不同的效果，并且在进行房屋建筑结构设计优化之中还要对于环保进行一定的考虑，目前，我国所提倡的可持续发展，在建筑行业之中也要得到体现；（3）从居住安全方面来讲，进行房屋建筑结构设计优化，必须要将居住安全放在首位，不能单纯地为了追求企业效益，而降低对于施工材料和施工质量的要求，居住安全关系着人们的生命和健康安全，不能马虎，因此，在房屋建筑结构设计优化上还具有安全性的特点。
2建筑结构设计的优化方法
2.1建立数学模型
建筑结构的优化设计，首先便要根据建筑的预设建立科学的数学模型，这个数学模型的作用在于能够对其进行相应的数据分析和结构分析，从而判断预设的结构是否科学合理，继而指导设计工作的不断优化改进。
2.2保证建筑结构的质量
对建筑结构设计进行优化，必须要在保证建筑质量与安全的前提下开展。建筑的质量与安全跟结构设计联系紧密。根据建筑的总体要求，在设计结构时要尽量保证刚度中心和质量中心相差不大，以确保建筑不会在水平作用力下发生较大的扭转。另外建筑在平面上的结构尽量规则对称，垂直方向的支撑架构需要始终在一条称重线上。
2.3结构数据分析
第一步已经建立了数学模型，这时便需要选用合理地算法和以及迭代控制方法来进行建筑结构的理论数据分析，从而解决出现的问题。另外，第二步中的建筑结构的质量安全问题，可能在经过部分数据分析之后会难以排除其存在的问题，这就要求设计者必须选择最全面科学的优化算法，以达到最终的目的。
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3房屋建筑工程结构优化设计具体措施
3.1设计模式的最优化
对房屋进行整体结构的优化设计，通常包括三个步骤：第一步，设计变量的选择。设计变量的选择主要以设计要求为依据，比如目标控制的相关参数等。而从设计的角度来看，一般选择变化波动较小，或是根据局部的设计和结构要求就能够满足设计需求的参数。这种参数选择方式能够尽量减少设计和编程计算的工作量。第二步，目标函数确定。目标函数是设计工作的指导方向，寻找到满足设计所需要的元素的一组方案，使工程投入费用降到最低。第三步，满足约束条件。约束条件是一个建筑建设过程中必须始终满足的对象，其内容包括结构的强度、应力、尺寸、变形、单元构建和结构体系等，在实际的设计工作中，要保证设计出来的结构，其各项约束条件都满足目标的约束条件，也即符合规范的设计要求，从而做到最优的设计。
3.2整体和局部的优化
任何一个建筑项目，都一定具备层次性和复杂性两个特点。就层次性来讲，它包括了建筑的设计体系、结构体系和安装体系，这三个大体系之下又包括一个个小的下属体系，在房屋结构的设计过程中，设计人员需要对下属系统进行优化，以打破多个布局之间的关联作用，从而进行工程的叠加。就复杂性来讲，它包括了选取结构类型、选取零部件和选取建筑材料等方面。从两大特点综合来看，在设计中放在第一位的都不是应该局部整体而是整体，这样，才能够达到最优的优化设计。
3.3结构模型的优化设计
首先，要对结构模型中的涉及的各项数据进行认真计算并采取分析，然后设定合理的参数，使结构模型的准确性更加符合建筑结构设计要求。这一阶段的数据是设计结构模型的主要依据，准确的数据可以有效提高模型的科学合理性，同时提升结构设计的效率。其次，结构模型的函数选择也很重要。在对建筑结构的稳定性、成本等进行设计时，要重点分析建筑结构相关的各项联系，保证符合前后的逻辑性，使结构模型的设计达到最优化。
3.4优化地基和地下室的结构强度
建筑结构在设计过程中，不仅要重视地上的部分，地下的结构和地基也不能忽视。建筑的承载能力以及抗震性能是依靠地基和地下室的机构强度所决定的，对此应加强部分设计工作。先要保证地质状况和现场实际相符合，针对厚度大的承重墙体，防止施工中出现裂缝，采取合理的方式来降低混凝土的承重，才能满足抗变形性能的基础上来降低刚度，建筑的抗震能力才能提高。场地的选择应避开地震时可能发生地基失效的松软场地，应选择坚硬场地。设计中要使从地基传入结构的振动能量为最小，使结构具备足够大的、适当的承载能力、延性和耗能能力，以及以减少地震作用下的位移和扭转的刚度。以刚度、承载力和延性为主导目标，多道防线刚柔结合，使结构具有多道支撑和抗水平力的体系，同时保证结构体型简单，结构传力和受力途径直接，整体结构和结构构件共同作用。
小结
建筑结构设计的优化方法能够在对建筑建设的功能性、安全性以及经济性上进行科学合理的设计优化。在当前土地和建材的价格都在持续上涨的今天，建筑结构设计的优化方法凭借其优越性在房屋结构设计中得到了广泛的应用。优化方法种类很多，这里需要设计者根据实际的情况，选择合适的方法进行优化设计。其合理的运用必然能够给房屋的使用者带来舒适与安全的用房体验，同时给开发商带来更高的经济效益，将有利于社会和谐与发展。
参考文献
[1]高雅茹.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实践应用[J].建筑技术开发,2017,(1):30-31.
[2]宋爽.建筑结构设计优化方法与房屋结构设计[J].建筑工程技术与设计,2017,(33):412-412.
论文作者:周锴,王爽,于小澎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：结构设计论文; 结构论文; 房屋建筑论文; 建筑论文; 房屋论文; 建筑结构论文; 优化设计论文; 《基层建设》2019年第3期论文;