摘要：建筑工程中，优化建筑结构设计不仅在提高建筑整体质量和优化建筑使用性能等方面发挥了帮助作用，而且还能够强化成本控制，这也是维护建筑单位自身利益的有效方法。本文首先概述了建筑结构设计优化的方法步骤，随后就结构设计优化方法在房屋建筑设计中的具体运用，以及运用过程中需要注意的一些事项展开了简要分析。
关键词：房屋结构；优化设计；抗震性能；建筑地基
1 建筑结构设计优化的具体方法
1.1 建立结构优化模型
设计人员首先将建筑相关参数输入到计算机中，利用BIM技术构建初步的三维建筑模型。然后在这一模型上进行建筑结构优化设计。这种设计方法的优势在于：首先，三维建筑模型能够更加直观的展示出建筑内部结构，这样就降低了结构优化设计的难度；其次，三维建筑模型具有可操作性，设计人员的设计思路能够直接在建筑模型上体现出来。并且可以随意的增加或撤销，直到设计出最优结构方案。此外，设计人员还要提前设置约束条件，包括房屋的尺寸规划、结构强度、变形控制等，进一步丰富建筑结构模型。
1.2 设定优化设计方案
在计算机上完成三维建筑模型设计，以此为参考制定建筑结构优化设计的具体方案。在设计方案中，应当尽可能细化的提供建筑结构的相关参数，例如各个结构预应力、地基承载力的大小，梁、柱、门、窗等部件的具体尺寸等。对于初步编写完成的建筑优化设计方案，还应当组织专家小组会审，对该方案的细节部分提出优化建议，经完善后确定不存在问题，将该方案落实下去，为下一步的建筑施工提供参考。
1.3 结果分析
房屋建筑的施工周期长，资金、人力等方面的投入成本高，这些因素也会影响到建筑结构设计优化方案的实际运用。通过结果分析，可以在建筑结构优化与施工成本控制、施工进度管理等方面达到一种动态平衡。例如，设计人员从专业角度制定了建筑结构优化方案，但是由于设计人员不直接参与工程项目施工，因此一些设计细节可能在现场施工中难以实现，或是需要投入更多的成本，这显然是施工单位不愿意看到的。针对优化设计方案进行深入分析，既可以满足建筑结构优化设计需要，有能够维护建筑单位的利益，进一步提高了结构设计方案的可行性。
2 房屋结构设计中建筑结构优化设计的运用
2.1 建筑整体与局部优化设计
建筑结构设计的优化，应当协调好局部与整体之间的关系。局部方面的设计，包括建筑结构材料的选择，结构类型的确定等；而整体层面的设计，则需要考虑建筑结构的稳定性、整体的协调性，以及建筑后期使用过程中的安全性等。在实际开展优化设计时，设计人员要辩证看待整体与局部的关系，将整体设计摆在优先位置，即在保证建筑结构稳定、质量安全的前提下，再通过局部设计提高房屋建筑的使用功能，这也是确保建筑局部优化设计能够得到体现和发挥价值的关键。
2.2 建筑抗震性能优化设计
在房屋结构设计中，建筑结构设计优化方法主要应用于无具体数据参数指标的抗震设计情况。将抗震设防烈度作为设计案例，正是由于其发生具有较大的不确定性，实际计算情况通常会与预定设计情况产生差异，因此需要采取结构优化设计中的概念设计方案。在具体设计过程中，将建筑结构优化设计方法灵活运用于设计中，以期达到最佳设计值。将房屋结构设计细节中现浇板的选用作为具体设计要求，若其异形板在拐角末端较易产生断裂情况，设计时则需要考虑钢筋选择的范围，选用极限拉力较强、能够满足塑性要求的钢筋材料。
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2.3 建筑基础地基优化设计
房屋地基作为其结构设计的关键，为达到优化设计的目的，首先需要确保其地基结构设计的最优规划。随着建筑行业的飞速发展，房屋地基设计也正根据其建筑成品的功能、具体形态不同，其对地基的具体标准要求也存在着强弱差异，基于房屋基础地基设计更需要从其实际情况出发，设定好地基实际勘测计划，在结构优化设计时，秉承节省工程造价的原则，若地基设计主要以地桩为基础，则需要根据实际受力情况，对不同材质的地桩进行考察，选择最佳的设计方案。
2.4 建筑使用寿命优化设计
在现实生活中，经常会发现一些房屋建筑，在未达到设计使用寿命前就出现了墙体开裂、地基不均匀沉降等一系列问题，不仅缩短了建筑使用寿命，而且也给住户的生命财产安全带来了严重威胁。通过建筑结构设计优化，提高了建筑结构设计的科学性，从而达到了延长建筑使用寿命的目的。例如，在建筑结构设计优化方案中，对建筑结构材料的质量提出严格要求，增强了建筑结构的稳定性。还有就是通过设计优化，提前对建筑地基基础进行加固，这些设计方法都会在一定程度上确保了建筑使用安全，在没有遭遇重大地质灾害的情况下，尽可能的延长建筑使用寿命。
2.5 选择节能指标较高的建筑结构类型
在绿色建筑理念下，选择节能材料或是节能结构，成为建筑结构设计优化的方向之一。在节能材料方面，可以使用新型墙体材料，如黏土空心砖、加气混凝土等，具有较强的保温、隔热、隔音等特点；在节能结构方面，可以考虑短肢剪力墙结构、框架与剪力墙融合结构等，既可以保证建筑稳定性，又能够节约建筑材料，也符合建筑结构设计优化中集约、高效、节能的理念。
3 建筑结构优化设计中的注意事项
3.1 充分发挥信息技术的应用优势
在建筑结构优化设计中，信息技术作为一种辅助手段发挥了重要价值。特别是对于现在一些高层的、结构复杂的建筑，设计人员在开展建筑结构优化设计时，需要综合考虑多方面因素的影响，例如建筑结构的安全性、稳定性和美观性等。如果不借助于专门的设计软件或管理系统，不仅是增加了设计难度，而且也很难保证建筑整体结构的协调性。因此，在开展建筑结构优化设计工作时，设计人员必须要熟练运用信息技术，掌握各类设计软件的操作技巧，体现出建筑结构优化设计的专业性和效率性。
3.2 要关注建筑长期使用效果
延长建筑使用寿命是建筑结构优化设计的重要内容之一，这也就意味着设计人员不仅要立足于当期建筑的使用功能和形体美观，而且要关注建筑长期使用效果，以体现出房屋结构设计的实用性和高性价比。通过建筑结构优化设计，要充分结合建筑所在地区的地质特点、环境特点，以及建筑的使用功能等，综合这些影响因素制定出科学的优化设计方案。同时，还要与建筑施工单位的相关负责人进行协商，以确定优化设计方案的可用性。
4 结语
建筑行业的成熟发展，人们对于房屋建筑的各项要求也在不断提高。除了要保证建筑质量安全外，像功能的多样性、外形的美观性等，也都是衡量建筑设计水平的重要因素。因此，设计师在进行房屋结构设计时，必须要结合建筑使用需求，不断进行建筑结构的优化设计。提供多种优化设计方案，对比择优选择一种最佳方案，为后期建筑施工的顺利开展以及建筑整体质量的提升奠定必要的基础。
参考文献：
[1]谭玮，连长江.明挖地铁车站基坑支护结构优化设计及对主体结构的影响分析[C]//全国建筑结构技术交流会.2016.
[2]赵鑫.浅析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].建材发展导向：上，2014（6）：211-212.
论文作者:梁洪勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/3
标签：建筑论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 优化设计论文; 结构论文; 地基论文; 设计方案论文; 《基层建设》2019年第7期论文;