摘要：本文首先对建筑结构设计优化方法的应用及实践价值，进行了简要地阐述，然后分析和建筑结构优化设计方法在房屋结构中的应用，最后笔者分析和探讨了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析。希望通过本文对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用相关问题的分析与探讨，能够有助于我国建筑房屋的设计实现实用性、安全性、经济和美观性的目标。
关键词：结构设计；优化方法；实际应用
1 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
对结构设计优化方法的应用：通常情况下，主要的优化方法和结构在整体结构优化设计技术的应用优化设计的住宅项目和住宅项目的分工结构。具体来说，分工结构住宅项目包括基础结构优化设计优化设计结构，结构和方案结构细部设计等屋面系统和支持。这些方面包括很多小的方面，如选择、布置、应力分析、成本分析等联合国应严格与相关设计规范和使用要求，结合工程具体情况，优化结构，促进全面的经济效益显著提高
1.2 结构设计优化方法的实践价值：要充分考虑建筑结构长远效益，来对建筑结构的近期投资进行减少，并且促使建筑结构的可靠性和合理性得到显著提升。通过实践研究表明，相较于传统的设计方法，将设计优化技术应用过来，可以在较大程度上降低建筑工程造价。通过优化技术的应用，可以将材料性能给最合理的利用起来，有效协调建筑结构内部各个单元，并且安全度也符合建筑规范的规定。
2 建筑结构优化设计方法在房屋结构中的应用
2.1 整体优化和局部优化
房屋结构的设计很明显具备层次性和复杂性的特点，层次性层面来看，房屋结构包括属于其的设计体系、结构体系和安装设置体系，其中这三个大体系下面又包含众多各自的小体系，一层套着一层，正因为这样的体系庞大又能体现出房屋结构设计的复杂性。所以对房屋结构的优化不是简简单单的整体全面优化，也不是对个别体系内的部分进行系统优化，要即进行整体优化又要兼顾局部优化，把握每一个小的体系细节，从房屋建筑原料的选取到房屋整体结构样式的选择都要清晰明了的进行优化设计，只有整体兼顾局部，方能真正实现房屋结构的优化。
2.2 项目分阶段优化
房屋结构的设计优化不是一蹴而就的过程，一定要理清整个过程的每一个阶段，每一个步骤，对整个项目设计规划过程中就要分好阶段，在具体的施工和以后的优化过程中都要按照阶段逐步进行优化，这样才能最高效率的实现房屋结构的优化过程，同时保证建筑的施工质量，增加建筑企业的经济效益。
2.3 桩基础优化
房屋结构尤其是以后的高层建筑房屋结构桩基是特别重要的，好的桩基础会对整个房屋结构的质量带来一个质变的程度飞跃。桩基础一般分为灌注桩以及预制桩俩种桩型，其中灌注桩的施工质量较难控制，并且操作复杂，工期时间也相对较长，所以桩基础在房屋结构设计中要根据实际情况进行设计优化改变。在沉降符合相关标准的基础上，就可以选择预制桩进行施工。优化的过程中要特别注意的是因为随着桩基的深入土地中摩擦阻力会越来越大，所以应该尽量选取长度较长的预制桩。
2.4 高层结构优化
未来的房屋结构是高层化的建筑结构，但是过高的建筑结构肯定会带来一定的危险性和不稳定性，所以一定要对高层结构进行优化。首先要对高层的房屋结构进行模型建立，合理布设剪力墙，一定要保证剪力墙的质量均匀，使对称楼层的平面刚度中心点同楼层的结构重心相重合。从而对地震、风力等外部载荷的作用进行一定程度的抵消作用，高层建筑为了确保房屋建筑的安全质量房屋结构允许的情况下一定要应用大开间的剪力墙，同时还应增加剪力墙的墙肢长度，另外，剪力墙中的暗柱一定要使用钢筋材料，这样才能最大程度的实现高层结构的优化过程。
2.5 结构同建筑的协调优化
优化建筑结构的设计，应结合整个平面紧密的建筑结构，从而达到房屋结构外观精巧，结构是合理的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在房屋的柱子和墙壁的布局，必须与建筑平面功能的要求相一致，每个房间应该统一利用结构以达到更好的优化过程，整个建筑系统必须是明确的和间接的，墙柱不出现错位，每层高度应一致对住房保障的截面积，保证重心整体结构优化，只是心与形心重合，从而保证不出现松散情况
3 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析
3.1 建筑结构设计优化方法分析
建筑结构优化设计方法主要包括以下几种：（1）拓扑优化方法，拓扑优化方法的主要内容是寻找建筑结构刚度最理想的传力模式或者分布方式，以此优化结构的性能或者降低建筑结构的自重，拓扑优化方法是结构设计初始阶段提出的概念性设计，通过整数变量的形式或者逻辑变量的形式来表现建筑结构的实际分部形式，以此或者最佳的布局设计方案，该种建筑结构设计优化方法与其他方法相比，其经济效益更高，更容易被广大工程设计人员所接受；（2）外形优化方法，外形优化方法的研究时间相对较短，指的是在结构拓扑结构一定的基础上，调整结构内部形状与框架，以此对建筑结构进行改进与优化，以对象为标准将外形优化方法分为两种，即杆系结构与连续体结构，对于杆系结构外形优化方法，应该以节点作为为设计变量，然后进行截面优化，通常采用分布优化与综合优化进行求解；对于连续体结构，通常采用数值、解析两种方法进行结构外形优化；（3）截面优化方法，截面优化方法是采用有限元方法计算设计变量的所受应力与结构位移，通过科学的数学规划方法以及灵敏度分析，实现对房屋建筑结构的优化。
3.2 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析
文章以某房屋建筑工程为例，该房屋建筑工程采用钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积为6408平方米，由于施工现场条件有限，建筑平面长度设计为58.1米，宽度设计为15.6米。该建筑工程总共7层，层高设计为3.6米，走廊宽度为2.4米，房间开间进深为6.6米，地基承载力控制在120kN/�O-140kN/�O之间，由于冬季气温相对较低，并且地下水深度为7m左右，地下水、降水会对混凝土造成侵蚀，为了保证该房屋建筑工程的安全性和可靠性，需要采用建筑结构设计优化方法对房屋结构设计进行优化和完善，具体表现为：
（1）创建房屋建筑结构优化设计模型。想要实现对房屋建筑结构的整体优化，应该创建完善的房屋建筑结构优化设计模型，具体步骤表现为：第一步，合理的选择设计变量，在选择设计变量时，应该将影响建筑结构的主要参数作为设计变量，例如约束控制参数、目标控制参数等，同时还存在一些影响相对较小、变化范围也相对较小，能够满足相关设计要求的一些参数，通常采用预定参数表示，这样能够有效的降低编制程序工作量、计算量以及设计量；第二步，确定目标函数，在进行结构优化设计时，应该寻找一组可以满足预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋截面积等的函数，以此降低工程造价；第三步，确定约束条件，为了保证房屋建筑结构的可靠性，在进行房屋建筑结构设计优化时，应该确定优化设计的相关约束条件，房屋建筑结构设计优化的约束条件主要包括结构体系约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等，同时在进行房屋建构设计过程中，还应该对实际的约束条件与目标约束条件进行比较分析，以此保证所有的约束条件都能够满足相关的设计要求，实现对房屋建筑结构的最佳设计。
（2）设计计算方案与程序。在进行房屋建筑结构优化设计时，设计人员应该对设计方案进行合理的优化，在此过程中会涉及到众多的变量与约束条件，设计人员在进行设计与计算的过程中，应该充分、全面的了解这些变量与约束条件，并进行科学的分析，采用数学计算方式，实现对房屋建筑结构的优化设计。当创建了模型以及确定设计方案之后，设计人员还应该根据设计方案制定相应的程序，把相关变量录入计算机，当出现设计变动时，应该改写基础结构，然后进行重新录入，由计算机根据相关的编程数据得出相应的结果。
（3）结果分析。当计算机计算出结果之后，应该对结果进行分析，以此判断设计方案的科学性与合理性。在进行房屋建筑结构设计时，应该保证房屋建筑结构设计满足结构规范标准，这就要求设计人员从多个方面考虑，综合分析之后更好的完善结构设计，降低建筑结构设计难度，在不影响整体施工质量的前提下，降低施工企业的施工成本。因此，在进行房屋建筑结构设计时，设计人员应该正视经济与技术之间的矛盾，通过优化设计，有效的的解决经济与技术之间的矛盾，尽可能的降低施工成本消耗。
结束语
总而言之，房屋结构设计是一项复杂的系统工程，通过将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中，能够保证房屋建筑的安全性，降低投入成本，为人们建造安全、美观、舒适、实惠、耐用的房屋建筑工程。
参考文献：
[1]胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居，2013，（4）：45-46.
[2]陈俊.浅谈结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].科技向导，2013，（2）：172.
论文作者:余慧波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/11
标签：结构设计论文; 建筑结构论文; 结构论文; 方法论文; 房屋论文; 建筑论文; 优化设计论文; 《基层建设》2017年第25期论文;