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摘要：社会的发展促进了城市建设水平的提升，但这也造成了城市人口剧增，图纸资源稀缺的问题，因此，如何设计高质量的住宅建筑结构成为了当前房屋设计的主要问题之一。为了满足当前人们的购房需求，开发商在委托房屋设计时，要求引入结构优化设计技术，节约结构设计成本，充分利用房屋用地，保证房屋建筑的经济效益。而从当前的房屋建筑结构设计情况来看，采用了优化设计方案的建筑更能吸引人们的注意。
关键词：住宅建筑；结构设计；优化技术；运用分析
1现代住宅建筑设计基本原则
现代住宅建筑设计原则是在对一个建筑方案进行设计前，要有相应配套的设计计划，明确该建筑设计制定的主体和大致的方案范围，结合面对的消费群体，明确其定位水平。结合需要考虑的居住环境、人口数量、消费水平，先确定一个大致的规划方向，并以此为前提条件对住宅建筑进行设计，明确住宅设计的最终目标是所面向的服务人群，所以无论设计形式如何，都要考虑到以人为本的基本原则，明确设计方案和计划，这些方面都确定后，在给定框架下积极寻找可以进行创新的方向，结合现场、人群等条件综合分析，避开显而易见的问题或缺陷，引人新技术、新工艺更好地面向的人翻浸务。再者，运用数理统计方法，对现代住宅建设过程中的各项技术指标进行综合分析，明确设计过程中需要取用或者参照的指标参数值，为后续的建筑设计提供更为准确的计算依据，避免大概、估计、可能等类型的参照选取，提高设计精度，确保建筑设计效果。
2优化设计技术应用在房屋建筑结构设计中的意义
在房屋建筑结构设计中，运用优化设计技术，对降低工程造价具有重要的意义。与传统的房屋结构设计相比较，采用优化设计技术的工程造价可以有效降低6%－35%，优化设计技术选用最合理的方法利用建筑材料，很好的协调建筑内部的各个单元，通过优化技术的运用，可以实现安全性、经济性的目标;增强建筑的经济性能，降低层高，节省材料，节约建筑用地，增强受力性能;运用优化设计技术不仅可以为建筑的安全提供保障，还为项目的效益提高作出贡献。例如:房屋容积率方面的结构设计，可通过增加层高，缩小栋距的方法，增加经济效益;房屋建筑结构设计中，应用结构优化设计技术，不仅使房屋建筑的外形美观、精巧，还最大限度的降低工程造价，节约成本，达到经济、安全及适用的目的。
3优化技术的应用步骤
3.1选择设计变量
将对设计起到主要影响的因素作为设计变量，诸如结构造价、损失期望等目标控制参数、结构可靠度等约束控制参数，对于设计影响不大，只需要进行局部考虑的因素设为预定参数，有利于减少设计、计算等工作量，确定目标函数，实现总费用最小的目标。
3.2确定约束条件
约束条件有尺寸、结构强度、应力、裂缝宽度等，在进行房屋建筑结构优化设计时，要确保各个约束条件都符合相关规范要求，以实现最佳设计目标。(3)设计优化计算方案:对于房屋结构设计而言，是非常复杂的，涉及到很多变量，在进行计算时，将有约束优化问题转为无约束优化问题后，进行求解，利用复合形法、powell法等进行优化设计计算。(4)设计程序:根据可靠度优化设计模型及优化计算法，编制出运算快、功能全的综合程序。(5)分析结果，确定最佳方案。执行以上所述步骤，综合考虑各个方面，不能为了降低投资而忽视设计优化的作用，正确处理经济和技术的对立统一关系，设计过程中，不能过分强调节约，忽视技术问题，也不能过分强调技术，轻视经济性的要求。因此，房屋建筑结构优化设计是一项比较复杂的综合性决策问题，往往存在对立面，满足经济、适用、安全、美观及便于施工等原则，这五个原则之间也互相矛盾，所以需要进行研究、探索，实现用最少的投资，获得最大的效益目标，满足设计要求。
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4建筑结构优化设计技术的应用
4.1优化房屋建筑结构设计
在进行房屋建筑结构设计时，设计人员为了保证设计的科学性和合理性，他们经常会获得大量的工程建筑参数，并将其都作为变量，对自己的设计理念进行检测。另外，工作人员在进行优化设计时，选择一些变幅较小的参数或者影响程度小的参数作为设计指标，那么整个房屋建筑结构设计的难度就会下降，这样设计人员可以很快的找到房屋设计目标，然后进行房屋建筑结构设计。在房屋建筑结构设计中，确定函数也是非常重要优化设计工作。设计人员经常会在相似的函数中获得目标函数。例如，设计人员在钢结构的施工中，一般都会选择事先所设定好的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸最为符合的函数，然后对该组函数进行仔细的分析，严格控制成本和施工质量。
在一般情况下，进行房屋建筑结构设计时，为了保证结构设计的稳定性和质量，设计人员通常都需要对房屋的尺寸、结构刚性和架构稳定性等做到充分的考虑，避免这些因素对房屋建设造成不良的影响。他们还需要根据实际的建设要求，对施工条件的各种因素和尺寸进行准确的衡量，之后分析施工中的约束条件，确保设计可以满足建筑质量的要求，实现优化设计的目的。
4.2优化房屋的钢结构设计
在房屋建筑结构设计中，建筑材料对建筑结构的整体性有着严重的影响。所以设计人员需要做到以下几点考虑：①设计人员应该清楚在工程建设中钢结构的优势。②钢结构在工程建设中非常重要，明确其中的关键技术。③对刚结构的施工内容进行充分的了解，并且明确其中的可优化的事项。④对于那些可以进行优化的事项，设计人员可以对其进行讨论，最终提出可行性的优化设计措施。⑤通过采用现代的计算机技术，对优化技术的可行性进行深入的探究，然后建立其相应的模型。⑥对模型进行细致的分析，并且判断其在实际使用的效果。
4.3住宅建筑结构中结构协调性优化技术
在设计的过程中，为了能满足造型美观、结合合理等要求，需要做好局部与整体平整度的密切配合。在对柱与墙的布设的阶段中，需要按照建筑平面功能的要求，需要做好统一的协调性，保证建筑项目的每一个开间能与设计规范一致，同时，在设计过程中，要控制好错位现象发生，确保每一层的截面与高度一致，误差不能太大。
在楼梯设计过程中，需要将应力在转角区域集中，使用的承重构件一定是高强度的材料，在材料的选择过程中需要保证其自重得到降低，并且，在整体设计时要确保重心、刚心等得到交叠，以减少扭转的情况出现。
电梯房需要埋置的构件非常多，因此，在对电梯房进行设计时需要单独的对其强度进行计算，保证各项设计数据满足施工要求。
在实际工程中，由于给排水需要采用专用的空间与设备，并且对荷载要求的较高，所以，在水泵设置上，可以将其设置在地下室的地方。
在给排水上由于使用的管道比较多，并且它们的大小不一，因此，在设计的过程中，需要做好预留孔的控制，一定要保证预留孔能够符合设计要求。在楼板穿孔位置设计上，一定要加强，以控制在施工时出现贯穿梁柱的现象发生。
总之，结构优化设计技术对于房屋建筑结构设计而言，具有至关重要的作用，随着生活水平的提高，人们对建筑质量的要求也越来越高，要想满足人们的需求，就要将优化设计技术引入到房屋建筑结构设计中来。本文对优化设计技术在房屋结构设计中的意义进行了阐述，并分析了优化设计技术的应用步骤，最后探究优化设计技术在结构设计中的应用，不仅降低了工程造价，提高效益，还满足建筑对安全性及适用性的需求，促进了结构优化设计的发展。
参考文献：
[1]孔德超.钢结构住宅技术与经济性分析[D].山东大学,2010.
[2]刘晓春.城市住宅可持续设计方法研究[D].重庆大学,2012.
[3]雷音.住宅建筑与室内一体化设计研究[D].华南理工大学,2012.
论文作者:李明刚,王进彪,杨建军
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：结构设计论文; 优化设计论文; 技术论文; 房屋建筑论文; 建筑论文; 结构论文; 住宅论文; 《防护工程》2017年第22期论文;