摘要：进行建筑结构的优化设计能够满足现阶段建筑工程的工作要求。而建筑工程体系是比较复杂的系统，其内部涉及到建筑设计模块、施工及管理模式、竣工验收模块等，通过对这些工作模块的协调，可以有效提升建筑工程的应用效益。为了满足现阶段建筑设计工作的要求，设计人员需要实现建筑物功能与审美的结合，突出建筑物的外观之美，保证建筑物本身功能的完善性。通过对建筑结构设计模式的优化，有利于设计出高质量、高舒适性、高性能的房屋结构。
关键词：房屋结构设计模式；建筑结构；设计优化；生活需要
引言
随着全面建成小康社会的来临，整个社会环境发生了翻天覆地的变化，建筑市场在迎来各种发展机遇的同时，也面临着异常激烈的竞争。建筑企业面临着前所未有的压力，业主对新建建筑提出了实用性、美观性、安全性等要求，为了能在建筑市场站稳脚跟，企业就需要认真研究业主提出的要求，从施工和设计上进行满足。在房屋建筑领域，结构上的设计、研究、投入和要求都是最重要的，也是投入占比较高的部分。持续抓好房屋建筑的结构设计并进行优化可以最大限度的提高安全系数，进一步树立企业品质形象，还可以减少因为设计规划不合理而投入的项目资金，能减少企业的成本，提高企业的经济效益。因此，无论是从激烈的市场环境、业主的要求还是企业的经济效益上来说，对建筑结构设计进行优化都是非常有必要的。
1建筑结构设计优化概念
房屋结构设计技术具备较强的技术性特点。在房屋结构的设计模块中，设计人员需要实现建筑物整体性能模块的统筹设计，这涉及到建筑物功能价值模块、美学指标模块、使用价值模块等，建筑物的实用性突出表现为能够满足人们日常居住的要求，具备遮风挡雨的基本功能。建筑物的审美性在于建筑物的外在美，外形结构要让人赏心悦目给人以美的享受。在建筑结构的设计阶段，设计人员要进行房屋基本性能的考虑，进行房屋美学性及功能性的整体性考虑，通过对科学化设计理念的应用，进行最佳化建筑结构设计策略的应用，为了达到这个目的，设计人员需要进行房屋结构设计目标的统筹化管理，进行数学原理及建筑学知识的利用，进行多种设计方案的设计及筛选，满足居住者的居住要求。
2房屋建筑领域结构设计优化方式的重要性
由于我国人口基数大，今后20年内人口还是以增长为主，因此，我国房屋建筑在今后主要倾向于高层或者超高层，如何在确保房屋建筑安全性等各种要素的前提下，有效的减少企业的资金投入成为许多业内人士和房屋建筑企业必须面对的一个问题。确保房屋建筑基本的安全质量是所有的结构优化的立足点，在优化中，应当对设计方案进行整体的分析，采用比较前沿的技术规划和设计标准对房主建筑进行有效的管理，大量的实践证明，可以很好的控制房屋建筑工程的基本造价。如果房屋设计人员一开始就把房屋建筑的质量、施工的技术要求结合起来，一方面可以提高房屋设计方案的科学性，另一方面也可以使企业的经济效益实现最大化。因此，房屋建筑结构的科学化优化可以深挖所有施工机械和建筑材料的基本潜力，做到物尽其用，减少不必要的浪费，更能把相应的造价降到最低，最终为企业赚足了利润。对房屋结构进行优化，还可以发现最初设计中存在的安全隐患及不合理之处，更好的进行系统性的设计和完善，更能保障业主提出来的安全性的要求。
3建筑结构设计优化现实意义
3.1提高土地的利用率
城市的用地面积越来越紧张，进城务工和生活学习的人越来越多。建筑商在选址时会将土地的购买成本严谨的进行考虑，建筑结构的优化设计方法会综合考虑周边的地理配置，从结构和土地的最佳比例进入设计和施工，这样能够和理的利用土地，为城市化的快速发展节约土地面积，又能够和理安排人口的居住。
3.2性能合理化，降低造价
房屋结构优化设计可以对施工材料的性能利用更加合理化，确保建筑结构内部各不同单元件更加充分协调，进而有效提高了房屋建筑的整体受力性能；有利于减少建筑工程总造价，相关调查资料表明，将建筑结构优化方法运用到房屋结构设计中，能够减少约25%的成本造价。
3.3满足社会发展和人们的需求，提升企业的竞争实力
众所周知，从目前城市化发展的态势来看，建筑业的蓬勃发展是必然。在激烈的市场竞争中，建筑企业要想获得竞争优势，就必须跟上社会发展的脚步，满足人们对于房屋喜好的需求。建筑结构的合理设计优化能够使得房屋建筑更加符合居住的舒适性。例如，优化的建筑结构能够体现低碳、环保，对人们的身体健康有很大的帮助；再者，优化的设计方案，体现了人性化的居住舒适度，能够是室内的设计更急的贴近人们的需求。
4房屋建筑结构的设计优化理念
4.1安全性高
房屋的建筑要安全性能极高，这样才能够保障人们各种工作的顺利进行，也能反映人类进步得文明程度。所以，对于建筑的安全性必须有很高的要求。无论建筑结构的设计能够优化到什么程度，它都是需要建立在安全性能的基础之上的，如果一个建筑群体的连最基本安全性都保障不了，那么它就完全失去了存在的价值，甚至也会造成较大的损失
4.2可用性强
房屋设计不要仅仅表现在美观上面，只有从建筑的可用性角度入手，才符合设计优化的核心理念，其功能也要尽量与使用者的要求相符合。
4.3注重环境保护
长期以来，我国的环境污染是非常严重的，因为人们极度的缺乏环境保护的意识。所以在进行建筑结构的设计优化时，尽可能的选用环保型建筑材料、还要设计的非常合理，对于存在污染性的排水系统，必须做好一切防御。
4.4具备一定的使用价值
建筑结构的设计优化不可以为了成本的节约而在材料上做文章，也不要单纯的为了效益，使建筑的实际价值降低。实际上用尽可能少的获得最大的价值才是建筑结构设计优化的理念的体现。
5建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的具体应用
5.1结构模型的优化设计
在建筑物结构设计优化过程中，需要遵循如下建设原则。首先要进行建筑单位变量的优化选择，深入计算及分析建筑物各个构成部分的数值，确保建筑结构设计的精确化。这里面涉及到一系列的建筑工程目标参数，比如预期损失参数、房屋价格变化参数、房屋架构可靠性参数等，通过对不同性能参数的思考，可以进行建筑结构设计的整体性分析，有利于降低建筑结构设计、计算等模块的工作难度。函数确定模块是建筑物结构设计体系的重要组成部分，在这个过程中，设计人员要选择恰当的函数，进行房屋横截面积、钢筋尺寸面积函数的优化选择，进行不同函数组合性质的分析，进行房屋建造成本费用的降低。为了优化建筑结构设计模块，需要进行条件衡量模块的优化，从房屋结构稳定性及实用性的角度出发，进行房屋设计约束指标的分析，这主要涉及到架构稳定性环节、受力限度环节、架构体系规格环节等。在工作设计模块，需要进行房屋建造工程状况的分析，进行施工约束性条件的分析，实现最优化的设计效果。
5.2建筑结构设计中的应用
合理选取设计参数。在选取设计参数的过程中，使用优化技术能够实现快速找到目标点的目的，这样同时达到了提高设计效率和节约工程造价的目的；在优化设计函数时，设计人员需要对众多相似函数进行分析，在此基础上获取目标函数；为了提高房屋建筑的稳定性、安全性，有必要比较多项施工条件，考虑各种最不利条件，同时满足现行相关的技术规范，确保优化设计目标的实现。
5.3优化设计剪力墙
剪力墙指在框架结构内增设的抵抗水平剪切力的墙体。框架剪力墙结构指竖向荷载由框架和剪力墙共同承担，水平荷载由框架承受20~30%，剪力墙承受70~80%的结构。剪力墙长度按每建筑平方米50mm的标准设计。剪力墙的结构优化要尽可能的展示整体的均匀程度，使楼层平面的钢度中心与整体的结构重心重合，这样能够有效的降低了地震或者奇台震感强烈的外界自然环境带来的影响。
5.4统计结论
通过对各种建筑数据信息的分析，设计人员可以得到比较完善的统计结果，为了提升建筑结构的设计效益，设计人员需要进行统计结果的深入性比较，进行不同设计方案差异性的比较，通过对综合判断方法的利用，进行最优化建筑结构设计方案的选择。在结构设计方案的分析过程中，设计人员需要从不同角度展开分析。房屋建造是比较复杂的建筑工程体系，其内部工作效益的影响因素居多，为了解决实际工作问题，设计人员需要从宏观角度上进行各个参与者利益关系的平衡，实现建筑成本的有效性控制，确保建筑方案的优化改进。
5.5房屋地基基础设计中的应用
在房屋地基基础优化设计中，一方面要结合房屋建筑物的具体情况，实施实地勘察工作（包括地形地貌、水文条件等），结合勘察结果选择最优的基础形式；另一方面重视将建筑结构优化方法运用到概念设计和抗震设计中。概念设计的优化，主要是有效结合计算机设计和人工设计工作；抗震设计优化，主要是合理布置抗侧力构件，比如框架柱、剪力墙的比例选择，框架柱主要承受轴力和弯矩，而剪力墙主要承受轴力和剪力，若经计算发现在某个方向抗侧力不够，应考虑在这个方向增加布置剪力墙，最终实现设计优化的目的。
5.6计算模式的最优化
房屋结构设计体系是一个比较复杂的系统，其内部涉及到各种计算程序，建造结构的设计过程，也是各种建造数据的计算郭处长。在建筑数据的计算过程中，设计人员要进行不附带约束条件问题的分析，确保计算结果的最优化。为了满足实际设计工作的要求，设计人员要进行不同建筑结构设计计算模式的应用，要认真分析这些计算方法的优缺点，根据实际的建筑结构设计要求，进行最优化计算模式的选择，确保工程整体设计成本的降低，实现设计者工作量的降低，优化工作程序，提升工作效益。
5.7下部地基结构的优化设
地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。万丈高楼平地起，地基基础的优化设计非常的重要。例如，高层建筑的地基基础，由于高层住宅房屋的建筑高，对房屋的稳定性要求非常严格。为此，高层建筑的地基更深，一般情况下，建筑的埋置深度应该大于等于地下5m，超高层的建筑物超过15层以上的，其埋置深度应该是超过地下的20m。由于埋置深度大，地下施工工作也有很大的难度，尤其是地下土壤的土质属于软土层时，施工可选择的方案非常多，每种方案的预算和进度都有考量，因此，应该根据实际需求选择地下挖掘的技术和方案。
5.8房屋建筑结构的整体优化方法
房屋结构设计中的建筑结构设计优化它主要体现在房屋建筑结构中的部分结构和整体结构两个部分的优化设计。其实对于建筑部分的优化还有其它很多方面，如围护的优化、屋顶的优化等。这些不但需要建筑设计者运用自己所学的知识来精心的设计，还要想到它的造价和适用性能等重要问题。在优化结构设计时，还要进行实地勘察，以实际情况来对建筑进行优化设计。对于建筑的完整性来说，最重要的是要确保其整体的牢固性，假如发生了突发情况，一定要把损失降到最低，这样设计出来的建筑则是最好的。所以，在设计优化的整体过程中，还要考虑到各种可能会出现的自然灾害。例如，地震是最容易发生的，所以在构建的时候就应该在建筑中添加一些避免或降低地震的防护措施。在房屋构建的材料当中，钢筋可以降低地震的破坏力，它是最为主要的材料之一。所以在钢筋和钢筋的间距必须严格的按照相关部门的规定，这样便可以整体的对建筑结构来进行设计优化。
6建筑结构优化方式在房屋建筑应用上的基本步骤
制定科学合理的建筑结构优化模型。在模型制定上，尤其是选择不同变量时，尽可能的把所有影响建筑本身结构的因素充分考虑到。对于一些影响不是太多或者相对单一的影响因素，需要以预定式参数的方式进行表示；明确基本的目标函数。在对房屋建筑结构进行优化设计的时候，需要理清所有的建筑环节，准确预估基本的建筑材料数量、类型等，明确总的造价成本；制定科学的约束条件。结构优化有非常严格的要求，需要保持整体的完整性，不允许随意进行更改，所有的优化设计都必须符合基本的约束条件，这些条件包括的内容比较宽泛；科学分析综合结果。通过一定的方式得出基本的计算结果后，我们必须将结果与最初的设计方案进行比较和分析，在保证整体建筑要求的基础上，选择一个符合企业、业主等各方要求的最佳的方案。
结语
近年来，随着社会的发展和人们生活水平的提高，对房屋建筑的安全性、实用性、艺术性、美感性等方面的要求越来越高，因此，建筑结构设计优化就显的非常重要，在今后的房屋建筑中有必要进一步深化建筑结构设计优化，只有这样，才能更好的满足人们越来越高的房屋建筑需求。
参考文献:
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[2]周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居，2014（3）：117.
[3]齐建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯，2015，13（11）：73.
论文作者:詹传鑫
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签：建筑论文; 结构设计论文; 房屋论文; 建筑结构论文; 房屋建筑论文; 建筑物论文; 设计人员论文; 《防护工程》2017年第34期论文;