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摘要：本文从建筑结构设计优化的重要意义展开研究，并分析在房屋结构设计中的应用，希望对建筑结构设计方面能够起到一定的积极作用。
关键词：房屋建筑；结构设计；优化方法
人们生活质量和需求的不断提高，对于房屋建筑的要求越来越严格，为满足人们的需求以及顺应社会发展与进步，对于建筑结构的不断优化就显得极其重要。通过对建筑结构设计的优化，可以减少不必要的经济浪费，同时还可以满足人们对房屋建筑美观的要求，并且质量得到有效保障。
一、建筑结构设计优化的重要意义
（一）是满足可持续发展的需求
现阶段，我国一直在大力倡导可持续发展观，作为国民经济建设的重要支柱产业，建筑行业必须顺应国家这一发展趋势，加大可持续发展理念在建筑工程项目中的应用，只有这样才能促进企业的健康发展，有利于加快我国建筑行业向国际市场发展。经过不断优化的房屋建筑结构，可以提高经济性能和实用性，是满足可持续发展理念的重要要求，并且根据一些数据调查表明，优化结构设计可以减少6%-35%的成本投入。所以房屋建筑结构优化一方面有利于满足人们的需求，另一方面是满足可持续发展理念的需求。
（二）是建筑行业发展的必然趋势
改革开放以后，建筑行业迅速崛起，为国家经济增长做出了重要贡献，并受到高度重视。为了顺应社会发展的趋势，建筑企业需要不断优化和引进先进技术，才能为企业带来经济利益，所以对于建筑成本控制就十分重要。通过结构优化可以将建筑材料充分利用起来，减少浪费现象，最为重要的一点就是可以提高各项性能，为人们构建一个安全、稳定、适宜的居住环境。在房屋建筑结构设计方法中不断优化，可以节约材料、成本，顺应当前建筑行业的发展趋势。
二、建筑结构设计优化的步骤
（一）建立房屋结构优化模型
在房屋建筑结构设计中优化模型和计算方案是最为重要的两点内容。建筑结构设计优化的本质是从变量中获取相应参数再进行函数模型的构建，并计算出结果。通常来说，在建筑结构设计模型中有两方面工作，一方面是合理选择设计变量，对于结构模型起着至关重要的意义，参数可能会受到变量的影响，所以合理计算变量能够减少计算编程工作量；另一方面是确定目标函数，计算出符合函数条件的最优解，并确定目标函数和约束条件，其约束条件中主要包含弹塑性、强度、应力和尺寸等多方面因素，在建筑结构设计优化过程中，需要将这些约束因素尽可能控制在规定的范围内，从而更好的满足房屋建筑设计要求。
（二）优化设计计算方案
在结构优化过程中，很容易受到一些变量参数或其他约束条件的影响，使优化效果达不到预期的效果，这需要在数据计算过程中将约束条件尽可能的转变了非约束条件，使优化过程能够顺利进行下去，并且要充分考虑变量参数带来的影响，科学合理制定方案，以便为后期项目的进行提供一些有价值的参考，减少误差等问题的存在。
（三）程序设计
在房屋建筑结构设计优化中，为了提高工作效率及准确性，需要编写程序，并将程序导入到计算中，在后续工作时仅仅需要在计算机系统中输入相关信息，借助计算机技术就可以实现计算。
（四）计算结构分析
在经过以上步骤以后，至关重要的一项工作内容就是对计算结果的分析，结合计算机得到的数据结果，提取重要的数据信息制定房屋建筑机构设计的优化方案，并加以完善。在优化设计中需要充分考虑到各种因素可能对优化过程带来的影响与阻碍，并提前制定好应对措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在房屋建筑结构优化中需要投入一些人力、物力和资金，从而实现最佳的优化，同时可以保证房屋建筑的高质量。所以，在结构设计中应主要以下几方面：1.确定技术与经济之间的平衡点，尽可能利用先进的技术，将成本控制在可接受范围内；2.理解技术带来的经济效益，正确认识技术与经济之间的关系，引进先进的技术必然会需要一定经济投入，必须意识到这一点才能确保优化工作的进行。
三、结构设计优化方法在房屋建筑结构中的应用
（一）整体与局部优化
建筑工程项目设计具有一定的复杂性和层次性。复杂性主要针对以零部件、建筑材料和结构类型等的选择与使用方面；而层次性主要是针对建筑设计体系、结构体系和安装设计体系等。在房屋建筑结构设计优化中应该注重整体与局部协调优化，一般来说每个独立的体系都会包含下属体系。在房屋建筑结构设计构成中，应该确保每一个下属体系都能实现优化，冲破横向关联。所以在优化过程中应该确保下属体系同样能够得到进一步优化，冲破横向关联。这样才能实现预期的优化效果。
（二）寿命与分阶段优化
每一个建筑工程项目都有一定的使用年限，在项目的各个环节中都会有多种设计方案可以选择，所以在任何阶段中都可以进行结构设计的优化，这需要设计人员根据实际情况和不同阶段的性质再确定合理的优化方案，已达到延长房屋建筑使用寿命的目的，不仅确保了施工质量，同时企业的经济效益也有所增加。
（三）桩基础优化
在房屋建筑结构桩基础中主要有两种类型，即预制桩和灌注桩。灌注桩由于消耗时间长，并且操作复杂，其质量很难控制，所以通常情况下，在确保质量符合施工标准的前提下，会选择预制桩。此外，建筑桩基础越深与土壤之间会产生越大的摩擦力和作用力，所以在选择的时候，应该选择具有一定长度的预制桩。
（四）上部结构优化
在房屋建筑上部结构和模型构建过程中，要重视剪力墙的布置和设计，确保剪力墙的质量均匀，使楼层结构的中心和平面中心点能够重合，已达到削弱风力、地震等不可抗力因素的影响。在条件允许的情况下，房屋建筑应该选择剪力墙大开间构造，拓展墙肢长度，不仅可以减少墙肢数量，而且可以确保刚度达标且减少混凝土的使用。同时因为大开间结构可以减少钢筋使用数量，应该注意房屋建筑本身能够承受这一条件，应该考虑采用其他方案。
（五）结构应与建筑整体保持协调优化
在房屋建筑结构设计优化过程中，需要注意建筑整体平面与结构的配合，以实现结构合理、外型美观的理想效果。同时建筑系统要尽可能简洁，避免出现墙与柱错位的问题，并且每层的截面面积和高度应保持相通。在建筑楼梯和电梯设计过程中，要注意材料的选择，一般情况下采用高强建材为宜，为了减轻自重需要选择轻质的材质。
（六）结构同排水保持协调优化
在房屋建筑中，在专门排水的房间内需要许多机械设施，与普通的房间相比，其载荷强度要求较高，所以在水泵房需要尽量设置在地下室空间。给排水管道比较复杂且长度、粗细都存在差异，在施工过程中应该依据施工标准预留足够的尺寸与深度，并将穿孔位置加固。此外，如果水平方面的给排水管道需要穿过承重墙，应该进行必要的维护和加固，确保结构优化与排水优化的协调，减少绕梁绕柱的问题发生。
（七）结构与电气需要保持协调优化
在房屋建筑中的电气管线如果是安装在金属管外部或楼板位置，在实际施工过程中可能受到影响，阻碍施工的顺利进行，为了导线能够顺利闯过结构梁体，应在梁上预留孔洞，维持墙体厚度和梁宽的一致，假设不能保证二者的一致，也应该使量的侧平面与墙体侧面齐平，只有这样才能保证管线不会裸露在外面。
结论
综上所述，只有将房屋建筑结构设计不断优化，合理选择设计方案，才能减少不必要的经济损失，才能满足社会的发展以及人们不断增长的需求，而这也是建筑行业发展的重要趋势。
参考文献
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[3]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(下旬刊),2014,01:117.
论文作者:叶茂新
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/12
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