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摘要：建筑是凝固的艺术，建筑工程的施工与实现，房屋结构设计与优化是基础前提。合格的建筑工程，其特点是结构完整合理、外形美观、功能完善、质量优良。房屋结构设计的质量和水平将直接影响着建筑工程整体功能和整体效益。本次针对房屋结构优化设计方面进行研究和探讨，总结了在建筑结构设计中结构设计优化技术应用现状，为推动房屋建筑业实现经济利益最大化提供参考。
关键词：房屋结构设计；建筑；优化
引言：建筑结构设计作为一门新型的技术，它不仅是设计者从被动领域对建筑结构设计转化成主动角色的过程，也是结构设计领域全新的发展。和传统房屋结构设计相比，优化结构设计能够更加合理的利用局部空间以及材料性能，在内部结构得到协调的同时，让设计要求更加规范、安全。因此，在结构设计中，必须综合各个方面影响因素，正确处理技术功能和经济性的统一、对立关系；有效避免过分强调经济性，忽视设计技术，或者注重技术功能，忽视房价对房屋设计造成不必要的成本浪费。
一、房屋建筑结构设计优化的重要性
在房屋结构设计中采用建筑结构设计优化技术，不仅能够实现建筑物的美学价值、实际使用价值和经济价值等各种价值，还能够节约建筑成本、保护建筑物施工现场附近的生态环境。因此，恰当地运用这种结构设计技术，可以实现房屋建筑的综合效益。用优化的设计技巧，可以合理配置各种资源，充分利用建筑原料，并协调好房屋内部各个独立的单元，使这些独立的部分互相配合，共同发挥作用；采用优化的设计技巧，可以在创新设计方式的同时，确保建筑物的安全性能达到既定标准，保护居民的生命健康和财产安全；采用优化的设计技巧，还可以帮助建筑物结构的设计者认真规划建筑设计方案，选择最科学、最合理的设计方式，实现建筑结构设计的最终目标。
二、房屋建筑结构设计优化技术
1.设计在房屋结构设计中的应用
概念设计技术指的是“设计人员根据设计的一般规律和实践经验，对房屋建筑结构设计的多种方案进行分析并优化选择方案的过程”。概念设计技术在房屋结构中主要应用在房屋结构布置、房屋结构的细节处理、荷载量的确定、参数选择等部分的设计中，在进行概念设计过程中设计人员要对房屋施工方案进行综合分析，从中选择出最佳的施工方案。
2.设计在建筑设计中的应用
概念设计在房屋的建筑设计中进行应用主要目的在于提高房屋的抗震能力，应用在房屋的抗震性设计当中，如果房屋抗震性能差，在发生地震时则会造成重大的损失，因此，房屋建筑设计中的抗震优化设计就显得尤为重要。然而发生地震的随意性是非常大的，不同地区的地震等级、破坏能力等都是不同的，这就给房屋建筑设计中的抗震设计提出了更高的要求，相关数据的计算难度也非常大。在房屋建筑设计中的概念设计优化技术的应用能够大大提高房屋建筑的抗震能力。概念设计优化技术在房屋结构设计中所应用的主要思想是“小震不坏、中震可修、大震不倒”，其实这种思想也是多途径设防的思想，多途径设防思想是指“在发生大地震时，先破坏房屋次要的结构，消耗地震能量，尽量保证房屋的主体结构不遭到破坏。
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三、房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施
1.设计结构模型
建筑物结构设计优化中的房屋整体设计优化可以分为三个阶段：
（1）第一阶段是变量的选择。通常情况下，对设计人员决定最终设计方案起到重要作用的那些数值，都可以作为变量供设计者选择。例如：工程的目标参数包括房屋价格参数和预期产生的损失参数；工程的控制与约束参数包括表示房屋架构可靠性能的参数，等等。如果设计者能够将变化幅度较小或者考虑因素较少的参数作为参考指标，那么与建筑结构设计、编程和计算有关的工作难度将会降低，设计者也可以更快找到符合设计目标的那一组数据。
（2）第二阶段是函数的确定。设计者要在多组相似的函数中，选取最符合事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数，分析这组函数的各种性质，从而最大限度地降低房屋建造的成本费用。
（3）第三阶段是条件的衡量。出于增强房屋结构稳定性和耐用性的考虑，房屋设计的约束指标应当包括房屋尺寸、架构稳定性、架构刚性、受力限度和变形限度、墙体裂隙限度、单元组件规格、架构体系规格、结构可塑程度、结构确定程度等。在实际的设计过程中，设计者应当结合房屋建造工程的具体情况，分析比较施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件，确保各种条件都能符合相关规定要求，以便实现设计结果的最优。
2.决定计算方法
房屋结构设计过程中会涉及到很多计算程序；而优化建筑结构设计的过程，就是一个复杂变量和多种设计条件的计算过程。设计者在对各种数据进行演算时，要注意将附加约束条件的问题转换成不附带约束条件的问题，这样更容易求得计算结果。经常用于建筑结构设计优化的计算方法也有很多，这些计算方法各有利弊；设计者要根据现实需要，选择最简便的计算方法，以节省时间和精力。
3.选择节能指标较高的结构类型
房屋结构形式的选择，意味着选择不同工程造价的建设模式，常见的结构设计模式有如下三种：（1）剪力墙结构，这种结构形式常见于高层建筑，以混凝土结构技术规程为依托，这种结构形式相对于剪力墙的抗震级别要高，比起剪力墙，构造钢筋使用数量不多。（2）框架结构，具有大开间、布局灵活性强和造价成本低的优点，但这种结构抗震能力弱，柱截面较大，形成的柱角凸出部位会影响室内设施的布置。（3）框架一剪力墙结构，即在框架结构中合理进行一定数量剪力墙的布置，这种结构合理，适用能力强，而且能够应对各种不同的变形压力，是一种抗侧力较好的结构。以上的三种结构模式各具优缺点，但我们在选择结构模式的时候，不能片面认为造价最低的方案就是最科学合理的方案，而是我们要结合房屋业主的功能需求，以及建设单位的投资水平和施工能力等方面的因素进行结构类型的综合分析，将投资与收益进行平衡优化，根据工程条件的客观实际情况选择最为合适的结构模式。
4.分析统计结论
在统计了各种数据计算结果之后，设计者要认真分析统计结论，找出各种设计方案之间的相似点和不同点，并通过综合衡量，来确定一种最佳的方案。在分析结论时，设计人员要注意从多个角度思考问题，不能遗漏某些易被忽略的细节问题。这是因为，房屋建造是一项成本较高的建设工程，涉及到各方当事人的利益；只有站在宏观的高度平衡这些利益关系，才能节约建设资金、优化建设方案。设计者应当妥善处理工程经济效益与工程技术含量之间的关系，不能只顾节约成本，而忽视了技术的改进。也就是说，在设计方案的选择过程中，既应当避免片面追求效益和利润的倾向，又应当避免片面追求技术创新的倾向。
四、结束语
房屋建筑结构的优化，是提高建筑工程的安全性，降低工程成本的重要对策。在进行建筑设计的过程中，设计人员要提高对于设计优化的认识，提高设计专业水平，推进优化技术的应用，提高房屋建筑结构设计方案的合理性。
参考文献：
[1]陶小林，杨杨.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].科技创新与应用，2013；
[2]程娜.结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用[J].科技创新与应用，2015；
[3]胡天水.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].中华民居，2013，12（06）：98-99。
论文作者:章晓明
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第19期
论文发表时间:2019/4/12
标签：结构设计论文; 房屋论文; 结构论文; 建筑论文; 设计者论文; 技术论文; 房屋建筑论文; 《建筑细部》2018年第19期论文;