摘要：当前，房地产行业发展迅猛，人们对于居住环境和房屋质量的要求越来越高，在房屋建筑的结构设计中应用优化技术，有助于在保证房屋建筑的功能性、安全性和耐久性的同时，降低投资成本，强化结构性能。本文就房屋建筑的经济关联性、房屋建筑结构设计中优化技术的基本内容、实际应用和应注意的问题做了分析探讨，以期为相关设计人员提供参考和借鉴。
关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术；应用探讨
前言
随着经济发展和人民生活水平的提高，房屋建筑设计越来越注重其经济性、耐久性、安全性及美观性等各方面的综合优化。和传统的设计相比，采用优化设计技术可有效降低工程造价5%至30%，房屋设计中优化技术的应用，能将材料的性能给以充分发挥，合理协调建筑内部各要素，达到建筑规范中规定的安全要求。同时，优化技术能够为建筑整体方案的设计提供有效参考，是实现建筑“安全、经济和适用”的设计目标的有效路径。
1房屋建筑的经济关联性
对房屋建筑的各项经济关联因素进行综合分析和有效把控，针对性地选用优化技术进行结构设计，可达到成本有效节约和建筑功能全面实现的目的。
1.1房屋建筑的分部工程与建筑层数的经济关系
显然，同一建筑只有一个公用屋盖和一个基础，随着建筑层数增多，单位屋盖的设计成本相应降低，而加载在基础上的荷载却相应增加，承受的荷载相应增加的还有屋内的墙柱梁等共用构件。所以，随着建筑物层数的增加，屋盖的设计成本降低而建筑基础和屋内共用构件的设计成本则是提高。
1.2占地面积与建筑层数的经济关系
如不对建筑采光等其他因素进行综合考虑，仅就建筑的占地面积和建筑层数进行简化分析，占地面积一定时，建筑层数越多，单位层数的土地使用面积就越小。但在房屋的实际建筑中并不能忽视采光问题，采光效果不好的楼层会降低房屋购买者的购置欲望，直接影响楼盘的销售业绩，而扩大楼距伴随的是整体占地面积的增加，也即建筑成本的增加。所以，通过结构的优化设计实现占地面积与建筑层数的相互协调，对降低建筑成本也具有很强的现实意义，目前普遍采用的方法是通过合理减小上部建筑的面积来保障整体采光效果。
1.3建筑结构和设备与建筑层数的经济关系
电气设备和供排水管道是实现房屋建筑功能的基本组成部分，建筑层数增加，设备和管道数量也相应增加，建筑成本就会随之提高。
1.4建筑外形与经济的联系
建筑结构的基本设计要点是安全，以此为出发点，建筑外形通常设计为圆形或者方形，以保证整个建筑的受力状况对称和稳定。换个角度来讲，在用地面积和建筑层数一定的情况下，圆形建筑相对方形建筑的维度周长小，其墙体面积也就较小，不管是墙体的建设成本还是后期的装修成本均相对偏低。可见，建筑的外形设计也与经济有着密不可分的联系。
2房屋建筑结构设计优化技术的基本内容
房屋建筑中结构设计的优化技术旨在满足设计标准和建筑结构功能的基础上，充分考虑设计进程中可能遇到的问题，在经济最合理的情况下实现结构设计的优化。基本内容是：对房屋建筑进行全面的受力分析后进行结构选型，对建筑构件的布置方式进行合理分析和优化设计。一般而言，首先是将房屋建筑的整体结构作为优化设计的对象进行整体分析和设计；其次是将房屋建筑的分部工程作为优化设计的对象进行局部具体的分析和设计，而该部分的设计内容又可细分对细部结构优化设计、对中部的主体结构优化设计、对上部屋盖优化设计、对维护结构优化设计及对下部基础的优化设计等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3房屋建结构设计中优化技术的实际应用
设计人员在采用优化技术对房屋结构进行设计时主要有三个步骤：分别是选择变量、确定相对函数以及条件的衡量。
3.1第一个步骤：选择变量
通常来讲，设计者的变量选择范围很广，只要参考数据对方案起重要作用，都能作为变量以供设计者选用。比如工程的总体目标参数（房屋的价格参数及预期产生的损失参数）、工程的约束和控制参数（体现房屋构件可靠性的参数等）。如果房屋设计者选取的参考指标的变化幅度小并且影响因素少，那么结构设计中的编程、计算等工作的难度就会相应降低，有助于设计者快速找到更具参考价值的数据信息。
3.2第二个步骤：确定相对函数
在该步骤中，设计者要根据房屋的横断面尺寸及钢筋的截面尺寸事先设定好一组函数，然后从大量相似函数组合中进行科学合理的选择和使用，并分析该组函数数据的各种相关性质，使房屋建筑的建设成本有效降低。
3.3第三个步骤：条件的衡量
基于对房屋建筑的结构稳定和耐久使用的考虑，建筑尺寸、荷载限度、变形限度和架构的刚性、可塑性以及结构的确定程度都应作为房屋设计的约束指标。
设计者在设计时要结合具体情况，将施工实际的约束条件与目标确定的约束条件进行分析比较，以保证各个条件均满足有关的建筑规范要求，实现设计的合理优化。
同时要注意选取节能效果好的结构类型，房屋结构的选型直接决定着工程造价及建设管理模式。近年来，钢结构在房屋结构的优化设计中得到了越来越广泛的选用，因为相对传统结构而言，钢结构拥有着明显的特点和优势。钢结构比砖结构和混凝土结构具有更好的力学性能，将建筑构件从二维的平面受力体系发展为三维的空间受力体系，有效增强了房屋的安全性能；钢材料具有轻盈的特点，兼具技术美和艺术美，其强大的艺术表现力能将建筑设计的美观程度最大限度地给予展现；钢材料种类多样，建筑施工方法不拘一格，多种方式并用可有效提高工程建设的进度和质量，节约时间和人力成本。由此可见，钢结构在房屋建筑中的应用具有广阔前景，不仅能满足人们对房屋建筑功能性、安全性和耐久性的实用要求，还能满足人们对建筑的美观性和经济性的心理需求，所以，设计人员在对房屋建筑进行设计时要充分考虑钢结构的合理应用。
4优化技术应用到房屋建筑结构设计中需注意的问题
4.1注重优化技术在前期设计中的应用
前期的方案设计是后续结构设计的基础，如果优化设计技术在前期的方案设计中被忽视，将导致结构设计优化技术的应用受到阻碍，结构设计的合理性和可行性都会出现偏差，增加结构设计的难度和成本。
4.2提高数字技术的应用程度
建筑物结构的布置形式灵活多变，式样繁多，即使是同一栋建筑其结构布局也有很多种方案可供选择。随着计算机软件技术的高速发展，建筑结构设计方案及设计参数的技术分析等重点和难点问题都可借助计算机软件快速解决，如德梅隆和赫尔佐拉共同设计的“奥运鸟巢”就实现了建筑结构设计难题的新突破。所以，加强计算机软件技术在房屋建筑结构设计中的普及应用具有巨大的现实意义。
4.3强化房屋建筑的防震安全结构设计
安全性是房屋建筑的本质要求，是衡量其质量优劣的重要指标。房屋建筑在使用过程中会遭受各种各样不可抗力的影响，特别是具有突发性和不可预见性的地震，在对房屋建筑进行结构设计时，防震安全必须得到应有的重视。就以往设计经验来看，建筑物设计为对称结构有助于荷载的均匀分布，建筑物的延展性扩大，危险截面减少，可有效提高抗震性能；也可多道设防，利用次要构件对主要构件进行保护，从而满足建筑物的抗震安全要求。
5结语
优化技术的应用可使房屋建筑结构设计更加科学和先进，提高结构设计合理性的同时节约建筑成本，并且使建筑在满足人们基本需求的同时具有更高的美观性和经济性，是顺应市场和科技发展要求的必然之举。
参考文献：
[1]佟月强，郝明．试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J]．科技于企业，2012（08）
[2]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（16）
[3]胡文超．建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]．江西建材，2015（18）
[4]段黎明．关于房屋建筑结构设计中优化技术的探讨[J]．山西建筑，2015（03）
论文作者:陆利
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月下
论文发表时间:2016/9/6
标签：建筑论文; 房屋建筑论文; 结构设计论文; 技术论文; 结构论文; 成本论文; 优化设计论文; 《建筑建材装饰》2015年9月下论文;