摘要：随着我国城市不断的发展，为了满足人们对居住环境的需求，必须保证房屋建筑工程的功能性、安全性、耐久性以及使用性。因此，加强房屋建筑结构设计优化是非常重要的一项工作内容。在设计优化的过程中，要将经济性、美观性等方面，作为设计优化考虑的重点。另外，通过总结建筑结构设计优化的影响因素，控制各影响因素在一个合理的范围内，保证建筑结构设计的合理性，这对房屋建筑结构质量的提升，起到了重要的作用和意义，也为后期的施工提供了相对便利的条件。
关键词：房屋建筑结构设计；应用优化；技术；分析
导言：
伴随着经济的发展，人们的生活水平越来越高，对于自身的居住条件提出了更高的要求，房地产开发商要想满足不同购房者对房屋建筑结构的不同需求，提高房屋建筑的质量，就需要加大对房屋建筑设计的资金投入。因此，在房屋结构设计中有效应用优化技术才能降低设计成本，能在满足人们对房屋结构的需求的同时，房地产开发商能获得更好的经济利益。
1优化技术在建筑结构设计中应用概述
市场经济的不断发展与完善，使每个行业都面临着竞争和优胜劣汰，房地产开发企业和建筑企业也身在其中，要想在激烈的行业竞争中取得优势地位，就必须要降低成本，提高经济效益，这就需要在满足购房客户对房屋结构多样化需求的前提下，把自身的经济效益做到最大化。房屋建筑结构的设计工作是工程造价的重要组成部分，只有设计出合理的房屋建筑结构才能不断满足市场需求，才能不断增加建筑企业的经济效益。因此，为了使满足客户需求和企业经济效益最大化得到一个平衡点，就需要在房屋建筑结构的设计中有效应用优化技术。
要想使房屋的建筑结构的设计得到合理化与经济化，就必须要了解和掌握房屋结构的整体设计情况，并在了解建筑设计方案和施工安排的前提条件下，在结构设计过程中把握结构优化的影响因素，以实现结构设计的优化。优化技术在房屋建筑结构设计的过程中的影响因素较多，涵盖建筑设计过程的方方面面，从建筑结构体系的选择，到具体结构构件的设计，对比现有的工程建造技术仍有很大的优化空间。如何在保证房屋建筑安全和使用功能的前提下，分析全过程、各环节的优化设计影响因素，采用新材料、新技术、新方法提升建筑经济效益，是优化设计的主要内容。
2房屋建筑结构与经济效益之间的关系
在房屋建筑结构设计优化的过程中，一定要对房屋建筑结构与经济效益之间的关系，进行一定程度上的明确，这样可以有针对性进行优化，具体的关系如下：
2.1结构体系对优化设计的影响
选择一个合理的结构体系，对房屋建筑造价的影响巨大，在确定体系的过程中应带有优化设计的思想，仔细考虑各结构体系间的关系，从而减少修改与返工。
2.1.1水平分体系
水平分体系（如楼盖）的主要作用为：1.承受竖向荷载并传给竖向分体系；2.承受沿建筑物高度累积的水平荷载（如风荷载），并分配给竖向抗剪分体系。
高层建筑的楼盖应足以起水平隔板的作用，楼盖的连接使得各抵抗外力的构件共同工作，避免过大、过多的楼板开洞，避免楼盖过多的削弱。由于小区景观的要求，地下室顶板上常常会有覆土，在本身承受覆土荷载的情况下，常作为建筑的嵌固端进行加强，选择合适的楼盖结构体系则是决定地下室造价的主要控制因素之一。此时设计人员应考虑实际覆土情况、地下室净高控制、消防车道及市政道路走向、停车位摆放及其他功能的使用情况，对比单向次梁、井字梁、加腋板、无梁楼盖等水平分体系结构方案，确定合理的柱跨与楼盖结构体系。
2.1.2竖向分体系
竖向分体系（如墙、柱）的主要作用为：1.承受累积的恒载和活荷载；2.把建筑上的剪力传给基础；3.部分竖向分体系承受倾覆力矩产生的弯曲内力。
合理布置剪力墙或者斜撑构件的位置，或者将外墙连接起来形成筒体体系，可以有效地抵抗各楼层的局部剪力和水平力造成的水平扭矩，会使建筑物具有更大的承载力和刚度，如果单纯用柱子等抗弯构件去抵抗剪力，往往会选取较大的截面，从而对经济性产生不良影响。因为如果使柱和梁有足够的抗弯能力，比用剪力墙和斜撑需用更多的材料和施工工作量。
2.1.3基础体系
进行基础的优化设计往往能取得较大成效，一般情况下，采用不同基础方案时结构成本从低到高的规律是：天然地基→地基处理→桩基础。建筑基础选型应根据工程地质条件、建筑高度及体型、结构体系、荷载情况、地质情况、有无地下室、施工条件等进行综合分析。
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2.1.4各部分分体系的组合与配套专业的配合
各部分分体系相互联系，形成有机总体系，整体作用优于各部分之和，有一些措施能够在使得结构各分体系以更有效的方式相互作用。
1.增加高层建筑的宽度，使得抗弯结构体系的有效宽度增加，能增强建筑抗倾覆的能力，能显著减小边柱的内力，优化边柱的截面。
2.通过调整合理的结构布置，使大部分竖向荷载直接由主要抗弯构件承受，在预压的作用下，能提高构件的抗弯能力，有助于倾覆拉力作用下的房屋稳定。
3.考虑设备专业对结构体系的影响，如地下室结构设计当中，与暖通专业风管、给排水专业喷淋管走线配合，可显著增加地下室净高；在地下室净高一定的情况下，可以减少地下室总高度，从而减少土方开挖量。
3结构构件对优化设计的影响
3.1对构件截面的优化设计
增大承受荷载最有效的构件的截面，可以使材料在最有效的地方发挥作用，例如梁在柱端的加腋，在局部位移大的楼层处对构件进行加强代替全楼范围的加强，也是有效的优化设计手段。
保证各类结构构件具有合适的含钢率，是控制建筑结构承载力、延性、刚度及裂缝，使之正常工作的一个极其重要的优化原则。但是，过分追求含钢量的减少，导致设计及施工困难，会导致施工材料和人工成本的增加，把握含钢量的合理尺度能使保证建筑结构安全的前提下减小建筑造价。
3.2拓扑优化设计
在一定的约束条件下，寻找结构最优的拓扑形态、形状和尺寸，获取最佳的结构性能，拓扑优化设计随着高速计算机的问世和算法的快速进步，迅速发展成实际应用。这项技术能通过算法逐渐去除结构中低应力材料，使余下的结构最终进化成最优的形态。建筑设计实践中现在逐渐出现了结构找形优化的应用，可以让建筑师在不放弃结构性能的前提下，寻求富有创造力的造型，利用数字化设计工具进行优化设计会在今后的建筑设计实践中越来越常见。
4在房屋建筑设计建造过程中应用优化技术
优化技术的应用贯穿于房屋建筑的整个过程，设计完成后再介入优化效率会大打折扣，在设计建造过程中各阶段的优化有不同的侧重点：
4.1方案设计阶段
在方案设计阶段需要把握总体设计，是确定建筑形态和结构体系的关键阶段，如要进行高质量的设计优化，则需宏观地把握影响建筑造价的各个影响因素。如荷载、建筑的高宽比、形态对称与否。高宽比是判断建筑能否抵抗水平力造成的倾覆力矩的重要参数之一，合适的高宽比可以优化边柱截面。建筑形态是否规则、对称则会影响建筑在水平力作用下的扭转程度，建筑形态规则能显著减少扭转效应，满足规范要求。
4.2施工图设计阶段
在结构方案确定之后，进入施工图的细化阶段，进入构件层面的设计工作。在施工图设计阶段应用优化技术，需把握各构件截面的承载力和刚度。例如，在分析构件的内力之后，把材料布置在远离中和轴的位置，能显著提高构件的抗弯刚度和抗弯效率，从而达到节省材料的目的。
4.3施工配合阶段
在建筑建造期间，对设计时未考虑仔细的问题进行补充和修改，配合现场的施工条件和各类施工情况对构件出具变更修改，也是优化设计的一环，以达到施工方便、节省人力成本施工成本的目的。在房屋建筑结构设计完成之后，也要运用优化技术对房屋进行检测，进一步保障房屋的各项性能。
结束语
总而言之，房地产开发商要想使客户对房屋的结构和质量得到满意，而且还能降低成本和提高经济效益，就必须要在房屋结构设计和建造全过程中有效地应用优化技术。这就需要掌握优化技术应用的理念，应用的作用和应用的方面；从而明确优化的途径，最终使建筑物的结构得到优化，真正确保房屋建筑的质量和安全性得到提高。
参考文献：
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[2]莫雪辉；深度探讨如何提高建筑结构设计水平[J]；科技资讯；2018年28期.
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[4]徐传亮.建筑结构设计优化及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
论文作者:钟学赋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/12
标签：结构论文; 体系论文; 构件论文; 建筑论文; 结构设计论文; 荷载论文; 房屋论文; 《基层建设》2018年第24期论文;