广东华南建筑设计院有限公司东莞分公司 523122
摘要: 房屋结构设计在人们生活中的作用更加突出，要求房屋安全、适用、经济，还要美观。现代建筑理念已经变得颇具艺术感因此，结构设计需要对结构设计进行改进和优化，以此保证房屋建筑的安全性、美观性、实用性以及经济性，进而推动我国建筑行业健康、稳定、可持续的发展。对结构设计的优化方式的重要性进行相应阐述。同时系统性论述结构优化在房屋建筑时具体应用步骤和实践性，充分了解建筑结构设计的优化方法，了解其在房屋结构设计中的具体应用。旨在为房屋建筑结构设计人员提供一定的参考。
关键词: 建筑结构设计; 优化方法; 房屋结构设计
随着人们对于房屋建设的要求的提高，人们也逐渐的认识到将建筑结构优化方法运用到房屋设计中的重要意义。从目前的房屋建造来看，部分的建造商开始将建筑结构优化方法应用到房屋设计中以满足购房者的实际需求，从目前的房市状况来看，对于这些应用了建筑结构设计优化方法而设计出的房屋在销售中得到了大多数购房者的青睐，并且能够得到购房者的一致好评。为了能够在不影响房屋建筑结构质量的基础上，减少设计资金投入，需要对房屋建筑结构设计进行优化，建筑结构设计优化方法的应用，能够有效的解决房屋建筑结构设计过程中存在的问题，保证房屋建筑结构设计的科学性与合理性，同时降低房屋的成本，保证建筑的安全性与经济性。以下将对建筑结构设计相关的优化方式及其在房屋结构设计的具体应用进行系统性阐述，以供相关人士进行参考。
1.建筑结构设计的优化方式的理论体现
在进行建筑结构设计时，我们不仅需要考虑其安全性、可靠性以及基本功能的健全性，还要考虑建筑本身的美感与艺术感，这就是结构设计优化的相应体现。从理论上对建筑结构设计的相关优化方式进行分析，实现经济效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋设计很难满足建造上的所有要求，经常出现不可兼得的局面，但是当结构设计优化技术得到运用后，建造商的一系列愿望都得以实现。由此看来，结构设计优化技术具有加强的现实意义。
2.房屋建筑领域结构设计优化方式的重要性
我国的发展现状表明，房屋建筑在以后的日子里将会以高层或是超高层为主。如何减少资金的投入而且还得保证结构的设计符合百姓的要求成为相关人士以及建筑企业重视的事情.虽然传统的建筑结构设计将质量安全放在第一位，但是它在建筑造价上控制的并不合理，而且其结构设计也千篇一律，因此缺乏艺术美感。随着社会的发展，传统的建筑结构设计以不能满足人们的住房心理需求。对设计方案进行系统化分析，应用先进的技术理念与设计观念对工程建筑进行总体的管理，从而合理地控制建筑工程的造价问题。事实表明，如果设计者能将施工的技术与经济效益做到紧密相连，规划出科学的设计方案，就可以保证建筑企业获得最大的经济收益。对建筑结构设计的科学优化能够更加全面地发挥机械设备以及建筑材料的性能，与以往的设计相比较会更具有优势。
3.建筑结构优化方式在房屋建设应用上的具体步骤
3.1创建建筑结构的优化模型
结构优化设计通常情况下分为两部分，一部分是结构优化设计模型，另一部分就是结构优化计算方案。所谓的结构设计优化就是变量中选择出主要的参数，然后根据数据分析建立起函数模型，运用函数模型借助较为科学的方法计算出最优解。选择合理的设计变量。设计变量的选择对于模型的构建具有重要的意义，设计变量的选择将会影响到对设计要求影响较大的参数的选择，进一步涉及到参数重要性的区分问题。选择出了合理的设计变量在很大的程度上能够减少计算编程的工作量;确定目标函数。首先找出满足函数条件的最优解，然后确定约束条件。在房屋的优化设计中存在着很多的约束条件，其中有:应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从弹塑性约束等，在进行优化设计时要确保所有的约束条件都在规定的范围内，能够满足设计规范，即在规范条件内满足约束条件。
3.1.1合理化、科学化选择设计的变量
选择相应的变量的时候，我们主要是将影响建筑本身结构的主要参数作为变量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如严格控制目标的相关参数值(建筑损失的期望值c2、建筑结构造价值c1)、建筑约束控制的相关参数值(建筑结构的相对可靠度ps)等。对于一些影响并不是太大的、变化范围很小或者由局部性相关要素就能满足设计要求的一部分参数，我们一般是通过预定式参数进行表示，这样一来就能减少我们相应的设计数量与计算数量，还可以相应的减少编程的工作量，进而提升工作效率。
3.2科学设定优化设计的相关方案。
房屋结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题，在计算过程中，通常是将有约束优化问题转化为无约束问题求解。可以利用的优化设计计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell法等。
3.3设计相关应用程序
在构建好结构优化模型、设定好优化设计计算方案后就可以在以上基础上进行程序的编写，然后将编写好的程序导入计算机中，在进行计算时只需要将相关的数据输入相关的变成或者是系统中，通过计算机程序的自行计算便能得出相关的结果。
3.4综合结果分析
在得出一定的计算结果之后要对其进行一个必要性的分析和比较，然后再折中选择一个效果最佳的设计方案。在分析的过程中，我们务必要全面考虑相关的问题，而且对相应的问题要多角度分析。这一步在整个建筑结构优化设计中是至关重要的，选择一个合理的设计方案能够保证房屋建筑整体的美观感、安全性以及实用合理性，同时还能影响工程整体施工的资金投入。进行建筑结构的相关优化，我们要确定一点，不能只强调相应的经济节约而忽略对建筑技术的要求;单一的考虑永远是不正确的，而且都是对建筑整体影响较为巨大的。
4.在房屋建筑领域，结构设计优化方式的具体应用
4.1房屋建筑的整体性与局部性优化。
建筑在设计上都具备着相应的层次性和复杂性的特点。从层次性角度讲，包含着建筑的整体设计体系、结构相关体系、安装体系等，每一个单独的体系又包含了众多的下属体系。在对房屋进行设计时，设计者要对每一个下属系统地进行相应的优化，冲破关联的横向性，实现叠加型工程;对于复杂性来讲，主要包含选取建筑的材料、选取建筑的零部件等。因此在进行结构优化时要从整体入手，才能真正实现整体的设计优化。
4.2建筑寿命优化与阶段性优化
工程的使用年限内，对每一阶段都要进行相应的方案优化。房屋的设计者要考察各个阶段的特点，任何一个环节都包括众多设计方案，因此相关人员应该在所有的设计过程中，对各个阶段的性质进行优化，从建筑工程的整体性出发，提高结构设计质量，同时延长其使用寿命。
4.3桩基础的具体优化
建筑中的桩基础能够分为灌注桩和预制桩。灌注桩在整体施工时的质量较为难控制，而且操作的技巧复杂，时间还较长。因此在沉降符合标准的前提下，要加入预制桩的施工，从而减少相应的工序。而且要注意，在伴随着桩基不断加深，土壤本身对装机的摩擦逐渐增大，务必要选择较长的预制桩。
4.4对建筑主体上部结构进行的科学性优化
房屋建筑的上部结构设计应当建立相应的模型并进行系统的优化。整个过程最先一步就应当合理地设置剪力墙，保证剪力墙整体的质量是均匀的，这样能将楼层中平面刚度的中心点重合于楼层整体的结构重心，从而减少地震或者风力等对其的破坏性。4.5结构优化与建筑优化保持协调
对于结构的设计要保证建筑的整体结构与整体平面紧密配合，这样能实现建筑本身的美观与结构的相应合理性,的效果。对于建筑系统来讲要保证简洁，墙体与支柱不能有错位的现象，高度要与截面的面积相通。在楼体设计时，自身受力较多的转角区域，要选择高强建材做为承重的材料，从而能够更好地降低自重。
结束语：
房屋结构设计中，其建筑结构设计优化方法非常重要。因为，选择出合理的设计方案，不仅能达到技术要求，还能设计出美观、使用性极高的房屋建筑。建筑方与开发商在结构设计上不得过分注重经济效益。如果要想达到这样的一个目标，就需要房屋建筑的设计者积极提高自我的知识水平，要在原有的基础上开拓创新，主动为人民居住的房屋提供安全性的保障。因此，笔者认为建筑结构的优化方式在整个房屋的结构设计中的应用是有着非常重要的地位的，是值得每个设计者深思的。
参考文献：
[1]范国兴，延安大学西安创新学院，陕西西安710100，1672－6758(2014)08－0023－3
[2]李丹丹，广西宏远建设有限公司广西贺州5428991673-0038（2016）17-0123-02
论文作者:吕叔荣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月下
论文发表时间:2017/6/13
标签：结构设计论文; 建筑论文; 房屋论文; 房屋建筑论文; 建筑结构论文; 结构论文; 变量论文; 《建筑学研究前沿》2017年2月下论文;