摘要：在满足在建筑结构长远效益的前提下，需要最大程度减少建筑结构近期投资，提结构设计本身的可靠性和合理性。和传统设计形式相比，采用设计优化的技术，能降低建筑工程造价。优化技术指标的同时，需要合理应用材料，为建筑结构设计提供整体有效的设计方案，优化技术是实现建筑设计的基本原则，要按照设计要求落实。本文对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用进行分析。
关键词：建筑结构设计；优化方法；房屋结构设计；应用
建筑行业的快速发展，人们对房屋建筑提出了更多的要求，比如房屋的功能、经济性能等。同时，在结构设计过程中也会考虑到施工的方便，这就需要对设计方案进行深入研究，不断优化。科学的结构设计优化不仅能够满足人们的基础需求，同时可以尽可能减少不必要的成本投入和资源浪费，对于建筑企业的利益也十分重要。希望通过本文研究对建筑行业的发展以及结构设计优化起到积极作用。
1建筑房屋结构设计优化的方法原则
一般来说，建筑房屋结构设计优化要遵循一些原则。首先就是要符合企业和社会大众的需要，也就是要确保建筑能够满足现代人们日常生活的基础功能，使得居住者能够生活方便、舒适。其次，要充分考虑使用者的健康安全，也就是在进行优化设计中，必须要把安全性和环保性放在第一位，要使得其作品能够长久使用，使得居住者舒适愉悦。然后，还要考虑到开发商的经济效益，因此设计师们在优化结构时，也要使得建筑项目资源分配最优化，尽力节省资源和成本。最后，建筑设计师在对其结构进行综合设计和考虑时，在充分结合前人的经验和时尚元素后，还要大胆进行创新，实验一些新的结构和思路，在设计过程中不仅仅要使得结构匀称规则，充分融合自己的设计理念和元素，还要按照建筑结构特点，尽量使得建筑结构的纵向功能齐全、承重应力均匀，刚柔度适中。这才是确保其设计作品获得成功的主要基础，也就是要使得其建筑设计作品在优化的同时，也要实用。
2房屋建筑结构设计中的优化方法
2.1抗震设计的优化方法
考虑到房屋建筑结构抗震问题，设计期间，设计师应当注重梁高取值的合理性与公正性。如果取值过程中没有全面的数据支持，可以取允许的最大值，避免对其刚度造成影响，当出现了垂直荷载后，梁端负弯矩经过运算，所得结果会超过实际值，造成此处的配筋量增多，产生过剩的抗弯安全储备，一旦发生地震等恶性灾难，常常会带来严重的不安全因素。因此针对梁端负筋进行设计时，设计师可以选择允许的最小负筋值，只有如此，方可使梁端塑性铰在需要时立刻起到作用。设计期间，所有设计人员需要注意一点，梁端负筋实用量低于需求量，且跨中配筋的处理需要在允许的范围内尽量放宽。考虑到房屋建筑结构施工问题，对于配筋差距在5%以内的梁，设计时应当作为一类配筋。
2.2设定优化的设计计算
在房屋结构设计优化中，结构的整体布置至关重要。不合理的建筑结构布置，将对房屋建筑的安全性、实用性、经济性等方面产生严重影响。在进行结构设计优化时，设计师需要对结构设计效果和作用产生影响的结构造价、应力约束、弹性约束、结构安全稳定度等元素作为变量，建立数学模型，通过确定约束条件计算出房屋整体模型的控制参数和目标，以科学地数学知识计算并得出最优结构。在组合、带入、计算过程中，会涉及到大量数学知识，这就需要设计师在程序设计时，能够综合考虑结构优化模式和变量元素，通过计算和验证找出设计中存在的问题，并及时改进设计方案。在具体实践中，设计师通常采用预订式参数的方式，尽量减少设计、计算、编程等环节的工作量，在提高工作效率的同时，确保房屋建筑整体结构设计的完整性。在房屋结构设计优化中，多采用拉氏乘子法、Powell算法等计算方法。
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3在建筑结构设计中结构设计优化技术的应用
3.1重视前期规划
设计人员要参与到前期规划中去，对工程的实际情况进行全面的了解，有针对性的对建筑结构进行规划和选择，制定一个行之有效的设计方案，为后续施工提供参考和依据。设计人员要重视前期的规划，结合工程实际，并依据自身经验，进行优化设计。采用的结构布局不同，产生的效果就不同，在房屋建筑结构设计时，要将细部结构优化同概念设计进行有机的融合，贯穿于整个设计过程，对缺乏相应数值的细部进行有效的处理，采用概念设计法，将数值作为一种参考，对结构设计细节进行有效把握，提高设计的效果。分阶段优化，该工程在限定的使用期限内，对每个环节都设定了多个方案，所以，在设计时，对每个阶段的方案都进行了优化，确保了工程质量，有利于增加经济效益。
3.2概念设计结合细部结构设计优化
概念设计主要作用于无具体数值量化现象，比如无确定性的地震设防烈度，现实难免与计算式存在区别，那么设计时应采取概念设计方法，使数值成为辅助及参考根据。为达到最佳优化设计效果，设计人员应该灵活运用结构设计优化方案。与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角方向容易出现的裂缝，可归结为矩形板。钢筋选择时应注意：I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力相差却相当大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，应在满足基本规范要求之上，以达到安全、经济之目的。
3.3建筑节能结构设计优化
为了保障房屋具备一个优良的采光性，那么就得要与项目施工场地的地理位置、气候条件以及符合所处城市规划的实际要求相符，利用针对性的原则来优选建筑物的朝向。这样一来不仅可以充分的保障房屋有更合理化的阳光照射，也可以具备一个良好的通风条件；对于建筑的美观性而言，要避免出现和寒风之间垂直的现象。这样就可以尽量的降低热量的损耗，且在节能方面的效果非常好；针对建筑的维护，其主要表现在门窗上，在直接面对阳光的一边，那么空气面积就要尽量扩大，在数量方面也要合理，就可以有充分的光照条件。
3.4结构同建筑的协调优化
在进行设计时，应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密，从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时，应同房建平面的功能需求相一致，每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁，墙与柱不可以出现错位情况，每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时，其应力集中或受力方向较多的转角区域，承重构件应尽可能选取高强建材，从而降低自重，而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠，预防出现扭转情况。
结束语：
设计人员在对房屋结构进行设计过程中，应该从建筑房屋的实际情况出发，对其进行深入研究，分析当前房屋结构设计当中存在的不足，并有针对性地应用相应的设计优化手段和优化方案，在不断提升房屋建筑优化水平的同时缩短设计的周期，控制房屋建筑的造价成本，从而能够在设计阶段将建筑房屋的经济、社会效益最大化发挥出来。
参考文献：
[1]刘松.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（20）：21-22.
[2]唐益林.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建材与装饰，2017，（01）：93-94.
[3]景毅.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用分析[J].科技资讯，2014，（27）：36.
论文作者:楼宇剑
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/8/15
标签：结构设计论文; 建筑论文; 房屋论文; 结构论文; 建筑结构论文; 方法论文; 房屋建筑论文; 《基层建设》2018年第20期论文;