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摘要：在对房屋结构进行设计的过程中需要要遵守安全、经济、实用、便于施工以及美观这五大原则，这也就要求我们在对必须要对建筑结构设计进行优化，提升建筑空间的使用效率，使得房屋的结构更加的合理。另外，对建筑结构设计进行优化还能够有效的提升建筑的美观性，从而为人们带来安全、舒适、美观的居住环境。由此可见，加强对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计的应用的研究是非常具有现实意义的。
关键词：建筑结构设计；优化方法；应用
1建筑结构设计优化方法的概述
建筑结构设计优化方法是指采用科学合理的设计理念，从理论和经验上对建筑结构设计进行优化，在满足房屋基本功能的基础上，综合审美学、艺术学和设计学等多种领域，展现房屋的美观，完成房屋的设计方案，使得最后设计出来的房屋能够达到最优的效果。建筑结构优化主要包含整体的优化和内部细节的优化两部分。在进行整体的优化时，不仅要考虑建筑物自身的特点，还要考虑周边环境，不但自身要有艺术美，还要与环境相协调。此外，在优化方法上，应着重考虑安全方向，让客户能够在房屋中安全长期的居住，不受房屋质量问题的困扰。现在随着房价的上涨，很多人追求房屋的经济性，所以在建筑结构设计优化时，在确保建筑物质量的基础上，尽可能的降低成本，为建筑企业和客户节省资本。最后建筑设计师在设计时，不仅要有认真负责的态度，还应当采用先进的建筑理念，用长远的眼光看问题，为建筑结构注入新型设计元素，使建筑物追随时代的发展，体现时代特色。
2建筑结构优化方式在房屋建设中的具体步骤
2.1创建建筑结构优化模型
对于建筑结构优化模型的创建可以从以下几个方面着手：首先，选择科学的设计变量，主要是将建筑自身结构的主要参数作为设计的变量。比如：建筑损失的期望值、建筑结构造价值、建筑结构的相对可靠度等。另外，我们可以用预定式的参数来表示哪些影响较小，变化范围不大的设计参数，这样可以减少设计过程中的数量和计算数量，减轻编程的工作量，提升设计优化的工作效率。其次，对目标函数进行确定，在建筑结构优化设计的过程中，一定要找到一组和预定条件相符的钢筋截面和已经失效的概率函数，从而降低建筑工程的整体造价。最后，确定约束条件，在对建筑结构设计优化时，需要确保整体结构的可靠性，这就要求设计人员必须要科学化的确定和优化各个约束条件，比如：建筑本身强度的约束、尺寸大小的约束、构件的相关约束、建筑裂缝宽度的约束、结构体系的相关约束等。另外，还需要将目标性质的约束条件和实际性质的约束条件进行对比和分析，这样才能够却确保每一个约束条件都能够符合建筑结构设计优化的要求。
2.2对约束条件进行优化转换
基于可靠性房屋结构设计优化中，会存在很多的约束条件，同时还会遇到很多非线性的优化问题。所以，在房屋结构设计优化的相关计算中，必须要根据实际情况进行相应的转换，比如：将约束的优化转换为无约束的优化等。
2.3设计相关的应用程序
在对房屋结构设计优化建立基本模型时，应当要以可靠性为主要的基础，并运用相应的计算方式对房屋结构设计进行优化，从而更好的达到优化的效果。因此，这就需要设计出一个运算速度较快、功能全面的应用程序，这样才能够有效的提升房屋结构设计优化的效率。
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2.4综合结果分析
在建筑结构设计优化的过程中，当得出一定的计算结果之后，应当要对其进行分析和比较，并制定出一个科学的结构设计优化方案。在对计算结构进行分析时，一定站在全局的角度考虑问题，同时采用多角度对相关问题进行分析，这是整个建筑结构设计优化中最重要的环节，一个合理的设计方案可以确保房屋建筑整体的安全性、合理性和美观性，还能够有效的降低整体工程施工的成本。另外，在对建筑结构进行优化的过程中，我们必须注意一点，不能只为了减少经济成本而降低对建筑技术的要求，也不能够为了只追求技术要求，而忽略了经济成本。因此，在对相关问题进行分析的过程中，必须要同时考虑这二者的科学化配置，从而更好、更快的达到预期的目标。
3结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
3.1在建筑主体结构优化中的应用
由于剪力墙是建筑中使用较多的承重结构，在建筑结构的优化设计过程中，需要合理优化剪力墙结构，将剪力墙进行合理的布置，使每层建筑结构的重心与平面刚度中心相吻合，减少地震以及风荷载对建筑整体的影响。另外，为了减少建筑施工过程中混凝土的用量，可以采用大开间的剪力墙结构，并且可以在一定程度上减少墙肢数量，从而降低成本，增加建筑内部空间，更好地满足人们对建筑空间的需求。
3.2在建筑基础结构优化中的应用
在建筑施工和设计中，基础设计和施工至关重要，因此，需要对基础进行合理的设计，并不断进行优化。在基础设计过程中，要根据施工现场的地质条件和环境选择桩基类型，确定桩基的截面尺寸和配筋率，并确定桩基的布置间距，在满足结构性能和工程需要前提下，减少成本，满足工程的经济效益。
3.3在建筑结构系统化设计中的应用
在建筑结构的系统优化设计中，排水系统和电气系统的优化是主要内容。排水系统的优化主要是指房屋建筑中的排水管道系统。通常情况下，建筑中排水系统的管道种类多，数量大，并且规格尺寸不同，在建筑内部设有专门的排水系统房间，每个排水系统房间都布满了各种管道，放置了大量的机械设备。在这些基础上合理地建设排水系统的管道，并在保证管道的各项尺寸指标符合相关规定的情况下，可以直接在地下室对这些机械设备进行设置。另外，可以采用专用通气管的排水管道系统或采用新型排水管道系统；排水立管宜采用乙字弯消能措施；排水管系应加强通气，保持管系内气压平衡；建筑污水、废水应分开排放，以便废水回收和污水处理厂进行污水处理。
建筑结构的电气系统中，为了优化供电系统，应尽量根据负荷的等级采取相应的措施。对于各级负荷的供电电源，要使其达到设计规范的规定，用电单位要综合考虑用电容量、用电设备的特性、供电的距离等因素，采用补偿无功功率的措施，尽量减少电压偏差，降低系统的阻抗，使三相负荷平衡。
3.4提高建筑抗震性能
要达到提高抗震性能的目的，必须在设计时从理念上和思想上高度重视，对建筑主体的整体设计进行科学研究，合理设计。为提高建筑的抗震性能，应在结构设计方面应提高其规则性、力求简单、并尽量做到均匀对称。抗震性高的建筑应具有一定的规则性，尽量少出现凸角结构，结构设计不能过于复杂。平面布置不规则的建筑结构，会在地震作用下产生较强的扭转作用，要注意偏离结构刚心远端抗震墙或框架柱承载力的验算。因此，在不对称建筑结构的抗震设计中，要确保结构平面布置结构的刚心和质心相重合，以避免或减小地震所产生的扭转效应。另外，为了避免地震引起的建筑非弹性形变，应使塑性变形集中在有延性能力的构件上，提高建筑的刚度和整体稳定性，从而提高建筑自身的整体抗震性能。
4结束语
综上所述，在房屋结构设计中建筑结构设计的优化起着非常重要的作用，设计单位应做好设计优化工作，积极采用结构优化的方式，实现建筑各种功能的统一，满足人们对于住房的需求。
参考文献
[1]张真珍.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程建设与设计，2018（22）：41~42.
[2]李建良.建筑结构设计优化方法在房屋结构优化设计中的应用[J].住宅与房地产，2018（12）：63.
[3]吕杨.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].江西建材，2017（5）：42-42.
论文作者:朱洪良
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/6
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