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摘要：随着人们生活水平不断提高，不仅对建筑实用性与安全性有所要求，而且对经济性与外观也有所要求，然而，在对建筑结构设计的时候，必须考虑到施工的方便性，以便快速完工。对于建筑结构设计进行必要的优化，不仅能获得房屋结构的经济性、安全性以及合理性，还能使建筑更加美观。本文将对建筑结构设计优化方法在房屋结构中的应用进行相关的阐述，希望对建筑设计工作者具有一定的指导作用。
关键词：房屋结构；建筑结构；结构设计；应用
1、建筑结构设计优化的方法及意义
1.1建筑结构设计优化的方法
在对房屋的建筑进行优化时要注意从房屋的各个层面进行优化，房屋的优化设计主要包括房顶，周围的支护部分，房屋的基础部分等几个方面。充分保证房屋的各个部分都进行了结构的优化，从部分到整体的优化的方式是目前的房屋设计采取的一种比较可行的方法。此外，在对房屋的各个部分的结构进行优化后，整体的房屋的结构质量和优化质量也得到了一定程度的保证。优化设计需要在一定的理论和实际操作的基础上来进行，合理计划房屋的优化措施，调查研究房屋的优化的最佳手段，这对于房屋的整体设计质量以及房屋的造价评估都有一定的帮助。对房屋的设计和建筑进行造价的合理评估有利于房屋建筑的造价的节约，有利于节约资源。
1.2建筑结构设计优化的意义
实施房屋的优化设计不仅仅可以满足当前的节约资源的需求，同时也使房屋的建筑质量得到了保障，使建筑的房屋具有高质量，高层次的特点。在进行建筑的优化设计时，并不是仅仅局限于节约资源，降低房屋的建筑成本这一个方面来进行设计的，从上文可以知道，房屋建筑的优化设计是多层面的，它是着手于房屋的经济，美观，实用等多方面的要求来进行设计的。
2、房屋结构设计中建筑结构设计优化方法建立模型的步骤
系统结构优化设计模型是选择结构中影响变量的主要参数来建立相应的函数模型。这种模型的建立能够运用科学、合理的计算方法得出较好的优化方案。建立模型需要划分为三个步骤。
2.1确立设计变量参数。变量的选择对最终设计方案的确定有着重要的数据参考意义。建立模型首先要对设计中变量的参数进行筛选，选择对总体结构有较大影响，变化幅度小，考虑因素少的参数错位参考指标，降低结构设计、计算的工作难度。
2.2确定相关目标函数。然后对工程中各种参数进行按照重要性进行属性划分，将影响不大的参数定为预定参数，减少函数模型中的计算量。确定目标函数后，找出符合条件的最优解。然后根据房屋结构的应力约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等一系列约束条件进行优化设计，保证结构的合理性。
2.3衡量条件。系统结构优化设计方案涉及到多个变量和多个约束条件，可变较大。约束条件包括房屋尺寸、架构稳定性、受力限度、变形限度结构可塑性程度等，设计者要根据房屋建造规条把施工的约束条件和目标确定的约束条件进行比较和分析，保证各种条件符合相关规定，实现优化设计。在设计优化的过成中要化繁为简，将约束条件转换成约束条件进行计算。计算方法常有符合型法、以及Powell法等。计算的过程中编制相应的运算程序进行辅助优化，最终得到最优化的结果。
3、房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的实际应用
随着社会和建筑行业的发展，房屋结构设计中建筑结构设计的优化方法已经广泛应用于实际的生产生活中。房屋建筑结构的优化方法能够全面优化房屋建筑的设计，降低房屋建筑的成本，实现资源的合理配置。当然在对房屋结构设计中建筑结构设计进行优化时，必须要重视结构设计中的前提设计、整体设计以及抗震的设计，保证房屋建筑的安全性。房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用具体表现在以下几方面：
3.1积极参与前期设计
前期方案的确定影响着房屋建筑的成本，目前许多房屋建筑的结构设计不太合理，设计人员对于建筑结构的设计参与力度不够，在对房屋建筑结构进行设计时，对于建筑结构的合理性以及可行性没有仔细考虑，阻碍了房屋建筑建设的进程。因此，建筑设计人员在确定前期方案时，必须要仔细分析考察建筑结构的特点及类型，选择适合的结构形式，加强设计参与感，优化设计方案，以此促进房屋建筑建设的顺利进行。
3.2整合概念设计与细部结构设计
一般概念设计应用于数据量化不具体的情况中，如地震的设防烈度，由于其具有不确定性，因此在计算结果会存在误差，运用概念设计会增加计算结果的准确性。在对房屋结构设计中建筑结构进行实际设计时，设计人员一定要从实际出发，灵活运用建筑结构设计优化的方法，保证其设计具有可行性。同时在对细部结构进行优化设计时，要有效结合概念设计，保证房屋建筑的安全性。
3.3优化设计地基基础
地基基础是保证房屋建筑建设安全的基础，因此在对地基基础的结构进行优化设计时，必须要以建筑现场的地质条件为依据，对桩基础的类型进行合理选择，以此降低建设成本。同时在对灌注桩桩长进行确定时，务必要考虑到桩端持力层的具体情况，将不同的设计方案进行仔细对比，分析其经济性以及可行性，从实际情况出发，优化设计其方案，保证方案的科学性，以此来优化房屋建筑的结构。
3.4优化设计上部结构
为了保证房屋建筑上部结构模型的建立及其优化，必须要对剪力墙进行合理布置，确保其质量的均匀，保证对称楼层中的楼层结构与其平面刚度中心点能够相互重合，以此来减小风力以及地震等外部负荷对其的负面影响。当房屋类型允许时，剪力墙构造可以采用大开间的形式，并将剪力墙肢的长度加大，这样可以减少墙肢以及混凝土的使用数量。一般剪力墙中暗柱的材料选用的是钢筋建材，如果房屋建筑建设的地质状况差，且对房屋建筑结构的抗震性能要求高，为了保证房屋建筑的安全性，则不宜采用大开间的剪力墙构造。
3.5协调优化结构与建筑
在对房屋建筑结构进行设计时，为了使房屋建筑的外形美观，必须要尽可能保证房屋建筑结构与整体平面之间的协调与平衡。对建筑柱与建筑墙进行设计时，要尽可能使其与房屋建筑平面的功能需求相统一，使各房间的深度以及开间都保持一致。另外，房屋建筑的系统要尽可能做到简洁明了，合理设计墙与柱之间的距离，确保每一楼层的截面面积与其高度相一致。在对楼体以及电梯进行优化设计时，对于两者间的转角区域以及承重的构建要进行适当选择，由于两者自重较高，所以要尽可能选择高强建材，使其自重降低，质量较轻的建材适用于非承重的构建。为了防止扭转情况的发生，在房屋的整体建筑进行设计布局时，要将其重心、质心以及刚心相互交叠，确保房屋建筑的整体性。
3.6协调优化结构与排水
一般在房屋建筑中有专用排水房间，其中含有许多机械设备，其负荷强度要远远超过普通的房屋建筑。为了保证房屋建筑外形的美观，尽可能在地下室区域设置水泵房，由于排水管道较多，且粗细不均，因此要确保管道预埋的深度以及预留的孔径尺寸符合实际需求，并及时加固楼板的穿孔位置。
3.7协调优化结构与电气
在墙体或是楼板处以导线的形式安装电气管线，会严重影响预制结构的施工。因此若管线需要贯穿建筑梁，必须要将孔洞赶在梁预制前完成，并要将墙体的厚度与梁的宽度相一致，在两者无法抑制的情况下，必要保证梁的侧平面与墙体一侧的平面平齐，以此来确保管线能够安装在墙体的内部。一般房屋建筑的电梯房中的空洞较多，预埋构件的数量也较多，因此在设计时，要单独计算电梯房的强度，从而来保证设计的合理性，增强房屋建筑的安全。
4、结束语
建筑结构设计过程中进行合理的结构选型和布置对整个建筑工程是否能保证安全、经济、适用都非常重要，一定要对整个结构体系的承载能力、抗震性能、内力传递、刚度、侧移要求等掌握透彻，才能实现结构设计安全性、合理性、经济性的整体最优实现。建筑结构设计优化方法可以使房屋更加坚固美观，能够满足人们对建筑产品的品质要求不断提高。
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