淄博市规划设计研究院 山东淄博
摘要：近年来人们生活水平的提高，对建筑施工质量的要求也在提高。房屋结构设计的优化不仅能使建筑的安全性提高，还能改善人们的居住环境。房屋结构设计优化有利于房屋建筑的整体布局，在建设过程中有利于施工过程顺利进行，减少施工成本，提高房屋质量。本文就结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的运用展开探讨。
关键词：房屋结构；建筑结构设计；优化
引言
要提高建筑的设计质量和水平，需要加强对建筑结构的设计和优化。通过不断满足人们对房屋功能性、稳定性和外观的要求，不断优化结构设计，实现减少能源消耗，降低建筑成本，增加企业的经济效益，并最终提高企业的市场竞争力。另外，房屋建筑的安全性直接影响着居住者的居住安全，为了杜绝结构设计漏洞的产生，提高建筑的安全性，需要对建筑结构设计进行优化，提高设计方案的可行性和安全性。
1房屋建筑结构优化的原则
在对房屋建筑结构进行优化设计时，必须对房屋建筑的原有结构进行全面的了解与认识。通常情况下，必须在确保建筑安全性和功能性的基础上，对房屋建筑结构进行优化设计，制定更具有经济性和科学性的房屋结构优化方案。同时，必须对房屋建筑整体结构进行深入研究，选择最优设计方案，采取更加高质量的优化措施，实现房屋建筑结构设计的优化目标。
2建筑结构优化设计在实际工程中的意义
建筑结构优化设计是一项复杂和系统的工程，做好优化设计需要多个部门的共同努力。建筑结构设计不仅包括内部结构的设计，还关系到建筑的外观。好的建筑结构设计不仅使其内部结构满足建筑的稳定性，还能使建筑的外观符合人们的审美观。建筑结构优化设计应该兼具实用性和人文关怀，使建筑更好地造福人类。有些设计人员偏执于建筑的单方面功能，只考虑建筑整体的实用性而忽略美学要求，这样的建筑很快就会过时淘汰；而另一些设计人员只考虑建筑的美观而不顾实际结构的负载情况，这样会带来潜在的质量隐患，极易发生安全事故。所以一定要同时注重建筑结构设计中的稳定性和美观性。随着科技的进步，建筑结构设计也在不断地发展。先进的建筑结构设计能在增强建筑实用性的同时，增加建筑的环保性和美观性。现在的建筑结构设计方案可以在保证建筑质量的同时，减少建设成本，同时还可以降低对环境的污染，使建筑和周围地形及其他特征较好地结合起来，促进人与自然的和谐。
3建筑结构优化在房屋建筑结构设计中的应用
3.1建筑结构模型优化
建筑设计师在对房屋结构进行优化设计时可将建筑结构的模型进行优化并利用。综上所述，设计者从选择合适变量、合适的计算函数及确定约束条件3个关键点进行优化建筑结构模型。优化建筑结构模型可帮助设计人员更好地开展设计工作。在建筑结构模型的制订以及使用过程中应注重不同变量的选择。在设置、选择不同变量的过程中需从房屋建筑物本身出发，结合当地的实际情况，对有可能影响房屋建筑物结构设计的因素进行合理分析，并将这些因素用预定参数表示，然后将其表现在房屋建筑结构优化的设计中。无论该因素是单一因素还是多元因素，设计者都不应将其忽略，部分因素可能会对房屋的结构设计呈现结果造成极大影响。另外，在对房屋建筑设计结构进行优化时，将多种元素都反映到函数中可降低工作人员的工作量，使其能更快地完成工作，提升工作效率。
3.2建筑结构相关数据计算方案的优化
建筑结构设计的优化方法主要是针对建筑安全性的优化方案，但是房屋安全性设计涉及的项目多，变量和数据也多，为了降低安全性优化设计的复杂程度，我们在规划优化设计的计算方案时可以将一些限制性的问题放到无限定性上去考虑。一般而言，我们会采用拉格朗日乘子法或者powell算法计算规划设计的最优解。
3.3变量的合理选择与目标函数的确定
通常情况下，选择设计变量时，会选择对设计产生影响比较大的参数，将影响较小的参数作为预定参数，以减少计算编程的工作量。另外，确定目标函数时，应利用函数寻找能够满足既定条件的最优解，同时要确定约束条件。优化设计房屋结构可靠度的约束条件主要包括裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束以及结构强度约束等，在实际设计过程中，必须确保各种约束条件都能够满足行业规范。
3.4设计方案协调优化
进行建筑结构优化设计时，需要特别注意对设计方案的协调性进行优化，因为结构设计是一个多层面的三维设计工作，若其中一个结构的设计出现问题，会影响结构设计的整体性与可靠性。如对柱、主梁、次梁、楼板、承重墙等结构设计时，必须深入分析各个结构之间的关系，确保建筑架构之间的衔接紧密性。
3.5保证主体结构与细节部分的协调性
主体结构和细节部分在房屋建筑结构设计中都占据着重要地位，整体优化设计中要加强对主体结构和细节部分的协调控制。设计人员要利用多种方法不断改进主体结构和细节部分的优化设计。由于房屋建筑具有整体性和复杂性，且房屋要求的使用功能所覆盖的细节部分也比较多，所以设计人员要结合实际特点，不断地优化主体结构和细节部分，提高整体房屋建筑结构设计的优化。在设计时要妥善布置主体部分和其他部分，以便保证建筑物的质量，满足房屋建筑的多样性需求。
4建筑结构设计优化方法应用需要注意的问题
4.1使用结构优化时，必须考虑前期参与
对于前期设计方案，方案质量优劣如何，对结构总成本有着直接影响，在前期设计中，确定结构设计方案时，一般认为不需要结构设计人员参与其中，在建筑结构设计时，大多数设计人员不重视结构可行性、合理性，如果采取这样的设计结果，必然会影响结构设计，使得结构设计难度明显增加，也会提高结构成本。所以，在设计结构方案时，设计人员应充分考虑到结构设计的前期参与，从第一步的方案优化开始，设计出优质的设计方案、结构形式，以节省成本。
4.2细节处理严密
为了更好地提高房屋建筑结构的稳定性，在设计过程中要加强对细节的处理，这就要求工作人员不能仅依靠传统的经验进行结构设计，必须通过更加细致的数据分析和严谨的计算确定结构细部的每一个尺寸和位置，避免出现失误或者较大的误差，并且要转变传统的设计理念，不断提升设计质量与水平，提高建筑结构设计的合理性和安全性，甚至达到绿色节能的效果。
4.3整体优化与局部优化
对于任何结构设计，都具备层次性、复杂性特点，立足层次角度，包括了结构体系、各分部受力构件，在房屋设计过程中，设计人员必须优化每个环节。立足复杂性角度，一般包含结构类型、结构布置和原料选取。因此，针对任何房屋建筑，需优化整体结构的同时要优化各分部受力构件。达到整体最优的目的。
结语
随着人们对生活环境要求的提高，建筑开发商出于利益的考虑，积极在房屋建筑结构中进行结构设计优化处理。对房屋建筑结构进行优化设计可以提高居住环境的舒适度和美观性。建筑设计人员可以完善结构设计模型，优化建筑物的主体部分，提高建筑物的美观性和实用性，为人们的生活提供更多便利。
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