摘要：伴随着建筑业的发展，房屋建筑工程随之增多，人们对建筑质量要求越来越高。房屋建筑结构设计中，结构设计优化是保障房屋建筑的质量及提高建筑物安全性、稳定性、美观性的有效手段。基于此，文章对房屋建筑结构设计中结构设计优化的应用情况进行了分析，并探讨了房屋建筑结构设计优化的关键点，希望可以为房屋建筑结构设计及施工的开展提供有效参考。
关键词：房屋建筑；结构；优化设计
引言
在工程建设的过程中，最基本的目标是在提高工程质量的同时尽可能地减少成本的支出，而对建筑结构的设计是否合理将直接关系到该目标的实现与否。在满足建筑基本功能的基础上通过材料的充分利用、先进技术手段的应用等提高设计水平，使在激烈的建筑市场竞争中获得更多优势。通过建筑结构优化设计，一方面是提高建筑的整体安全性，另一方面是提高设计产品的经济性，有效降低工程造价实现效益的最大化。在建筑结构设计中，可通过设计方案的优化，包括结构选型、布置优化以及精心的设计和准确的计算等来优化建筑结构。
1房屋建筑结构设计优化的重要性
房屋建筑结构设计的合理程度不仅与房屋建筑的安全性息息相关，而且与建设成本、建筑物整体外貌、建筑物内部结构等具有直接关系，在房屋建筑过程中占据重要地位。随着现代化建筑理论的快速发展以及社会对建筑物需求理念的转变，由单一的居住型逐渐向疗养型、生活居住型、休闲型等多元化发展，这就使得建筑结构设计优化技术更加重要。因此，在熟练掌握基本建筑结构设计理论的基础上，展开建筑结构多元化优化设计逐渐成为当前建筑企业生存的有利因素。此外，在现代化建筑领域以高层建筑物、复杂建筑物为主体，尤其是对地下空间资源的利用程度越来越高，这就为建筑结构优化技术提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建设成本。因此，发展房屋建筑结构优化技术具有重要的现实意义。
2建筑结构设计优化的原则
建筑结构的设计包括建筑结构本身，也包括建筑经济效益、居住舒适度和对建筑空间的利用等。因此，在建筑结构设计时需要严格遵守以下原则:
第一，在建筑结构优化设计时应根据建筑不同的功能需求，对墙柱布局以及墙肢长短等进行调节，从而使建筑结构符合经济结构与安全使用的要求。第二，在建筑结构优化设计时必须要满足建筑居住舒适度的要求，具体可以从建筑结构、装饰装修、电气安装等进行整体优化设计。第三，需保证整体建筑结构的安全性，使最终满足建筑结构安全耐用的目标。第四在保证整体建筑结构安全稳定的基础上还要考虑结构造价的问题，尽量在满足建筑整体性能的基础上考虑建筑的经济性。
3结构方案设计优化的思路及方式
3.1结构平面布置优化方案
在不影响建筑使用功能的前提下，结构布置应简单、规则、剪力墙尽量布置于建筑四周、门窗洞口上下对齐，剪力墙沿两个主轴方向双向布置、且两个方向侧向刚度宜相近（相差不超过20%），尽量减少短肢剪力墙的布置，应与建筑沟通，在不影响建筑外立面及造型的前提下，布置一般剪力墙。梁、柱布置尽量避免一些大悬挑、大跨度、尽量不转换等，少采用型钢梁柱。取消厨卫间，设备管井隔墙下的结构小梁，改用板底附加钢筋，节约混凝土及钢筋用量。楼板厚度，大跨度双向板按跨度的1/40并满足裂缝与挠度的要求；楼板薄弱部位板厚可加厚至110mm，连廊取120mm等，但尚应满足地方标准的要求，并与审图公司沟通商定。与建筑协商或采用结构计算等手段，避免超限情况的发生。地下车库布置，与方案、甲方沟通采用小柱网；梁板结构形式应根据实际项目情况进行结构方案比选，考虑覆土厚度、人防荷载、结构找坡等影响结构布置形式的因素，可采用不同区域不同的梁板形式的布置方式，优化结构布置，从源头上节约成本。
3.2桩基优化
桩基是房屋建筑物的基础，是建筑物主要的受力载体之一，对建筑物的安全性能至关重要。在房屋建筑结构优化过程中常用的方法是预制桩。与灌注桩相比而言，预制桩的质量更加容易控制，能够获得稳定的预制桩产品，预制桩的施工流程也较灌注桩的施工流程简单，更容易获得性能稳定的桩基；预制桩的施工周期远小于灌注桩的施工周期，有效的缩短了房屋建筑周期，提高了生产效率。因此，在房屋结构优化过程中要确保预制桩施工符合沉降标准，可以显著的提高桩基安全性能。同时，在优化预制桩结构过程中应优先选用长度较大的桩基进行优化设计，目的在于确保预制桩与岩土体之间的摩擦力稳定变化，即确保桩基的承载力在整体设计要求范围内。此外，桩基的受力结构合理与否不仅影响房屋建筑物的安全性能，而且提高了地基不稳定沉降概率。因此对预制桩的受力结构进行优化处理，使得桩基的受力状况更加均匀，可以有效的缓解地基不稳定沉降问题，提高房屋建筑物的安全性。
3.3排水管道系统的优化
房屋建筑结构设计中，对结构设计优化进行应用的时候，还可以对排水管道系统进行优化设计。排水系统设计是房屋建筑结构设计中的重要组成部分，其复杂程度较高，应充分考虑实际情况来开展设计。特别是穿墙管道设计中，应以便于施工为原则，提前预留管道碰撞检测的空间，并做好预埋空洞的标记，以便于施工方在施工的时候可以提前预埋孔洞，避免返工问题的出现。对于需穿过承重墙的排水管道，应做好对周围的加固处理，保证承重墙的稳定性。排水管道优化设计中，应考虑施工方面的问题，避免管道绕柱问题的出现。随着科技的进步，BIM技术在建筑设计中得到了越来越多的应用。排水管道优化设计中，也可以应用BIM技术，来开展碰撞检测，确保排水管道、建筑物的协调性，提高排水管道优化设计质量。
3.4在建筑地下部分结构优化中的应用
房屋建筑结构设计优化进程中，地下部分设计至关重要，对整体结构的混凝土量和钢筋量都影响较大。地下室部分一般设计情况比较复杂，地下部分的造价受地下室层数、是否为人防地下室、地下室顶板覆土厚度、是否考虑消防车荷载和地下水位等因素影响，设计主材用量差异比较大，因此，建筑地下部分结构优化只能是在保证安全可靠性的前提下，尽量减少不利因素。降低地下室层高，减少地下室层数，可以有效减少土方开挖量，降低成本;合理布置地下室柱网跨度和主次梁的布置方式，尽量把上部结构的嵌固部位放到地下室顶板，优化结构设计的合理性，减少主材用量;人防地下室顶板采用塑性计算方式，计算裂缝挠度时不考虑人防和消防车荷载，都是通过计算参数细节的调整，达到安全性和经济性同时满足。
结语
综上，建筑结构优化设计是为了完成既定的建设目标对工程结构提出了优化方案的设计方法，将各种先进的技术结合起来使设计方案更加完善，使最终的建筑结构不仅满足基本使用功能，而且还提高了空间利用率、提高了对材料的利用，更加满足宜居的要求。在建筑结构优化过程中，除了要对方案进行完善，还要对基础结构、整体布局以及抗震设计等进行优化，才能使打造出来的建筑更具有安全性、耐用性和经济性的特点。
参考文献
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