熊伟
中南建筑设计院（宜昌）工程设计咨询有限公司 443000
摘要：伴随着时代的进步发展，人们对建筑行业提出了非常严苛的要求，优化技术在建筑结构设计中的应用，不但可以使建筑更加更安全、美观和适用价值，而且还能满足现代人的需求。建筑材料和布局通过优化建筑结构技术，既促进发展，又利于创新，拥有更加环保的新型建筑材料，以更好地保护环境，为今后的发展奠定了基础。因此，本文研究了优化技术在建筑结构设计中的应用。
关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术
前言：具体施工过程中，不仅涉及到众多方面，其中最重要的是施工质量和结构安全。在确保安全性和实用性的基础上，充分考虑了建筑物外立面的美观性和工程造价的经济适用性。优秀的结构设计既能确保建筑的功能和质量，又能满足广大群众对建筑物外观的要求，从而有效提高建筑质量，降低工程造价。所以，不断优化完善建筑结构设计，促进建筑业的长足发展。
1建筑结构优化设计的重要性
在许多建筑中，摩天大楼不同于普通的多层建筑：首先，它在纵向上占地面积较大，但占地面积较小，这大大降低了地面建筑的造价。但是，这并不意味着高层建筑成本低，而是取决于建筑面积与自身成本的比例。设计者可以通过有意义的优化来降低总造价。在建设项目中，如果高层建筑层数增加，建筑整体结构中梁、柱的承载力会增加，随着墙层数的增加，墙体表面和梁柱体积也会增加。那么整个建筑随之其物体的重量和房屋的基本设备也在增加。另一方面，普通多层建筑中使用的材料更加经济，并且其抗震性也很高。但是，建筑物的高度差改变了建筑物的壁表面的范围。如果建筑物是圆形或方形，则建筑物的周长会减小。建筑物的基本部分（例如外墙，内墙和外墙）外表面的减少，不仅提高了建筑物的整体承载力，同时也增加了总体建筑成本的投入和使用寿命。
2建筑结构优化技术及存在问题
2.1建筑结构优化技术
1）在传统的结构设计中，一般来说，结构设计的方法是根据不同的设计要求给出初步设计方案，然后运用力学知识进行分析，使其刚度、稳定性、承载力和尺寸满足规范的强制性或结构性要求。所有的结构设计方案都可以用一些设计变量和给定的参数来表示，这些参数随设计方案的变化而变化。传统的结构设计是设计师根据自己的设计经验或参考已完成的类似设计案例，确定基本设计方案，然后对刚度、稳定性、承载力等方面进行计算、计算或校核，一般只要能满足规范的要求。其实，这只是一种可行的设计，即传统设计。什么是有效的是基于安全性，但不是“最佳”。
2）结构优化设计
在建筑结构设计过程中，工程结构的优化设计是为了满足各种设计规范或某些特殊需要，通过对各种方案的反复比较，最终达到结构设计的最佳方法。工程结构设计对提高工程结构的经济效益和功能具有重要的现实意义。在结构设计中，可以通过方案优化或细化优化来消除不安全和无效的成本。优化后的结构安全系数不会降低，有时更为合理，或整体结构更为坚固。结构优化设计要求用优化方法对所有设计方案进行搜索，从中得到最优方案，然后进行后续施工图设计。同时，结构设计是一种技术行为，它对专业知识有着强烈的需求，并能找出经济合理的方案。这些可选方案都要求达到规范规定的最低限度，避免浪费，减少财力和人力，控制成本。
2.2存在的问题
1）框架设计问题，框架设计可分为横向结构设计和纵向结构设计，但设计人员在框架结构设计中往往注重横向框架结构设计，而忽略了纵向框架结构设计的重要性，导致框架结构承载力不足。框架结构的水平和竖向承载力是框架结构水平和竖向承载力的主要来源。如果一方设计有缺陷，整个框架结构的承载力将不足。当遇到地震等突发性自然灾害时，将无法承受巨大的压力，导致框架整体稳定性失衡，从而危及人民生命财产安全。
2）基础设计问题，住宅基础设施的设计关系到整个建筑的稳定性和使用寿命。
一些设计人员在房屋基础设施设计中缺乏重视，没有对施工现场地质环境进行实地勘察，仅依靠有关部门提供的资料和自身的设计经验进行房屋基础设施设计，造成设计上的差异因此，方案和实际施工情况降低了基础设施设计的质量。
3 房屋结构设计的优化措施
3.1结构设计方案优化
在建筑结构优化设计的过程中，在进行计算时可以将有约束条件使用无约束条件进行替换，具体方法为符合型法、拉氏乘子法等。如在完成结构设计设定时，只要对相关的运算程序进行编制就能够得到最佳的结构设计方案，在对装配式的柱、梁进行使用时，可以使工程所用的时间缩短；对现绕钢筋混凝土进行使用时，能够使房屋建筑结构拥有更强的抗震性和整体性，并且能够浇筑成的柱子也多种多样。
3.2建筑结构安全设计
评估建筑物质量的重要方式是房屋建筑安全，也是最基本的原则，在平常生活当中，外力因素是最无法抗拒的，尤其是在自然灾害频发的区域（如地震区域），在建筑物的设计中，必须充分考虑各种因素，进行分析和研究对建筑物的承载能力，技术需要进行合理的优化。例如，在房屋建筑设计中，尽可能使用对称的结构，如果建筑物均匀受力，危险截面也就会减小或使用多个设防来提高房屋延性，则还需要多重保护重要构件，可以提高房屋建筑的承受能力，并减少由于地震等自然灾害造成的破坏。
3.3不断提高设计优化技术的分析能力
科学有效的数据可以为建筑结构的整体优化设计提供有力的支持。设计人员在使用这些数据时，需要在实际工作过程中运用适当的分析方法，结合工程实际情况确定结构布置方案。大多情况下，建筑物的不同受负荷量是对结构布置方案进行确定的关键因素。在这个过程中如果依靠人力开展工作有非常大的几率会有错误出现，同时也会降低整体设计系统的效率，所以必须对数据分析技术以及互联网技术进行合理利用，然后进行严格的监督，才能使建筑整体更加科学合理。在这一过程中设计人员的工作经验以及操作计算机的技术非常重要。
3.4建筑基础优化
基础是建筑物的根本，地基基础方案会直接影响到建筑安全和工程造价，而基础质量的好坏更是决定着房屋建筑的安全性和耐久性。因此，在进行优化设计的过程中，设计师必须详细的了解建设场地内及周边区域的地层分布情况，建筑的工程特点及建筑物持力层的分布特点，逐个基础方案比选工程造价后确定基础形式。确定基础承载力时，既要依据工程勘察报告给定的承载力值，还应结合现场载荷试验综合确定，一般情况下，地勘察报告给出的承载力都比较保守，可以通过对实际持力层的载荷试验等手段，明确实际持力层的承载力设计值。不同基础形式对应的地基标准不一致，进行操作的过程中必须严格遵守相关的要求规定，从设计、构造、施工、检查等各个方面都要保证严格控制，经过施工现场比对、资本计算、施工技术确定、施工难度确定等环节，选择最优的结果。通过保证对房屋建筑地基基础的优化，能够有效的保证房屋建筑的质量，并满足建筑功能和形态的需求。
结束语：
综上所述，为保证设计方案的可行性，必须充分发挥结构优化设计的巨大优势，有效提升结构设计的安全稳定性，通过科学合理的优化措施，切实保证建筑工程的经济效益，从而有效控制工程投资这个项目。
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