窦彦利
身份证号码：37152219921011**** 山东聊城 252400
摘要：建筑工程结构设计直接影响到整体工程质量和建筑效果，是整个工程主体的框架结构。随着当前社会经济和科技发展步入快车道，人们物质生活水平的提高促使对建筑工程的施工质量等方面有了更高要求。建筑结构的优化设计关系到建筑主体的空间运用和设计艺术感。因此，要在保证建筑物外观艺术感、内在实用性和使用安全性的同时运用当前先进技术和设计思想将其建筑结构最大程度上的优化，使其在具体施工过程中更具有可行性、科学性，在建筑工程完成后更具有实用性、安全性，建筑效果更具观赏性，建筑质量达到较高水平。
关键词：结构设计优化方法；房屋建筑；运用
引言
随着生活水平的提升，人们对房屋质量要求逐渐提升，加强房屋建筑结构设计的优化技术应用成为目前房屋建筑设计中的重点内容。为了实现建筑物的最大效益与价值，需要找到建筑结构设计存在的问题，应用优化技术保证建筑结构设计的质量，促进建筑行业长期稳定发展。
1房屋建筑结构设计优化方法的重要性
1.1保障建筑企业的经济效益
经过历年来对传统房屋设计与结构优化设计的比较研究，以及对建筑设计经济指标的分析，发现科学性、规范性的建筑结构优化设计方案可以使结构内部中每个部分都得到合理协调，并且充分利用建筑资源，最大限度地减少建筑材料的消耗及其浪费问题，可以减少成本，提高企业的经济效益。
1.2符合当今建筑行业的要求
时代发展的进步和人们日益增长的物质文化需要，使人们对建筑行业的要求不断提高，并希望在建筑结构设计方面予以空间最大化的利用。房屋建筑结构优化可以使建筑材料达到最大的利用，使建筑空间更为合理，同时可以满足建筑的多元化需求。建筑结构优化方法被使用后，可以满足对建筑外观性和实用性的双重要求。
2结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的运用
2.1预应力结构设计
针对建筑结构中的裂缝问题，可采取预应力结构设计方法，通过预应力结构设计降低钢筋混凝土在荷载作用下产生的裂缝。预应力筋用量、建筑结构尺寸、预应力结构抗裂能力等都是在预应力结构设计中需要考虑的。结构设计中既需要考虑到钢筋用量，同时还需要考虑结构自重，使其两者趋于最佳。结合目前工程实例与规范要求，预应力结构设计长度可选择梁长的1/20~1/18。建筑结构在考虑裂缝设计方面，需要保证建筑结构平面布置的规则性，避免为了追求新奇造成结构中出现不规则问题。建筑结构中如果存在凹口，容易出现应力集中，也是建筑结构的薄弱点，此时可在凹口位置合理设计拉梁，同时增加邻近楼板的厚度，适当提高配筋率，保证楼板负筋处于拉通状态。建筑结构设计中总体长度均应满足建筑结构设计规范要求，如果建筑结构长度同规范要求相比，出现了明显增加，此时设计中需要对地下部位设置后浇带，而地上部分也需要设置膨胀加强带。后浇带宽度一般在800~1?000?mm，后浇带位置一般设置在梁与楼板宽度的1/3位置，如果是加强带，则宽度需要达到2000mm，加强带两侧需要有加密的钢丝网，便于有效分隔带内与带外的混凝土，钢丝网垂直布置，且需设置钢筋加固。膨胀加强带设计期间，可增加水平温度钢筋，按照上下进行双层布置水平温度钢筋，膨胀加强带设计中需要提高混凝土等级，同时需要在内部加入膨胀混凝土。后浇带、加强带设计位置，要保证梁、墙、板等有效分开，但是钢筋处于正常配置状态。
结构设置中还需要合理设置变形缝，部分建筑采取群房与主楼相连设计方法，如果两者高度相差较大，主楼、群房中间应设置后浇带或者沉降缝，这些对预防建筑结构中因沉降引起的裂缝具有重要意义，通过设计中对裂缝问题的考虑，保证建筑使用安全。
2.2建筑结构抗震设计
建筑抗震设计中主要是明确建筑结构中的薄弱点，确定薄弱点有3种方法，个人指定、计算确定以及强制认定。现阶段建筑结构设计多采取计算确定，通过运用PKPM中的SATWE软件，设计人员可结合自身建筑设计经验以及建筑抗震设计要求确定出薄弱层。当然因为薄弱层不利于抗震，所以建筑结构设计中应尽可能减少薄弱层的横截面积标量，具体设计中可以适当增加薄弱层的梁截面积，也可以降低薄弱层柱截面积。建筑结构设计中视情况还可以通过调整薄弱层的层高或者降低整个建筑的埋置深度。实际设计中难以避免的存在薄弱层，此时需要严格按照规范要求完成设计，对薄弱层地震剪力应乘以1.5倍安全系数，同时精准计算与验算楼层屈服强度的系数，楼层屈服强度的系数是楼层承载剪力与楼层弹性地震剪力的比值，其中楼层承载剪力计算是根据建筑材料代表值与实际配筋情况予以计算，地震剪力则是根据设计中罕见地震荷载设计代表值计算，对于建筑所在地区地震烈度为7~9度，如果楼层屈服强度系数小于0.5，需要验算整个结构的弹塑性变形情况，确保其满足抗震设计中的要求，对于不符合要求的则需要调整设计方案，并重新验算。
2.3板结构设计
计算板中空洞面积，并将其与整个板块面积予以对比，如果洞口面积超过了整个板块的30.00%，此时设计中整个板块均应按照弹性膜设计，当然洞口边缘节点也可以按照弹性节点计算与分析。使用PKPM期间需要设置相应的参数，如果整个屋面按照钢网架计算，此时电算中应输入板的厚度，并将其定义为弹性膜，这种电算结果更加符合实际受力情况，保证设计结构满足实际要求。
2.4应用BIM技术
建筑工程结构设计活动当中并没有开展相关的实践活动，主要是一个设计构想以及理念运用，因此在设计活动当中设计者需要围绕设计理念进行，需要有一定的应用思路。首先，设计单位应该在特定的平台上进行团队协作，比较常用的就是Revit+Magicad+BIMcheck平台，在该平台当中设计者可以和团队进行协作，进行协同建模，建立中性数据库，及时发现设计当中的漏洞并做好相关的数据修正工作，以此来提高设计稿的质量。其次，设计单位要充分利用和挖掘BIM技术的相关功能，比如参数化设计、性能模拟等技术手段，并通过简单的演示和建筑企业以及业主进行沟通交流，以此来提高计划的可实施性，完善建筑物的性能，提高方案的设计质量。最后，则是充分利用3D可视化技术，进行更为高效的信息共享以及在设计图纸和数据上的沟通交流，以此来降低图纸修改的频率，避免计划的频繁变更，以此提高设计阶段的设计效率。简而言之，该技术可以充分利用计算机强大的数据计算功能，增强设计环节当中数据计算的准确性，避免数据计算出错，以及在主观经验引导之下所发生错误性设计，从根本上避免了建设过程当中出现建设失误，以及造成重大安全事故，有利于促进我国建筑企业的可持续发展，提高我国建筑企业的核心竞争力。
结语
建筑结构设计的优化不仅使建筑及相关企业具有竞争优势，还能减少建筑材料的成本，并提高房屋建筑的安全性和美观性，同时满足房屋用户的不同要求，发挥建筑的各种功能。对建筑结构设计优化已成为重要发展趋势，相关研究人员需要对建筑结构的优化方法进行研究，提出建设性的意见与建议，让房屋建筑结构设计更具创新性，顺应市场发展，满足各方面的需求。
参考文献
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