李爽
上海众谊建筑设计有限公司天津分公司 天津 300250
摘要：随着改革开放的进一步加深，建筑行业得到了长足发展，与建筑行业相关的房屋设计行业发展迅猛。设计人员通过对房屋方面的优化设计，可以有效提升房屋建筑质量，降低房屋建筑成本，促进房屋建筑企业快速发展。本文从房屋建筑结构优化设计应用意义、优化技术应用注意事项等方面进行分析，并结合实际案例，分析优化技术具体应用策略，希望可以起到一定借鉴意义。
关键词：房屋；结构；设计；优化
引言
在房屋建筑施工领域，针对建筑进行整体结构性优化是一个复杂且全面的工作，在对房屋结构的优化中需要不断改善结构的各项性能参数，以满足人们对房屋建筑的苛刻要求，同时在优化中需要企业不断创新技术，做好全面性技术研究，保持先进的创新理念，能够有效的提高建筑结构设计的整体性能要求。在优化前需要实地对建筑施工环境进行全面性勘察，了解水文地质情况，并根据地地理条件与用户需求对房屋建筑结构做优化调整，确保整个建筑结构优化过程符合科学性与标准性要求。
1房屋建筑结构优化设计应用意义
1.1提升房屋建筑工程整体效益
房屋建筑工程整体效益受到多方面因素影响，其中质量与造价属于两个重要因素，通过房屋建筑结构优化设计可以有效提升房屋建筑结构质量与降低房屋建筑造价，实现房屋建筑工程整体效益提升。首先，房屋建筑优化设计便于施工人员提升房屋建筑工程整体建设质量。相关施工人员可以按照建筑优化设计方案进行施工，确保施工全程尽可能地与设计图纸一致，保证建筑工程质量。其次，通过优化设计，施工人员可以精细化计算具体建筑工程建设所需要的施工量等，通过调整施工量实现对房屋建筑成本管控。相关施工企业可以根据施工要求与工程合同要求，尽可能地减少非必要建筑结构搭建，并针对每一处建筑结构细节位置进行优化，尽可能地减少各建筑结构具体所需施工量，帮助施工企业减少施工时间、施工劳动量、施工材料量等，在一定程度上降低工程造价。
1.2结构设计优化有利于提高材料的有效利用率
对于我国这样的发展中国家而言，建筑结构设计优化的主要目的就是以最少的资金建设出最好的建筑。站在优化设计的层面来看，结构性能最佳的方案并非一定是材料利用率最高的方案，这就要求设计者在开展设计工作的时候必须注重对结构材料的充分利用，与此同时，还要加强对各类新型建筑材料的应用，如钢管混凝土结构、预应力混凝土结构等。其中，钢管混凝土结构是在薄壁圆形钢管中填入混凝土的一种全新结构形式，其可将两类材料有机结合起来，通过填入的混凝土来提高钢管壁本身的稳定性水平，同时，还可利用钢管对核心混凝土产生的作用，使其处于三向受压状态，进而增强其抗变形能力以及抗压强度。与普通的钢结构相比，钢管混凝土结构在承载力和自重基本一致的情况下，可节省约50%的钢材，同时还可简化焊接工序，有效降低焊接工作量。相较于普通混凝土而言，钢管混凝土在确保钢材使用量相近以及承载性能一致的基础上，可减少大约50%的构件截面面积，相应的材料用量也可节省一半左右。事实证明，对房屋建筑结构设计的优化，可显著提升材料的利用率，使工程成本得到有效控制。
2房屋结构设计中的建筑结构设计优化
2.1建立结构优化模型
在建筑结构优化中，其优化的重点在于如何从建筑变化的参数中提取更加有效的因子，并对其进行合理、科学化的布局与调整，使得最终的设计更完善、符合各项性能参数要求。
在市里的建筑工程领域，将会涉及到众多的参数值，而这些数值通常不是最终方案，只是定稿值，所以在具体进行房屋结构设计优化环境需要针对参数值进行价值考量，所以针对建筑结构模型设计首先是选择变量,它能后在保障建筑整体性能要求前提下进行更细致的优化，将各项参数影响降到最低，同时对于施工的难度、各项工程的计算、数据的优化都更加友好，符合设计师对于房屋结构的优先考虑要求。针对建房的各方要求，在具体针对房屋结构的设计优化中需要首先满足尺寸、结构、强度性能、室内布局等各方条件要求。同时，在具体的优化设计中，将房屋横截面以及钢筋的尺寸提前设定,在其中相关设计人员需要对其中的具体参数进行紧密细致的计算，最终确定最符合优化方案的函数组，将对建筑体的影响降到最低。
2.2优化框架柱
在优化上选择轴压比与双偏压等计算方式进行检测，之所以选择轴压比进行检测，是因为框架结构受力是双向的，且扭转效应对框架结构受力影响较为复杂，在建筑抗震设计中对框架结构抗震要求相对较为严格，所以选择轴压比、双偏压等检测方法对框架柱进行优化设计检测。轴压比是框架柱尺寸（截面）重要影响因素，在其设计优化上不可扣得太紧，要确保轴压比不可以太贴近限值，以保证通过轴压比调整真正实现“强柱弱梁”的设计效果[4]。该工程设计过程中采用的框架柱距离为8.00m左右，初步设计的框架柱的尺寸为500mm×400mm与500mm×500mm两种，经过轴压比计算各项指标均符合该建筑实际需求，同时对框架柱采用了双偏压计算方法，依旧符合相应工程质量需求。但出于进一步优化建筑结构考虑，将两种尺寸改为450mm×400mm与500mm×450mm，并对两种尺寸进行了双偏压计算检测与轴压比计算检测，发现450mm×400mm与500mm×450mm尺寸也符合工程质量要求。通过框架柱优化设计，将原本含钢量20.35降低到18.04，优化效果较好。
2.3结构专项设计方案的精细化分析优选
针对结构设计中的部分重要专项设计内容，应结合实际设计条件着重进行分析比较，优选最佳方案。如基础专项设计中，基础形式采用天然地基还是桩基，如采用桩基应采用预制桩还是混凝土灌注桩，选用何种桩径甚至成孔或沉桩方式等，均应结合地勘报告及设计试桩结论进行分析比较，并在施工过程中进行密切配合，结合现场实际情况进行不断优化。再如预制装配式结构专项设计时，预制构件拆分方案中在满足预制装配率的要求下，应充分考虑预制构件对结构安全性，施工工期、建造成本以及施工便利性的影响。只有通过专项方案的精细优化，才能保证结构设计的合理性和落地性。
2.4科学设计结构缝
房屋的结构缝设计是房屋的关键点，只有全面提高结构缝设计水平，才能保证房屋的稳定性，提高房屋使用寿命。要根据当地的自然条件，把握好地理因素，才能设计出合理的结构缝，提高房屋安全性。结构缝设计好坏是影响房屋安全的关键，要充分重视结构缝设计，对结构缝设计开展重点研究，提高设计水平与能力。所以说，相关的建筑企业要提高综合实力，以质量为基础，保证设计效果。那么，在实际设计作业期间，企业就需要全力投入，不能把眼光放在眼前，要保证房屋质量，提高对结构缝设计的能力，这样，才能有效保证房屋稳定性，避免房屋建筑工程坍塌的情况。相关设计人员要以现场为指导，深入施工现场对各种数据进行复核，做好相应勘察与分析，在掌握大量科学数据的前提下，把握好工程量，做好结构缝设计。
结语
综上所述，结构设计在房屋建筑建设过程中占据着十分重要的地位，而要使结构设计更好地满足工程建设需求，就必须积极运用结构设计优化方法，一般来说，房屋建筑结构设计优化的步骤主要为建立结构优化模型、优化计算方案、程序设计以及结果分析。从优化内容上来看，主要涉及到整体优化和局部优化、基础优化设计、分阶段优化、上部结构优化等，只有落实好上述几个方面的优化设计工作，才能使房建工程结构设计水平得到全方位提升。
参考文献
[1]刘毅.简述结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用[J].砖瓦世界,2020,(18):103.
[2]马文瑞,刘海涛.结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,2020,(18):781.