王鹏飞
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摘要:在房屋设计当中，建筑结构设计方法直接影响着设计的效果，影响着房屋的结构变化。但是建筑结构设计对于设计人员的要求是非常严格的，专业性、经验、实践性等方面都有着一定的要求。而且必须保证建筑结构设计满足安全、经济、美观、方便以及适用性广等多个方面的需求，以此来优化建筑结构，促进建筑结构建设水平的高效提升。本文基于房屋结构设计，对建筑结构设计方法的优化进行了具体地探析，重点在于保证建筑结构施工质量的同时，降低成本，提升经济效益。
关键词:房屋结构设计；建筑结构设计；优化方法
引言
房屋建筑是人们生产和生活的重要场所，其结构设计工作受到普遍关注。因而，若对房屋建筑结构进行设计优化并加以应用，可有效提升其设计质量，进一步满足人们的生活和生产需求，这同时也是当前所有的房屋建筑结构设计单位需要重点考虑的问题。本文根据房屋建筑工程的特点，从其与经济效益之间的关系出发，结合工程结构设计实践，探讨房屋建筑结构设计优化相关方法，同时基于某一实际工程案例，浅析房屋建筑结构设计优化的实际应用，以验证结构设计优化的实践效果，体现房屋建筑结构设计优化方法及其应用的实际价值。
1建筑结构设计优化的重要意义
1.1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。
1.2结构设计优化有利于提高建筑结构的经济性
建筑的层高越高，其墙体面积和柱体积也会相应地增加，进而致使结构的自重增大，各类水电管线也会加长。反之，若层高较低，便可大大节省材料，同时也能增强建筑的抗震性能，与此同时，建筑的总高度也会随之下降，两栋建筑之间的日照距离也会因此而缩短，这就间接节省了用地面积。在建筑面积相同的条件下，若选择圆形或接近于方形的平面形状，建筑外墙的周长系数相对来说较小，与此同时，建筑基础以及内外表面装修也会随之减少，这样就能有效提高建筑的经济性能。从以往的工程实践中可以看出，采用结构优化设计方法可使建筑工程的总造价降低6%-30%，从而使整个建筑工程的经济效益更为可观。
2建筑结构设计优化方法应该坚持的原则
2.1功能性
房屋建筑不仅要满足人类的居住需求，还需要具备其他的功能。现代社会人们的物质文化水平不断地提升，对于住宅的居住要求也在不断地提升，所以在建筑结构设计当中满足功能性要求也是基本原则之一，这样才能够为用户提供更加良好的居住体验。
2.2经济性
建筑结构设计涉及的内容是非常多的，设计活动、施工活动都需要相应地原料以及技术组成，所以对建筑结构设计方法进行优化，可以在很大程度上减少浪费，节约成本。在物质生活水平提升的同时，房屋建筑施工的成本也在提高，在设计施工中很容易因为成本问题产生矛盾，无法很好地满足项目所需的各种条件，所以工程项目的设计人员必须对经济问题多加考虑，在保证安全的基础上管控成本，对资金支出问题进行严格地控制，做好预算规划等，这样才能够保证整个工程项目的如期进行。
3房屋建筑结构设计优化方法
3.1前期工作
结合设计工作实践可知，对房屋建筑结构进行设计优化，需有效做好以下几项前期工作：1、设计人员需对具体的工程建设目标、工程实际情况等方面进行综合分析，从而进行初步方案设计及后期方案调整；2、设计人员还需明确建筑工程设计的关键内容，然后分析建筑材料、结构模型和结构荷载值的基本参数等，在此过程中，设计人员可以结合计算机信息技术进行参数获取和分析，以确保结果的直观性和准确性；3、设计人员自身需具备较为充足的设计经验，并掌握当前较为先进的计算机知识及相关软件程序编写方法，从宏观的角度对房屋建筑结构进行规划和分析，从而可在正式开始结构设计优化之前，预防一些常见的设计质量问题和通病的出现。关于结构设计优化前期工作的几项内容，关键在于设计人员对工程项目特点的关注程度、投入程度及自身设计实践储备，以动态的思维参与结构设计优化工作，及时、主动介入，厘清思路，切实做好结构设计优化前期工作，为后续进一步的结构设计优化做好铺垫性工作。
3.2建立结构优化模型
要实现对房屋建筑结构设计的有效优化，首先就必须建立科学合理的结构优化模型。结构设计优化需要从大量变量中选择出最为重要的参数，通过这些参数建立函数模型，从而计算出最优解。一般来说，模型的构建主要可分成两大环节：首先，应选择最为合理的设计变量，这是构建模型的基础和关键，变量的设计将对参数的选择产生直接影响，科学合理地对变量进行计算可大大降低后期计算编程的工作量。其次，应对目标函数进行确定。相关人员应先找出符合函数条件的最优解，然后再确定约束条件，约束条件具体主要涉及到弹塑性、强度和尺寸等方面。在对建筑整体结构进行优化的时候，必须确保上述约束条件都处在规定范围内，尽可能满足设计的相关需求。
3.3提高建筑结构与外观的协调性
建筑结构设计与建筑外观设计始终是不可拆分的话题。在一般的建筑结构中，不可避免地会发生建筑结构与外观相冲突的现象，如果不能同时进行兼顾，那么，设计方或施工单位会退而求其次，选择其中的一项作为主要设计对象。随着人们对于房屋建筑结构的整体性要求逐渐提高，房屋建筑的功能不再局限于仅满足居住者的日常生活需求，同时也要在房屋外观上给予居住者一种享受。
结语
总之，建筑结构设计优化方法在房屋结构设计当中地位是非常高的，其影响到了整个房屋建筑结构的合理性，影响到了整个房屋建筑的施工质量，施工成本以及建筑企业的经济效益等。因此，对建筑结构设计优化方法进行分析，从上述几个方面进行具体的实施，对优化建筑结构设计效果，提升房屋建筑工程的施工质量，减少成本支出，更好地满足现代人的居住需求等具有非常重要的意义。
参考文献
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