薛鹤
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摘要：现如今，我国建筑行业发展迅速，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建筑结构优化设计的内涵
建筑结构优化设计应以原建筑方案为基础，兼顾建设现状以及经济成本进行合理优化，以主体结构和围护结构方案为内容，建立结构优化设计模型，通过科学计算，最终得出结构优化方案。建筑结构优化设计根据建筑的构成可分为：①主体结构的优化设计；②基础结构的优化设计；③房屋建筑细部结构的优化设计；④建筑围护结构的优化设计。建筑结构优化设计需综合考虑舒适性、功能性等因素，并立足于经济性进行造价控制，尽可能做到建筑结构造价的合理缩减。
2房屋建筑结构优化的综合意义
2.1提高整体房屋建筑安全
房屋建筑结构优化设计可以明显提升建筑物的自有安全性。在建筑过程当中，除“美观性”以及“实用性”外，“安全性”是最重要的考量因素。我国建筑行业不断完善，建筑的结构、受力以及相关工程的检验均是为了保证我国居民的生命安全，以保证其居住过程当中不会受到意外性因素的影响。而建筑结构优化设计可以基于此基础进行全面支撑，根据建筑的成本、美观度、舒适度等进行综合考量，在此基础上不断进行设计方案的调整以及优化，将安全性进行全面融合。
2.2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。
3建筑结构设计优化方法在建筑结构设计当中的具体应用
3.1重视基础的选型
基础设计的关键是合理地选择基础形式。基础类型的选择与场地工程地质及水文地质条件、房屋的使用要求及荷载大小、上部结构对不均匀沉降的适应程度以及施工条件等因素有关。
为保证地基基础的稳定性和安全性，首先应该熟悉建筑场地，认真研究地勘报告，选择合理的持力层。基础的常用形式有独立基础、条形基础、筏形基础、桩基础等。独立基础、条形基础适用于上部结构荷载较小且地基条件较好的情况，条形基础的整体性较独立基础好，它们大多用于多层建筑。筏形基础承载力较高、整体性较好，常用于地基条件较好的高层建筑。桩基础适用于地基的上层土质较差、下层土质较好，或上部结构的荷载较大以及上部结构对基础不均匀沉降很敏感的情况。合理的基础选型应该是对多种方案进行优化对比后选择的，选择合理的基础形式可为工程建设提供很多方便。
3.2结合相关参数进行结构设计优化
在结构设计优化时，可建立相关函数模型，以提高结构设计优化的有效性。对于钢结构的优化设计，可通过函数模型中分析其截面尺寸等参数，从而实现对钢结构施工成本的控制。此外，对于结构的稳定性和耐久性，设计人员可从房屋的尺寸、结构的牢固性等多方面加以考虑，从而实现设计优化。与此同时，设计单位应加强现代计算机技术在房屋建筑结构设计优化工作中的有效应用。计算机技术在结构优化设计工作中，具有较多的优势，但同时也存在一定的缺陷，如存在无法对多方面的主客观因素进行充分考虑，人性化水平需进一步提高等问题。
3.3计算机技术的有效运用
随着我国科学技术的不断发展，必须将计算机技术与房屋结构优化设计进行全面融合，保证其可以利用计算机的性能，对优化设计进行全面的提升。例如，在进行模型搭建过程当中，可以基于BIM技术，对房屋结构进行三维构建，通过模型帮助相关的施工人员确定如何有效的进行配比。BIM技术可以对相关的数据进行处理，生成可变动的三维模型，完成房屋的优化设计。通过数据，确定材料之间的搭配，完成优化。此外，在材料与承重应力之间的关系，可以通过计算机的测量，优化方案的数据，以确保房屋整体结构的有效模拟。同时，通过计算机生成的电子统计图，可以避免在后续工程当中出现遗失或损坏。相关的施工人员可以将其保存在手机当中，在施工时依照施工图的整体指示，找到最佳的配比点。电子施工图可以根据工程当中突发的意外情况进行及时更改，以保证其自有功能的准确性。在设计过程当中，相关的施工人员必须根据施工图的可行性以及可用性进行全面观察，根据相关的设计工作进行全面推动，减少相关的设计偏差。
3.4对建筑结构上部的优化
在建筑结构设计当中刚度，强度与抗震性地都是要重点考虑的问题，剪力墙结构在这方面发挥了比较重要的作用，并且实现了广泛地应用。因此，在房屋建筑结构优化设计中要利用好剪力墙结构，减少事故发生的可能性，尤其是在自然灾害方面所取得的作用更加地明显，极大地稳定了人心，给人们提供了安全的居住环境。此外，在结构设计优化方法当中如何对剪力墙进行科学地设计是关键的一部分，要保证剪力墙的重量可以均匀地分布，并且所有楼层的结构质心以及平面的刚度等都要保持一致性。而且在结构设计的过程中，还需要对剪力墙的承载力，剪力墙与地震作用的夹角等问题进行重视，对纵向与横向墙体间的刚度平衡性问题进行考虑。但如果在施工过程中出现了比较特殊的情况，导致剪力墙的承载力及延性降低，致使剪力墙的提前破坏退出工作，此时设计人员应对此种情况有充分的考虑。工程项目应根据周边实际情况对相关数据进行科学地计算，更好地满足工程项目的实际需求，尽最大可能地降低自然环境对于房屋建筑的不良影响。
结语
在房屋建筑工程结构设计优化的应用实践中，设计单位应根据不同房屋建筑工程的实际情况，强化结构设计优化思想，引入概念设计理念，借助现代化计算机技术，创新结构设计优化方法及相关技术，促进房屋建筑结构设计优化工作的有效实现，推动结构设计优化工作工程应用，以提升房屋建筑工程结构的安全性、适用性及经济性。
参考文献
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