马卫超
杭州中瀚建筑设计有限公司合肥分公司 安徽合肥 230601
摘要：如今，对于房屋建设的要求不仅仅只停留在建筑结构的实用性上，而且在经济以及美观上也有一定的要求。要在保证建筑工程质量，强调建筑功能合理、美观实用的同时，最大限度地节约建筑成本，获取最大经济效益，设计人员就必须采取适当的方法对房屋结构设计进行不断优化和改进。基于此，本文就对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用有关内容展开分析，可供参阅。
关键词：建筑结构设计；房屋结构设计；优化方法
1房屋建筑结构设计优化理念的意义
将建筑结构设计优化技术运用到房屋结构设计中，有助于在确保建筑工程质量的同时提高建筑企业经济效益。企业要在激烈的市场经济中占有一席之地，就必须在满足建筑企业长远效益的同时，尽最大可能减少在建筑结构方面的投资。相比与传统建筑结构设计，采用建筑结构设计优化方法可以降低6%~35%的工程造价，从而实现缩短工期、节约投资、保证质量的目标。现阶段的房屋建筑，以高层和超高层为主。如果能够在房屋建筑结构设计阶段，充分考虑并发挥建筑材料的性能和建筑施工技术的优势，将有助于建筑材料性能和建筑结构各单位之间的协调，在提升建筑结构的安全性和功能性方面，较之传统建筑结构设计更具优势。
2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
2.1建筑结构模型优化设计
设计师可对建筑模型进行优化，在建筑结构模型优化中，主要从三方面入手，即变量、计算函数及约束条件的合理选择。通过建筑结构模型的优化，可使设计师在设计工作开展中更加顺利。在制定建筑结构模型及使用中，对不同变量的选择方法也应加以重视。在不同变量的选择、设置中，不仅要考虑房屋建筑本身，还需与当地实际情况结合，合理分析可能影响建筑结构设计的因素，并用预定参数表示此类因素，在结构优化设计中进行表现。不管此类因素属于多元因素还是单一因素，设计人员均应重视，尤其是部分因素在建筑结构设计中发挥着决定性作用，一旦选择不合理，对设计结果会造成严重影响。此外，在结构优化设计中，通过函数形式将多种元素反应出来，既可使设计人员的工作量降低，又可使设计工作效率提升。
2.2建筑材料的优化设计
在建筑结构优化设计中根据建筑工程造价统计资料显示，在房屋建筑工程施工中高强度建材的使用会明显降低房屋建筑工程造价。高强度建筑材料的应用能够有效的降低建筑结构构件截面，留给结构设计充分的设计空间。房屋建筑工程成品预制构件所占的比重越大，越发能够体现出施工的经济性与便捷性。
2.3房屋建筑基础结构的优化设计
房屋建筑结构在设计的过程中，基础结构是非常重要的结构单元，必须要对其进行建筑结构优化设计。建筑基础结构比较经常见到的主要有：条形基础结构；独立基础结构；筏板基础结构；桩基础结构等。对基础结构进行设计优化，需要在满足相应设计施工标准的同时，根据房屋建筑工程的要求与施工现场地质条件科学合理的选择房屋建筑基础结构的类型，这不单单可以确保房屋建筑工程的安全性，还缩短了房屋建筑工程的施工进度，进而降低了房屋建筑工程的成本。
2.4房屋建筑结构整体与局部的优化设计
在房屋建筑结构的优化设计中，有着复杂性和层次性两个特点。建筑结构设计复杂性优化设计的主要内容包括：选择合格的建筑材料；选择适合的建筑结构类型等。建筑结构设计层次性优化设计的主要内容包括：整个建筑工程的设计；建筑工程局部结构的设计；建筑设备与电气的设计等。
建筑工程整体结构设计和局部结构设计进行共同优化设计，能够尽可能提高房屋建筑工程的合理性与安全性，降低建筑工程投入的资金。
建筑结构优化设计需要考虑整个建筑物的平面与建筑结构是不是协调一致，整体建筑平面与建筑结构的协调设计，能有效提高房屋建筑工程的美观性。要想保证房屋建筑结构的整体协调，必须要坚持简洁性原则，避免发生墙柱错位现象。建筑截面的面积要与建筑高度协调，尽量保证两者之间的比例最佳。在建筑电梯或者是楼梯结构在优化的时候，要尽可能降低电梯或者楼梯结构的自重，在选择施工材料的时候要选择那些承重能力强的，进而确保电梯或者楼梯更加安全稳固。在整体结构设计优化中一般会选择采用简洁几何结构，不仅仅提高了房屋建筑工程的安全稳定性，还美化了房屋建筑工程，使其更具备可观赏性。整体结构优化主要通过选择科学合理的施工结构设计方案，来实现优化建筑整体结构的。建筑局部结构优化可以通过不断的累积来实现对整个房屋建筑结构的优化。设计人员可以选择一个最优的建筑结构局部设计方案，进而带动整个房屋建筑结构的设计优化。
2.5房屋建筑工程上部结构的优化设计
（1）优化设计剪力墙结构。剪力墙结构在设计方案布置的过程中，要使剪力墙结构重心和建筑平面的形心相互重合，来避免建筑结构的刚度在平面上面分布不均。剪力墙的墙体要与建筑的隔墙相互重合，在剪力墙保证结构安全稳定性的前提下，增大建筑空间利用率，提高建筑工程使用的舒适度。还要尽量使剪力墙墙体的长度符合要求，进而保证剪力墙墙体安全稳定，要尽量减少剪力墙墙肢数量，降低建筑工程施工建设的难度，还要尽量节约施工材料的使用。剪力墙结构一般是从上到下进行连续设置，剪力墙不能出现重叠、悬空、错位等问题。剪力墙结构上部构造的配筋墙体要考虑到尽量缩减墙体厚度，进而降低剪力墙配筋率，使得剪力墙结构更加经济适用。
（2）优化设计框架结构。框架结构在设计结构方案的过程中要结合结构计算，来保证柱网与柱距的合理性，进而保证框架结构的安全性与经济性。在框架结构整体的平面布局上面要降低建筑工程中部的刚度，使建筑工程两侧的刚度大大增强，进而避免扭转太大，整个建筑工程的抗震性得以增强。框架结构的柱与的截面一定要适当，否则容易浪费材料，截面过大的话不仅仅影响到美观，也会影响到空间使用。梁与柱的中线要尽量重合，如果梁柱中线的距离过大，可以考虑梁加腋。楼梯间的四角要设置框柱，进而增强框架结构抗倒塌的能力。
3结语
总而言之，运用设计优化方法的主要目的是为了在保证工程质量的前提下，降低工程造价，从而创造最大的经济效益。所以，设计人员需对结构优化设计的流程、方法灵活应用，结合自身工作经验、先进技术，使房屋结构设计方案不断得到优化，确保房屋使用功能的实现，同时实现房屋建筑的美观性与安全性。
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