黄红平
公和设计集团有限公司
摘要：为了提升房屋建筑工程整体质量，要采取合理措施对房建工程结构 设计问题进行处理，提升房建结构设计质量，提高房建工程质量，促进建 筑行业健康发展。文章分析了建筑结构设计优化的原则，提出了结构设计优化在房屋建筑结构设计中应用的关键点。
关键词：房屋建筑；结构设计；常见问题；分析
近年来，随着我国经济实力迅速提升，群众的生活水平也在不断的 提高，其对生活质量提出了更高的要求，而房屋作为重要的表现形式，其 安全性与舒适性关乎着群众的切身利益。从新石器时代至今，我国群众 从巢居、穴居、砖石房屋建筑到当今的钢筋混凝土高层建筑，其建筑设计 的改变随着我国社会发展的脚步在逐渐完善，其对房屋的需求不止是可 以遮风避雨的作用，对美观性、舒适性等也提出了更高的要求。现阶段进 行房屋设计时，不仅需要保证该建筑物的安全稳定性，也需具有一定的 美学价值。
1 建筑结构设计优化的原则
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。
1.3 我国房屋建筑结构设计的发展趋势
现如今我国的经济飞速发展，并且随着城市化进程的不断加快，需要建设大量的房屋建筑设施，我国的房屋建筑行业呈现出一派生机勃勃的现状，产生了许多新兴的房屋建筑企业。大量的房屋建筑工程与房屋建筑公司推进了建筑行业的快速发展，但同时也加剧了行业的内部竞争，建筑企业认识到自己的企业想要在竞争愈加强烈的行业中求得一席之地，就需要加强自己的房屋建筑管理力度，提高房屋建筑结构设计的水平，为我国房屋建筑结构设计水平的进步打下基础。
2 结构设计优化在房屋建筑结构设计中应用的关键点
2.1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。
2.2 对计算方案进行优化设计
在建筑结构优化过程中，各方面的约束条件以及变量参数都会直接影响到优化过程。因此，在开展相关计算工作的时候，必须将所有的约束条件转化成非约束条件，保证整个优化过程的顺利完成。与此同时，还要综合考虑变量的因素，采用科学有效的计算方式对建筑结构设计加以优化。2.3、程序设计在完成计算方案优化设计的基础上，还要做好程序设计工作，首先需要对程序进行合理编写，然后再将其导入到计算机之中，为后期计算工作的开展奠定基础，在进行相关计算的时候，工作人员只需要将所需数据输入到系统之中，就可通过设定好的程序计算出准确而直观的结果。
2.3 结果分析
建筑结构优化设计的最后一环就是结果分析，所有计算机计算出的数据信息都需要经过详细的分析才能得出最终的结果，进而以此为依据确定最佳的优化设计方案。在开展结构优化设计工作的过程中，应对各方面的阻碍因素进行综合考虑，最大限度确保结构设计优化工作的顺利完成。对建筑工程而言，整个施工过程往往需要花费较多的人力、物力以及财力，结构优化的主要目的就是把上述指标控制在最低，并为建筑质量的可靠性提供保障。因此，在对建筑结构进行优化设计的时候，必须注意以下问题：第一，应找准建筑经济与技术之间的平衡点，尽可能降低或消除二者之间的矛盾，即使引入了一些现代化技术，也无需付出过多的成本。第二，应认识到技术所能带来的经济效益，明确技术的优化可在一定程度上降低经济成本，因此，必须加强对先进技术的应用。
3 结语
在房屋建筑结构设计中，无论是地基承载力问题、承重柱与构造柱设计问题还是框架结构设计问题，都会影响结构的稳定性，虽然都有对应的解决方法，但在实际中，还是存在不足之处的，比如在地基承载力方面，存在数值精度、计算准确率与实际有偏差的问题，所以相关人员还要提高测量数据的精度，以减少计算偏差。此外，相关人员还要加强对其他结构问题以及解决措施的研究，以使这些结构出现问题的可能性降到最低。
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