黑龙江省纺织工业设计院黑龙江哈尔滨150001
摘要：随着我国经济水平的不断提升，在建筑工程项目中，考虑建筑安全性与实用性的同时，当前也对建筑的美观性及经济性方面要求在逐渐提升。因此在实际的房屋建筑设计中，要求建筑既安全、实用，又要经济且美观，同时还需要综合考虑到施工便利性。为此就需对建筑结构进行必要的优化设计，通过建筑结构的优化设计实现建筑各种功能的统一，从而推动我国建筑行业的可持续发展。
关键词：建筑结构设计；优化方法；房屋结构；应用
1建筑结构设计优化的重要性
当前，随着城市人口压力的不断增加以及房屋建筑水平的不断提升，我国房屋建筑也逐步向高层化发展。对于高层房屋建筑项目，建筑的安全性及稳定性是设计者必须要考虑的两个重点。同时为了满足建筑功能以及建筑美观性的需求，还要求设计人员对常规设计理念及设计方法进行优化与创新，且设计方法的优化与创新还需要以保证工程质量及安全性为基础，通过融合当前各种先进的技术以及设计理念，应用新材料以及新工艺进行设计的优化，从而达到了结构设计优化水平提升的目的。此外，相关数据调查结果显示，进行房屋结构设计优化后，房屋的整体造价能够下降10%～20%，这可以为了企业赢得更大的利益。
以往的房屋建筑中，工程质量以及建筑安全性常常是工程的核心内容。但是随着人们理念的不断改变以及建筑技术水平的不断提升，在房屋建筑设计上，设计方案也常常会考虑到房屋建筑设计及成本造价方面的内容。因而对房屋建筑结构进行优化设计，对于房屋使用者而言可以满足相关人群的心理需求及使用需求，达到用户心理预期。而对于房屋建筑方而言，通过优化建筑结构设计，通过提高房屋的稳定性及安全性以提高建筑企业的行业影响力。
2建筑结构优化方式在房屋建筑应用上的基本步骤
（1）制定科学合理的建筑结构优化模型。在模型制定上，尤其是选择不同变量时，尽可能的把所有影响建筑本身结构的因素充分考虑到。对于一些影响不是太多或者相对单一的影响因素，需要以预定式参数的方式进行表示，恰当的体现在优化模型中，这样一来就能减少我们相应的设计数量与计算数量，还可以相应的降低编程的工作基本量，进而提高工作效率，更好地保障优化模型的质量。
（2）明确基本的目标函数。在对房屋建筑结构进行优化设计的时候，一方面需要理清所有的建筑环节，准确预估基本的建筑材料数量、类型等，明确总的造价成本，另一方面，在一定的条件约束下，还需要选出一定数量的符合预定标准和要求的满足一定尺寸的钢筋截面面积，以及已经失效的概率函数，这样能有效的将房屋建筑成本控制在可控成本之内。
（3）制定科学的约束条件。结构优化有非常严格的要求，一方面，需要保持整体的完整性，不允许随意进行更改，所有的优化设计都必须符合基本的约束条件，这些条件包括的内容比较宽泛，例如，房屋建筑过程中的裂缝宽度、建筑本身的强度约束、尺寸大小的约束、构建的相关约束等，优化设计时，各种约束条件必须严格执行，在实际建成后还需要与设计之初的条件进行认真的比对，防止出现偏差现象，只有这样，才能最大限度的满足整个建筑工程的质量要求。同时，可以充分借助“互联网+”衍生出的信息手段，将各种约束条件编辑成一个计算机程序，方便快速的运算核验是否符合基本要求，这样可以提高工作效率，避免延误拖沓现象的出现。
（4）科学分析综合结果。通过一定的方式得出基本的计算结果后，我们必须将结果与最初的设计方案进行比较和分析，在保证整体建筑要求的基础上，选择一个符合企业、业主等各方要求的最佳的方案。在问题分析上，我们必须从房屋建筑整体出发，综合全面的考虑相关问题，对一些可能带来严重影响的问题可以立项研究，进行多角度的、深层次的分析，严禁模棱两可、差不多现象的存在。该流程在房屋建筑结构优化中占有非常重要的位置，选择一个科学的方案，不仅能保证建筑房屋的安全性、实用性，还能保证建筑结构的艺术性和美感性，同时，还能对建筑工程的整体投入产生有利的影响。
3建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用
（1）优化房屋建筑的局部性以及整体性
在设计方面，建筑都有着一定的复杂性以及层次性的特征。站在层次性的角度来看，其涵盖了建筑的安装体系和结构相关体系以及整体设计体系，而许多下属体系又包括在以上的体系当中，因此设计者在设计房屋的过程中应优化相应的下属系统，突破关联横向性，完成叠加型工程。站在复杂性的角度来讲，其包括建筑零部件以及建筑材料的选取，所以要从整体着手来优化建筑结构，这样才能够达到整体设计优化的目的。
（2）阶段性的优化
房屋设计人员应在工程使用年限之内，相应的优化每一个阶段的设计方案，与此同时，设计者要对每一阶段的特点进行考察，同实际情况相结合来确定优化的方式。通过这样的方式，能够使建筑整体寿命得以延长，还可在建筑质量得以保障的前提下，让建筑企业获得更多的经济效益。
（3）优化桩基础
预制桩以及灌注桩都包括在建筑桩基础当中，在实际的过程中很难控制灌注桩的施工质量，再加上其施工时间较长、施工工艺较为复杂，所以可引入预制桩使用，这样能够使相应工序得以减少。值得注意的是，随着桩基的深入，土壤逐步增大对于桩基摩擦，因此一定要对较长预制桩进行选择。
（4）合理性的优化建筑主体的上部结构
要将相应模型建立起来，并系统优化房屋建筑上部结构。首先，要科学地对剪力墙进行设置，确保均匀的剪力墙质量，这样能够使整体楼层结构中心以及楼层中平面刚度中心点得以重合，避免其遭受风力以及地震的迫坏。其次，在建设房屋时，假如有充分的条件，要尽量大开间构造剪力墙，使剪力墙的墙肢长度得以加长，这样能够使墙肢数量得以缩减，还能够在达到相关要求的前提下避免使用到混凝土。再次，一般情况下是由普通型的钢材铸造成剪力墙暗桩，为了减少钢筋的使用数量，使相应成本得以缩减，可对较大剪力墙进行采用来达到目的。假如建筑本并不具备相应条件，且有着较严格的抗压抗震要求，就不可对过大剪力墙进行构造。
（5）协调建筑优化以及结构优化
在结构设计中，要确保整体建筑的平面和整体建筑的结构密切的配合，这样不仅能够保障结构的合理性，还能够提升建筑的美观性。从建筑系统的角度来讲，支柱同墙体不可有错位的情况出现，且截面面积要同高度相同。在设计楼梯时，对于那些有较多受力的转角区域，所选的承重材料应为高强建材，这样能够有效地使自重得以降低。从整体的角度来讲，要确保质心和刚心以及重心三者正确交叠，避免出现扭转的情况。
结束语
建筑结构设计的合理性，是建筑功能以及建筑质量的保障。在当前建筑技术以及人们居住理念不断提升的背景下，明确在房屋结构的设计中，不单要满足基本的功能需求，还应考虑到结构的稳固性、整体美观性。为此就需要采取优化结构设计的方法，进一步提升建筑结构设计水平。
参考文献
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