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中图分类号：TU318 文献标识码：A
摘要：现代建筑需要兼具使用价值与审美价值，这是对房屋结构设计人员所提出的新的要求。在房屋结构设计当中，有五个问题是设计人员需要重点注意的，分别是安全、美观、实用、经济、方便施工。笔者结合自身的工作经验，就优化建筑结构设计的具体流程与应用进行简要的分析，以供参考。
关键词：房屋结构;设计;建筑结构;优化方法
伴随人们生活水平的提高，对建筑物的实用性提出了新的要求，需要符合经济性与观赏性的标准。针对建筑结构设计进行优化，既可保证房屋结构的安全性与实用性，又可满足人们的审美要求，提高建筑物的使用性能，提高业主的居住舒适度，具有高度的现实意义。
1.结构设计优化方法的理论基础
立足于专业建筑工程的相关理论，针对建筑结构设计的优化即是使建筑物的实用性与观赏性更加符合业主的要求，又可分为的整体优化与局部优化两个方面，整体优化是针对建筑结构的基础构架进行优化，以提高其安全性能，局部优化指的是针对建筑物内部的细节部位进行美化与调整，其中还包括选型、布置、造价等内容。优化建筑结构设计，关键在于将刚度中心与质量中心的差距缩到最小，以保证建筑平面结构保持高度的对称，以避免建筑物发生较大的扭转效应。在不损害建筑物基本功能的前提下，设计人员可将竖直方向的承重构件进行贯通，为降低结构设计的难度，避免采用转换层结构，由于刚度的变化是以渐变的形式呈现的，因此应力不会过于集中，这对提高建筑物的水平载荷能力有着中重要的作用。
2.结构设计优化技术在建筑结构设计中的流程
2.1创建结构优化模型
（1）正确选择设计变量
在建筑结构设计当中，影响建筑结构设计的主要参数即是设计变量，常见的设计变量主要包括约束控制的相关参数以及目标控制的相关参数，在选择设计变量的时候，可用预定参数表示变化范围较小的设计参数，在精密计算与详细分析的基础上合理选择设计变量。
（2）合理确定目标函数
为了对建筑结构设计实现优化，确定相关目标函数的环节必不可少。目标函数主要包括钢筋的截面积、失效概率、截面的几何尺寸等。在一定的条件之下，目标函数是可变的，确定建筑结构设计当中的目标函数，关键在于钢筋的截面积、失效概率、截面的几何尺寸等需要与预定条件相对应，以降低建筑工程的造价。
（3）明确具体约束条件
针对建筑结构设计的具体约束条件进行明确，有助于保证结构的安全性与可靠性，一般而言，设计优化的约束条件六个方面，具体为：构件单元约束、结构强度约束、结构体系约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束。在建筑结构设计优化当中，约束条件并不是一成不变的，确定约束条件是一个动态的过程。明确具体约束条件的有效方法是将实际约束条件与目标约束条件进行详细的对比分析，如果各个约束条件均可达到相关的标准，可实现建筑结构设计的整体优化。
2.2设定计算方案
设定计算方案是优化建筑结构设计的关键环节之一，常见的计算方案主要有三种，分别是复合形法、拉氏乘子法以及Powell法。建筑结构设计优化是基于可靠性之上进行的，其中存在着部分复杂的多变量与线性优化问题，设定计算方案，其根本目的在于将约束优化问题转变为无约束优化问题，随后进行计算求解，以保证建筑结构设计的优化质量。
2.3设计相关程序
在房屋结构优化设计的数学模型以及计算方案的双重指导之下，设计人员可设计综合应用程序，该应用程序的主要特点应当包括两个方面，一是功能齐全完备，二是运算效率高。再将全部的计算结果加以比较分析的基础上，可得出最优的设计方案。在建筑结构设计优化过程当中，一味注重节约建设成本的做法是不可取的，必须要立足于技术的角度，经济满足技术，而技术兼顾经济，在两者之间寻找到合适的平衡点，以满足建筑结构设计优化的客观要求。
3.结构设计优化技术的应用分析
3.1前期参与
前期参与是优化建筑结构设计的重要内容，建筑工程的整体造价非常容易受到前期设计方案的影响，导致建筑工程的整体造价升高，影响了建筑企业的经济效益。但是，大部分的结构设计在这一点之上的重视程度都明显不足，不注重前期的参与，将前期设计方案与建筑工程的整体造价分离开来。因此，在建筑结构设计优化过程应当注重前期的参与，以便选择科学的设计方案以及结构形式。
3.2结合细部结构
在建筑结构设计的优化过程当中，如果缺乏具体数值量化，建议采用概念设计的方法，所谓的概念设计即是在详细的计算与分析的基础上对建筑结构进行合理的想象式设计。例如：在对地震烈度加以设防的过程当中，鉴于其具有较大的不确定因素，要想找到跟实际情况相符合的计算方案是比较困难的，因此可以采用概念设计的方法，将理论数据作为设计的重要参考依据。除此之外，在设计的过程当中，为了使设计方案达到最优的状态，以保证建筑结构的安全性与观赏性，设计人员在使用建筑结构设计优化的方法之时保持高度的灵活性，同时结合相应的细部结构进行设计优化，例如：现浇的混凝土板料非常容易出现开裂，尤其是其拐弯的部位，出现开裂的机率在85%以上。针对这个常规性的问题，可将混凝土板料浇筑成矩形板，对其进行深度的简化，以解决其拐弯的部位容易发生开裂的问题。随后根据建筑结构的实际情况选用合适的钢筋，钢筋的直径与强度都应与建筑结构的设计方案相对应，如此既可满足建筑结构设计优化的基本要求，又可实现建筑工程的经济目的。
3.3优化下部地基结构
为了促使建筑结构的下部地基结构达到最优的状态，在方案的选取方面应当引起设计人员的高度重视，在桩基类型的选择方面，必须要以筑工程施工现场的实际地质条件为首要的选择标准，同时为了降低建筑工程的整体造价，桩基类型以满足建筑工程的安全性能与使用性能为主要的目的，不允许过分盲目追求高端的桩基技术与类型。对于灌注桩的桩长度的选择方面，其选择的首要标准即是桩端持力层的厚度，厚度越大，灌注桩越长，厚度越小，灌注桩越短。在将多种设计方案进行详细的分析与认真的对比的基础之上，选择最优的建筑结构设计方案。常规的建筑结构设计中的房屋结构形式可分为三种，分别是框架结构、短肢剪力墙结构、框架与短肢剪力墙融合结构，三种结构各有优劣，设计人员应当根据工程的实际情况，选用合适的房屋结构形式，同时充分考虑建筑工程的后期效益，对设计方案加以最大程度的优化处理。
4.结语
总而言之，针对建筑结构设计进行全面的深度优化具有重要的现实意义，一则保证建筑工程的安全性能与使用寿命，二则降低了建筑工程的施工成本，提高了经济效益。但是，优化建筑结构设计是一项系统而复杂的工作，相关的设计人员必须要在充分理解结构设计优化方法理论的基础之上，明确结构设计优化技术在建筑结构设计中具体流程，继而立足于前期参与、细部结构、下部地基结构等方面加以实际应用，就建筑结构设计加以优化，促进我国建筑结构设计工作的进步。
参考文献：
[1]王也. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]. 中华民居（下旬刊），2013，03：81-82.
[2]张岩. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析[J]. 现代装饰（理论），2014，06：180.
[3]王鹏. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J]. 中国建材科技，2014，04：162-163.
[4]邹俊. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J]. 科技传播，2010，19：139+132.
摘要：现代建筑需要兼具使用价值与审美价值，这是对房屋结构设计人员所提出的新的要求。在房屋结构设计当中，有五个问题是设计人员需要重点注意的，分别是安全、美观、实用、经济、方便施工。笔者结合自身的工作经验，就优化建筑结构设计的具体流程与应用进行简要的分析，以供参考。
关键词：房屋结构;设计;建筑结构;优化方法
伴随人们生活水平的提高，对建筑物的实用性提出了新的要求，需要符合经济性与观赏性的标准。针对建筑结构设计进行优化，既可保证房屋结构的安全性与实用性，又可满足人们的审美要求，提高建筑物的使用性能，提高业主的居住舒适度，具有高度的现实意义。
1.结构设计优化方法的理论基础
立足于专业建筑工程的相关理论，针对建筑结构设计的优化即是使建筑物的实用性与观赏性更加符合业主的要求，又可分为的整体优化与局部优化两个方面，整体优化是针对建筑结构的基础构架进行优化，以提高其安全性能，局部优化指的是针对建筑物内部的细节部位进行美化与调整，其中还包括选型、布置、造价等内容。优化建筑结构设计，关键在于将刚度中心与质量中心的差距缩到最小，以保证建筑平面结构保持高度的对称，以避免建筑物发生较大的扭转效应。在不损害建筑物基本功能的前提下，设计人员可将竖直方向的承重构件进行贯通，为降低结构设计的难度，避免采用转换层结构，由于刚度的变化是以渐变的形式呈现的，因此应力不会过于集中，这对提高建筑物的水平载荷能力有着中重要的作用。
2.结构设计优化技术在建筑结构设计中的流程
2.1创建结构优化模型
（1）正确选择设计变量
在建筑结构设计当中，影响建筑结构设计的主要参数即是设计变量，常见的设计变量主要包括约束控制的相关参数以及目标控制的相关参数，在选择设计变量的时候，可用预定参数表示变化范围较小的设计参数，在精密计算与详细分析的基础上合理选择设计变量。
（2）合理确定目标函数
为了对建筑结构设计实现优化，确定相关目标函数的环节必不可少。目标函数主要包括钢筋的截面积、失效概率、截面的几何尺寸等。在一定的条件之下，目标函数是可变的，确定建筑结构设计当中的目标函数，关键在于钢筋的截面积、失效概率、截面的几何尺寸等需要与预定条件相对应，以降低建筑工程的造价。
（3）明确具体约束条件
针对建筑结构设计的具体约束条件进行明确，有助于保证结构的安全性与可靠性，一般而言，设计优化的约束条件六个方面，具体为：构件单元约束、结构强度约束、结构体系约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束。在建筑结构设计优化当中，约束条件并不是一成不变的，确定约束条件是一个动态的过程。明确具体约束条件的有效方法是将实际约束条件与目标约束条件进行详细的对比分析，如果各个约束条件均可达到相关的标准，可实现建筑结构设计的整体优化。
2.2设定计算方案
设定计算方案是优化建筑结构设计的关键环节之一，常见的计算方案主要有三种，分别是复合形法、拉氏乘子法以及Powell法。建筑结构设计优化是基于可靠性之上进行的，其中存在着部分复杂的多变量与线性优化问题，设定计算方案，其根本目的在于将约束优化问题转变为无约束优化问题，随后进行计算求解，以保证建筑结构设计的优化质量。
2.3设计相关程序
在房屋结构优化设计的数学模型以及计算方案的双重指导之下，设计人员可设计综合应用程序，该应用程序的主要特点应当包括两个方面，一是功能齐全完备，二是运算效率高。再将全部的计算结果加以比较分析的基础上，可得出最优的设计方案。在建筑结构设计优化过程当中，一味注重节约建设成本的做法是不可取的，必须要立足于技术的角度，经济满足技术，而技术兼顾经济，在两者之间寻找到合适的平衡点，以满足建筑结构设计优化的客观要求。
3.结构设计优化技术的应用分析
3.1前期参与
前期参与是优化建筑结构设计的重要内容，建筑工程的整体造价非常容易受到前期设计方案的影响，导致建筑工程的整体造价升高，影响了建筑企业的经济效益。但是，大部分的结构设计在这一点之上的重视程度都明显不足，不注重前期的参与，将前期设计方案与建筑工程的整体造价分离开来。因此，在建筑结构设计优化过程应当注重前期的参与，以便选择科学的设计方案以及结构形式。
3.2结合细部结构
在建筑结构设计的优化过程当中，如果缺乏具体数值量化，建议采用概念设计的方法，所谓的概念设计即是在详细的计算与分析的基础上对建筑结构进行合理的想象式设计。例如：在对地震烈度加以设防的过程当中，鉴于其具有较大的不确定因素，要想找到跟实际情况相符合的计算方案是比较困难的，因此可以采用概念设计的方法，将理论数据作为设计的重要参考依据。除此之外，在设计的过程当中，为了使设计方案达到最优的状态，以保证建筑结构的安全性与观赏性，设计人员在使用建筑结构设计优化的方法之时保持高度的灵活性，同时结合相应的细部结构进行设计优化，例如：现浇的混凝土板料非常容易出现开裂，尤其是其拐弯的部位，出现开裂的机率在85%以上。针对这个常规性的问题，可将混凝土板料浇筑成矩形板，对其进行深度的简化，以解决其拐弯的部位容易发生开裂的问题。随后根据建筑结构的实际情况选用合适的钢筋，钢筋的直径与强度都应与建筑结构的设计方案相对应，如此既可满足建筑结构设计优化的基本要求，又可实现建筑工程的经济目的。
3.3优化下部地基结构
为了促使建筑结构的下部地基结构达到最优的状态，在方案的选取方面应当引起设计人员的高度重视，在桩基类型的选择方面，必须要以筑工程施工现场的实际地质条件为首要的选择标准，同时为了降低建筑工程的整体造价，桩基类型以满足建筑工程的安全性能与使用性能为主要的目的，不允许过分盲目追求高端的桩基技术与类型。对于灌注桩的桩长度的选择方面，其选择的首要标准即是桩端持力层的厚度，厚度越大，灌注桩越长，厚度越小，灌注桩越短。在将多种设计方案进行详细的分析与认真的对比的基础之上，选择最优的建筑结构设计方案。常规的建筑结构设计中的房屋结构形式可分为三种，分别是框架结构、短肢剪力墙结构、框架与短肢剪力墙融合结构，三种结构各有优劣，设计人员应当根据工程的实际情况，选用合适的房屋结构形式，同时充分考虑建筑工程的后期效益，对设计方案加以最大程度的优化处理。
4.结语
总而言之，针对建筑结构设计进行全面的深度优化具有重要的现实意义，一则保证建筑工程的安全性能与使用寿命，二则降低了建筑工程的施工成本，提高了经济效益。但是，优化建筑结构设计是一项系统而复杂的工作，相关的设计人员必须要在充分理解结构设计优化方法理论的基础之上，明确结构设计优化技术在建筑结构设计中具体流程，继而立足于前期参与、细部结构、下部地基结构等方面加以实际应用，就建筑结构设计加以优化，促进我国建筑结构设计工作的进步。
参考文献：
[1]王也. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]. 中华民居（下旬刊），2013，03：81-82.
[2]张岩. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析[J]. 现代装饰（理论），2014，06：180.
[3]王鹏. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J]. 中国建材科技，2014，04：162-163.
[4]邹俊. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J]. 科技传播，2010，19：139+132.