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【摘要】从现代建筑的角度来看，建筑的使用价值与外观同等重要。因此在进行建筑施工设计过程中，要充分意识到建筑结构优化方案在房屋结构设计中的作用，实现对资源的合理使用。文章阐述和分析建筑结构设计方法，希望能够促进读者对当前建筑结构设计的优化方法有所了解和认知。
【关键词】建筑结构设计；优化方法；房屋结构；应用
【中图分类号】TU318
【文献标识码】A
1、引言
随着我国人民的住房水平不断提高，人们对房屋建筑的要求也越来越高。人们开始重视房屋建筑的美观性与经济性及舒适度。目前房屋建筑施工过程中，因施工的机械化，结构构件的工厂预制、加工所占比重较小，大部分施工工序及构件均需现场施工，这样就使得施工周期及施工难度大大提高。因此在房屋建筑结构设计阶段时，可以采用结构设计优化方法，提升建筑工程施工的便利性，同时优化设计结构，增加建筑的稳定性与经济性。所以建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的作用不可忽视。
2、结构设计优化方案的理论分析
站在理论层次来看，在进行结构设计优化的过程中，要充分考虑到安全性以及可靠性在建筑整个过程的发展和体现。与此同时，还要尽可能的保证建筑物的设计美观和结构合理。因此要想达到这些目标，需要不断的对结构设计方案进行合理的分析设置，并对计算方式进行合理的选择，以便能够更好的满足当前的既定目标。在实际设计的过程中，想要对房屋工程结构进行优化，就需要从围护结构以及屋盖系统和其他细节部分进行考虑。采取合理的方法对其造价以及结构进行整理的安排优化，不断实现经济性以及安全性目标的达成。为了更好的适应时代的发展需求，建筑结构的设计中要充分创新，不断提高设计的特殊性以及新颖性。从对称性以及独特性的角度出发，对建设设计方案进行不断的修改完善，并运用实际所学知识来实现对构架的合理布置，避免使用转换层机构。对不规则建筑设计的原则要进行恰当的处理与使用，从根本上完善设计方案，实现设计过程的整体优化。
3、结构设计优化技术具体运用
3.1 对建筑上部结构的优化设计
（1）砖混结构的优化措施：在方案设计阶段，对于砖混结构，承重墙上不宜采用较大洞口、错洞等不利情况。另外洞口两侧的墙垛长度、构造柱的设置及相关构造措施均应满足现行规范要求。建筑的层数及层高不宜突破规范的相关要求。且不宜采用混合承重的结构体系，避免出现传力不明确、结构计算不清晰的情况。（2）剪力墙结构的优化措施：在剪力墙的结构方案布置过程中，宜使结构的重心与建筑平面的形心重合，从而避免结构刚度在平面上分布不均匀。剪力墙墙体宜和建筑隔墙重合，在保证结构计算的安全性的前提下，提高建筑空间的利用率及使用的舒适度。在剪力墙结构的上部构造配筋的墙体可以考虑减小墙体的厚度从而降低剪力墙的配筋率，提高结构的经济型。（3）钢筋混凝土楼板的优化措施：宜区分双向板、单向板及跨度确定楼板的厚度。楼板过厚容易增加结构自重，造成梁、柱内力过大，导致梁、柱截面及配筋增大，同时，楼板太薄影响使用者的舒适度感受，所以确定合适的板厚不仅能降低造价，也可保证使用的舒适度。对于开间较大的楼板可采用新空心楼盖技术进行设计，经济效益较为显著。
3.2 建立优化结构相关模型
在对房屋结构设计中，要充分对建筑结构设计优化方法进行使用。在具体实施的过程中，可以从三个步骤来实现最终的设计优化目的。（1）对设计变量的选择。在进行设计变量的选择过程中，要对影响建筑结构的相关参数进行系统的研究分析，并进行综合考虑选择。将对建筑结构影响的参数作为当前模型中的设计变量，这些变量主要包含损失的期望值以及结构的过后家和约束控制的相关参数等，最大程度的保证设计便变量选择的合理性。（2）确定目标函数。在进行实际优化的过程中，除了对必要的参数进行选择之外，还需要寻找到一些相关条件来实现对工程造价的降低，而这些条件主要包括相关建筑截面的具体尺寸以及钢筋的截面积等。（3）确定相关约束条件。在对房屋结构设计优化过程中，要保证房屋结构设计的合理性以及可靠性，确保相关的设计条件能够得到满足。而设计优化过程中的约束条件主要有裂缝宽度、结构强度、应力约束以及结构体系约束和尺寸约束等，在进行结构设计的过程中，要充分的对目标约束条件与实际情况形成对比，确保约束条件能够满足相关的规定要求，从而力求设计达到最佳。
3.3 基础设计优化
在建筑结构设计过程中，基础作为建筑结构中的重要结构单元，对其进结构设计优化是必要的。在建筑的基础结构中，常见的基础有独立基础，条形基础，筏板基础，桩基础等等。基础结构设计优化，在满足相应的设计、施工标准时，根据不同的结构类型及不同的地质条件的前提下合理选用基础的类型，不仅能保证建筑结构的安全性之外，还能大大缩短施工难度及施工周期，从而降低工程成本的投入。
结语：
建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，符合可持续发展观以及建筑行业的发展需求，可以提高房屋建筑的安全性与美观性，发挥建筑材料的最优性能，同时还能降低房屋建筑工程的成本，提高房屋建筑的经济效益。对建筑结构设计的优化，牵涉到了建筑的整体优化与局部优化，是一个系统性的设计优化工程，因此，对于建筑结构設计优化方法是必要的，并且还需要进行深入的研究。
参考文献：
[1]苟鹏.序列协同优化方法在深海空间站结构系统设计中的应用[D].上海交通大学，2009.
[2]穆春燕，苏超，王海青.拓扑优化方法的研究进展及在水工结构设计中的应用[J].水力发电，2006，05：67-70.
[3]张延年，刘斌，董锦坤，郭鹏飞.改进遗传算法在建筑结构优化设计中的应用[J].东北大学学报，2004，07：692-694.
[4]孙宝元，杨贵玉，李震.拓扑优化方法及其在微型柔性结构设计中的应用[J].纳米技术与精密工程，2003，01：24-30.
[5]梅玉林.拓扑优化的水平集方法及其在刚性结构、柔性机构和材料设计中的应用[D].大连理工大学，2003.
【关键词】建筑结构设计；优化方法；房屋结构；应用
【中图分类号】TU318
【文献标识码】A
1、引言
随着我国人民的住房水平不断提高，人们对房屋建筑的要求也越来越高。人们开始重视房屋建筑的美观性与经济性及舒适度。目前房屋建筑施工过程中，因施工的机械化，结构构件的工厂预制、加工所占比重较小，大部分施工工序及构件均需现场施工，这样就使得施工周期及施工难度大大提高。因此在房屋建筑结构设计阶段时，可以采用结构设计优化方法，提升建筑工程施工的便利性，同时优化设计结构，增加建筑的稳定性与经济性。所以建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的作用不可忽视。
2、结构设计优化方案的理论分析
站在理论层次来看，在进行结构设计优化的过程中，要充分考虑到安全性以及可靠性在建筑整个过程的发展和体现。与此同时，还要尽可能的保证建筑物的设计美观和结构合理。因此要想达到这些目标，需要不断的对结构设计方案进行合理的分析设置，并对计算方式进行合理的选择，以便能够更好的满足当前的既定目标。在实际设计的过程中，想要对房屋工程结构进行优化，就需要从围护结构以及屋盖系统和其他细节部分进行考虑。采取合理的方法对其造价以及结构进行整理的安排优化，不断实现经济性以及安全性目标的达成。为了更好的适应时代的发展需求，建筑结构的设计中要充分创新，不断提高设计的特殊性以及新颖性。从对称性以及独特性的角度出发，对建设设计方案进行不断的修改完善，并运用实际所学知识来实现对构架的合理布置，避免使用转换层机构。对不规则建筑设计的原则要进行恰当的处理与使用，从根本上完善设计方案，实现设计过程的整体优化。
3、结构设计优化技术具体运用
3.1 对建筑上部结构的优化设计
（1）砖混结构的优化措施：在方案设计阶段，对于砖混结构，承重墙上不宜采用较大洞口、错洞等不利情况。另外洞口两侧的墙垛长度、构造柱的设置及相关构造措施均应满足现行规范要求。建筑的层数及层高不宜突破规范的相关要求。且不宜采用混合承重的结构体系，避免出现传力不明确、结构计算不清晰的情况。（2）剪力墙结构的优化措施：在剪力墙的结构方案布置过程中，宜使结构的重心与建筑平面的形心重合，从而避免结构刚度在平面上分布不均匀。剪力墙墙体宜和建筑隔墙重合，在保证结构计算的安全性的前提下，提高建筑空间的利用率及使用的舒适度。在剪力墙结构的上部构造配筋的墙体可以考虑减小墙体的厚度从而降低剪力墙的配筋率，提高结构的经济型。（3）钢筋混凝土楼板的优化措施：宜区分双向板、单向板及跨度确定楼板的厚度。楼板过厚容易增加结构自重，造成梁、柱内力过大，导致梁、柱截面及配筋增大，同时，楼板太薄影响使用者的舒适度感受，所以确定合适的板厚不仅能降低造价，也可保证使用的舒适度。对于开间较大的楼板可采用新空心楼盖技术进行设计，经济效益较为显著。
3.2 建立优化结构相关模型
在对房屋结构设计中，要充分对建筑结构设计优化方法进行使用。在具体实施的过程中，可以从三个步骤来实现最终的设计优化目的。（1）对设计变量的选择。在进行设计变量的选择过程中，要对影响建筑结构的相关参数进行系统的研究分析，并进行综合考虑选择。将对建筑结构影响的参数作为当前模型中的设计变量，这些变量主要包含损失的期望值以及结构的过后家和约束控制的相关参数等，最大程度的保证设计便变量选择的合理性。（2）确定目标函数。在进行实际优化的过程中，除了对必要的参数进行选择之外，还需要寻找到一些相关条件来实现对工程造价的降低，而这些条件主要包括相关建筑截面的具体尺寸以及钢筋的截面积等。（3）确定相关约束条件。在对房屋结构设计优化过程中，要保证房屋结构设计的合理性以及可靠性，确保相关的设计条件能够得到满足。而设计优化过程中的约束条件主要有裂缝宽度、结构强度、应力约束以及结构体系约束和尺寸约束等，在进行结构设计的过程中，要充分的对目标约束条件与实际情况形成对比，确保约束条件能够满足相关的规定要求，从而力求设计达到最佳。
3.3 基础设计优化
在建筑结构设计过程中，基础作为建筑结构中的重要结构单元，对其进结构设计优化是必要的。在建筑的基础结构中，常见的基础有独立基础，条形基础，筏板基础，桩基础等等。基础结构设计优化，在满足相应的设计、施工标准时，根据不同的结构类型及不同的地质条件的前提下合理选用基础的类型，不仅能保证建筑结构的安全性之外，还能大大缩短施工难度及施工周期，从而降低工程成本的投入。
结语：
建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，符合可持续发展观以及建筑行业的发展需求，可以提高房屋建筑的安全性与美观性，发挥建筑材料的最优性能，同时还能降低房屋建筑工程的成本，提高房屋建筑的经济效益。对建筑结构设计的优化，牵涉到了建筑的整体优化与局部优化，是一个系统性的设计优化工程，因此，对于建筑结构設计优化方法是必要的，并且还需要进行深入的研究。
参考文献：
[1]苟鹏.序列协同优化方法在深海空间站结构系统设计中的应用[D].上海交通大学，2009.
[2]穆春燕，苏超，王海青.拓扑优化方法的研究进展及在水工结构设计中的应用[J].水力发电，2006，05：67-70.
[3]张延年，刘斌，董锦坤，郭鹏飞.改进遗传算法在建筑结构优化设计中的应用[J].东北大学学报，2004，07：692-694.
[4]孙宝元，杨贵玉，李震.拓扑优化方法及其在微型柔性结构设计中的应用[J].纳米技术与精密工程，2003，01：24-30.
[5]梅玉林.拓扑优化的水平集方法及其在刚性结构、柔性机构和材料设计中的应用[D].大连理工大学，2003.