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摘要：在设计房屋建筑结构的过程中，科学地进行优化，既能切实减小房屋建筑的总造价，又有助于建筑施工材料的合理应用、协调建筑内部结构、满足人们的住房需求，最终大幅提高房屋建筑的经济效益，因此，需要做好房屋建筑结构的优化设计工作。
关键词：房屋建筑；结构设计；优化方式
引言
如今，在人们生活质量不断提高的局势下，社会对房屋建筑的要求越来越高，完全按照传统模式设计出来的建筑已经无法满足实际需求，这就需要设计人员明确需求，在设计过程中合理应用优化技术。
1建筑结构优化设计对房屋建筑的意义建筑结构优化设计从建筑理论与实践操作两方面同时实现了对建筑本身的优化，对房屋建筑设计的意义尤为重要。在我国城市化进程不断推进的今天，建筑数量已经实现了成倍增长，城市中心空余土地早已消失殆尽。这就在一定程度上决定了建筑高度的增加，已经成为现代化进程的必然趋势。建筑高度的增加使建筑结构的抗震设计更加复杂，这也为建筑结构的优化调整提出了更高的要求。只有在保证建筑质量安全的基础上，做好建筑结构的优化工作，并为房屋的结构设计融入更多的先进、科学理念，利用高科技的建筑技术实现建筑结构的优化设计。建筑结构优化是通过调整现有建筑结构构件的布置形式以及配置等来实现材料更好利用，经济型，合理性。进行建筑结构布置时，应该按照平面分布均匀、相互对称的形式来布置，同时形状也要规则，即建筑结构的外形尺寸、质量与承载力分布等都要符合规则的原则。通过对房屋设计进行结构方面的优化，能够实现建筑设备性能的高效发挥，提高建筑材料的利用率，避免造成建筑材料的浪费，为开发商谋求利益最大化，提高房屋的实用性与美感，充分利用建筑内部的有效空间，增加人们的居住舒适度。
2房屋建筑结构设计中应用优化技术的原则及特点
2.1房屋建筑结构设计中应用优化技术的原则首先，遵循《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）等来优化设计建筑结构，对建筑材料的性能应该合理的利用起来，建筑构件优化与主体部分设计之间要加强协调性，确保统一性。要求房屋建筑结构优化设计既要符合现有国家安全规范，更要符合传统设计理念，保有一定的安全性与审美性，从而将建筑物功能最大程度的发挥出来，达到最低的工程造价。其次，结合工程实际情况是结构设计工作开展的基础和保障。房屋建筑结构设计优化技术针对的结构应为：屋盖结构、建筑基础结构、维护结构等，要想提升房屋建筑的结构质量，施工时必须要遵循工程实际情况，将工程进度与发展作为其重点，对工程造价合理控制，只有这样才能保证结构设计优化满足人们需求，并与设计理念相符，使建筑结构美观、实用，还能在一定程度上改善人居环境。
2.2房屋建筑结构设计中应用优化技术的特点房屋建筑结构设计中应用优化技术应具备有以下特点：第一，从房屋结构设计角度来看，应该根据不同的建筑要求及不同施工场地情况来进行，坚持因地制宜原则，确保结构设计优化能够有针对性地进行，不同的房屋建筑运用同样的结构设计优化技术往往产生的效果也是不同的。第二，采取措施调整结构构件布置尽可能的降低周期比，使结构具有较高的抗扭刚度。
3建筑结构设计优化方法的具体应用
3.1一般结构设计工作宜在建筑方案阶段提前介入，对房屋特别是高层及超高层建筑方案阶段与建筑师协调配合，从结构概念设计上结合结构设计规范给予建筑师合理方案建议，在满足建筑功能、建筑师思维创作与结构合理性间找到个平衡点，往往可以达到事半功倍的效果。然而目前的现实情况多是建筑方案基本确定的情况下，对主体结构自身的优化。设计阶段即面对的结构模型上的优化工作。在房屋建筑结构优化设计中，应优化结构设计模型，通过选择变量、函数以及衡量条件三阶段实现房屋建筑的结构优化设计。
3.1.1选择变量
工程设计方案中包含许多设计参数，如约束参数、工程控制等。设计人员应根据房屋建筑实际需求，将变化幅度和限制因素较小的参数作为设计标准，尽可能降低结构计算机设计的难度。设计人员在验算设计数据时，应根据实际情况，选择最优的计算的方法，确定优化流程，保证房屋建筑结构的完整性及高效性等，提升优化效果。设计人员在计算完设计参数时，还应认真分析计算结果，确定设计方案中的不同及相同点，通过对比方案要点，选择最优化方案。
3.1.2确定函数
对于确定函数，需要从多组函数中，选择最符合钢筋尺寸面积及房屋横截面尺寸的函数。设计人员应分析函数性质，尽可能减少建设成本。
3.1.3衡量条件
综合分析房屋建筑结构耐用性以及稳定性，设计过程中应有效分析及调整构件规格、房屋尺寸以及架构刚性等条件，保证这些条件符合建设标准。同时还应对实际施工中的约束条件及限制因素，合理调整各项措施，确保各项条件能够符合标准。
3.2建筑结构的抗震性能优化
随着我国人口数量的增加，高层建筑以及超高层建筑将会成为未来建筑的主流趋势，未来建筑将以其高度取胜。对于这些高层与超高层建筑来讲，其抗震性能的不断完善与优化，将在很大程度上决定着建筑的整体质量与住户的人身安全。如果建筑自身的抗震性能较差，那建筑在地震作用下极有可能引发建筑的坍塌，对住户的人身及财产安全造成威胁，因此，高层建筑的抗震性能优化就显得极为关键。决定高层建筑抗震能力的强弱关键在于建筑结构本身的强度及刚度这两个方面，若想提升建筑的抗震性能，就要从建筑结构的强度与刚度入手进行结构设计的优化。根据不同地区的建筑抗震能力需求，对屈服部位的受力机制进行合理控制，选取一些相对较为稳固的建筑基础进行建筑上部结构的设计，重视地基的沉降处理，最大程度地减少由于地震引起的建筑震动，从整体上提升高层建筑的抗震能力。在高层建筑的结构优化设计中，使用减震或隔震等高新技术，选取一些抗震性能较好的建筑材料，通过对延性结构与抗震系统的融合，结合使用一些软垫以及悬吊等相关的建筑防震措施，减少地震对高层建筑造成的一系列不良影响。最大限度的提高建筑耗能能力，降低地震作用对高层建筑的不利影响，减少建筑物在面临地震时受到的伤害。
3.3结构平面布局优化
影响建筑结构稳定的因素有很多，特别是针对高层建筑物，风压作为影响最大的自然因素，其对建筑安全的影响也同样极大。因此，设计师在进行建筑结构平面布局的同时，要将风压融入到设计的考虑之中，通过对建筑物所在地近一年来的四季风向及大小进行考察，结合当地的气候文献进行全面考察，研究风的变化规律，降低风压对建筑造成的安全隐患，因此，在建设结构的优化过程中，要结合建筑物所处的地理位置及环境进行综合分析，设计出科学合理的建筑外形，在实现建筑美观的同时保证建筑物的稳定与安全。若建筑物的位置处于沿海城市及地区，由于沿海风力较为强劲，时常有台风等恶劣的自然气象出现。因此，地处于沿海城市的建筑群落在结构优化设计时，其外表不宜有凹凸花纹的设计，且建筑外表面积不宜过大，否则，将直接危害到建筑物的稳定。由于楼面数量较少，特别是对于那些楼面开洞过多的建筑而言，对建筑的安全及稳定极为不利。因此，在开洞大小的控制问题上，对开洞数量要经过科学严谨的计算，只有认真的核算才能保证楼面整体刚度的增强，提升危险情况来临时的安全储备。
3.4结构细部方面的优化
结构细部方面的优化，虽然属于比较末端的设计工作，一般对结构的建造成本影响微弱，但是对提升施工细部质量和业主对建筑使用品质上的感受起到更直观的影响。比如高层住宅的结构墙体墙肢布置中，设防烈度7度以下地区宜采用大开间剪力墙方案，开间大于6m，7度0.15g以上地区且房屋高度超过80m时采用3m~6m小开间剪力墙布置方案，并宜采用L型、[型、Z型截面，少采用T型截面及短肢剪力墙，从而合理减少墙肢端部边缘构件数量，对层数较多的住宅建筑造价影响比较明显。布置墙肢时，对比L型和T形墙肢在结构抗侧刚度富裕较多时，L型墙肢截面配筋量在非底部加强区会明显优于后者。同时，在客厅、卧室、厨房等外墙墙肢处，L型墙肢可避免在设有空调孔、卫生间换气孔、燃气热水器排烟孔一侧设置墙肢，对施工时孔位留设及结构墙肢内分布钢筋避让、截断与否起到了设计图纸前期控制。
结束语
在房屋建筑结构的设计过程中，科学、合理的优化不仅有助于人们安全使用房屋建筑，而且有助于确保居住者的人身及财产安全。因此，相关人员应加强责任意识，以适应我国大力发展市场经济的形势，有效改善房屋建筑目前的结构设计现状，提高人们居住环境的质量。
参考文献：
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