房屋建筑结构优化设计研究
【摘要】随着时代的发展以及人们生活品味的提高，对于房屋建筑的结构设计要求也越来越高。在房屋建筑的结构设计中应用优化技术，有助于在保证房屋建筑的功能性、安全性和耐久性的同时，降低投资成本，强化结构性能。本文通过对结构设计优化方法进行分析，研究其在房屋结构设计中实际应用的具体方法。
【关键词】房屋建筑；结构设计；优化技术
房地产行业的发展越来越迅速，建筑结构设计也成为该行业的重要环节，对结构设计的要求也越来越高，结构设计优化技术能够为建筑整体方案的设计提供有效参考，是实现建筑“安全、经济和适用”的设计目标的有效路径。因此有必要进行房屋建筑的结构优化设计。
1、结构设计优化的概述
结构设计优化，就是通过充分发挥房屋建筑材料本身的性能，以实现各个构件以及各个环节设计的相互配合，优化结构设计，达到房屋建筑结构的优化。。通过结构优化方法，对实际工程中的建筑结构进行全面的研究，使建筑的总体结构以及建筑各个分部衔接得到完善以及优化。与传统设计的结果相比，优化结构不仅提高传统结构设计的安全性，而且把社会中所具有的价值学以及审美学完美结合其中，不断提高结构设计水平，促进建筑设计应用的整体性协调发展。结构设计优化具有传统结构设计的安全性能，同时还具有审美和实用的特点，降低建筑成本，协调建筑的完整性，并使其具有较高的经济效益。结构设计优化目的在于使房屋建筑的设计方案、设计决策更为科学性，提高建筑安全性和抗震性的要求，有效地达到房屋建筑的安全实用、经济美观效果，提高房屋建筑结构的设计水平。
2、房屋建筑结构设计优化技术分析
建筑结构优化设计的主要内容是建筑基础结构、屋盖结构、维护结构等，在这些结构的设计过程中必须要以工程实际情况为依据，加强关注工程进度与发展，并以适当控制工程造价，这样才能使建筑结构优化符合设计理念。房屋建筑中结构设计的优化技术旨在满足设计标准和建筑结构功能的基础上，充分考虑设计进程中可能遇到的问题，在经济最合理的情况下实现结构设计的优化。基本内容是：对房屋建筑进行全面的受力分析后进行结构选型，对建筑构件的布置方式进行合理分析和优化设计。
2.1建立结构优化模型
建筑结构优化计算方案和优化设计模型是建筑结构优化设计的两个重要组成部分。结构设计优化就是在众多的变量中选出重要的参数，针对这些参数进行函数模型的建立，从而计算出最优解。设计人员最终设计方案中起决定性作用的参数主要包括房屋价格、预期产生的损失参数或房屋构架性能参数等。如考虑因素变化幅度较小，则建筑结构设计、编程以及计算难度就会降低。通常来说，模型的建立总共分为两个部分，首先是选择较为合理的设计变量，这对模型的构建有着至关重要的作用，同时变量设计也会影响到参数的选择，合理的计算变量能够有效地减少计算编程的工作量；其次是确定目标函数。目标函数的确定要先找出能够满足函数条件的最优解，然后对约束条件进行确定，约束条件包括尺寸、强度、弹塑性以及应力等方面。在进行建筑结构优化的时候，要保证这些约束条件都在规定的范围中，满足设计所需的要求。在实际设计过程中，设计者应严格遵守各项规定，确保各种条件均能符合相关规定要求，以便实现设计结果最优。
2.2结构决定计算方法执行
在房屋结构设计过程中会遇到很多计算程序，房屋结构的优化设计是运用数学方法对所有结构重新计算以达到最优结果，因此在计算过程中，要确定各种可能性，选择最优方案； 在没有约束条件时，先进行有效计算，再根据约束性得到最佳结果； 在计算过程中充分讨论，及时提出并解决问题，以实现计算工作效率和效益的同时提高。同时，要全面地考虑到变量的因素，运用科学合理的计算方法进行建筑结构的优化设计工作。
2.3程序设计
程序设计就是在设计优化计算好方案的基础上，进行程序的编写，将程序导入计算机中，在后期的计算过程中只需要将相关的数据输入系统中，通过计算机计算就更加直观的得出结果。
2.4结论分析
在进行结构优化设计的时候，要全方面地考虑到各种阻碍因素，最大程度地保证建筑的结构优化设计工作的完成。在统计各种情况后，设计者需根据所有统计情况确定设计最佳方案。在分析结论过程中需要征求各方意见，平衡各方利益，同时需多方位、多角度分析问题，不能遗漏任何可能发生的情况和细节。在选择方案时，也要兼顾技术改进，用技术地提升节约资金地投入。
3、房屋建筑结构设计优化措施
3.1房屋结构优化的前期设计
前期设计是房屋结构优化设计的关键环节，对于房屋住宅的整体设计以及工程项目的资金投入等都会产生直接的影响。在施工前期，我们会设计出各种各样的房屋建筑物结构布置方案，面对这些方案，须选择科学、规范的方案。如果优化设计技术在前期的方案设计中被忽视，将导致结构设计优化技术的应用受到阻碍，结构设计的合理性和可行性都会出现偏差，增加结构设计的难度和成本。因此在进行房屋住宅的整体结构优化设计时，必须优先考虑前期设计，采用科学合理的设计方案，保证工程初期能够有一个良好的开端。
3.2整体性与局部性考虑
房屋建筑是一項具有复杂性与层次性的工作，想要进行结构上的优化设计就要综合考虑建筑的整体与局部的优化设计。从整体性的特点上来看，房屋建筑的结构设计包含了设计体系、结构体系和安装设计体系等相关内容，每个提下下面又包括了若干下属体系。在进行房屋建筑的设计时，相关的设计人员应当对各个下属系统和体系进行优化，促使各个布局间的横向关联冲破，保证各环节之间能够协调搭配。因此，房屋结构设计中的建筑结构设计，都需要以整体性为基础，展开局部性与整体性的优化工作，从而实现房屋结构设计中建筑结构设计的优化，全面提高房屋建筑质量。
3.3建筑结构优化与建筑格局
在房屋建筑的结构设计优化中，进行优化的过程中想要实现房屋的外形和结构的合理的融合，就要做到建筑的整体平面和整体结构的配合。而想要使得房屋建筑的整体平面和整体结构实现紧密配合，具体的表现首先就是要保证房屋建筑的简洁原则，例如： 保证房建筑墙体与建筑支出间不会产生错位现象，时刻保持房屋建筑高度与建筑截面面积的高度适应，达到建筑整体结构与整体平面的配合性目的。并且，房屋建筑结构设计的过程较为复杂化，诸多转交部位的承受性能有待加强。在这一现实要求下，需要进一步加大转角部位的承载能力，在优化设计过程中，增强施工材料的强度值，采用强度值较高的施工材料展开工程建设。此外，要最大程度保证房屋建筑结构的整体钢芯与重心力、质心之间交叠的准确性，防止扭转局面的出现。
结语：
总之、建筑结构设计优化在房屋结构设计中有着重要的影响，对房屋结构的优化设计，可以使得建筑的功能与外形都得到一个科学的规划与提升。因此，相关设计人员在满足建筑使用要求与质量的前提下，需要不断精益求精的对房屋建筑结构进行优化设计，才能够满足人们对于住房的需要。
参考文献：
[1]许宗雨.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].江西建材，2014.
[2]齐建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯，2015.