房屋建筑结构设计篇1
引言
房屋建筑结构是建筑使用的基础，对建筑使用安全和建筑使用功能都有非常重要的作用，但是当前房屋建筑结构设计成本支出较大，原材料需求量大，造成建筑结构重量较大，影响建筑的质量稳定与安全。房屋建筑结构设计需要遵循科学性和经济性的原则，从材料、设备、高度、层数、结构等多个方面进行优化，实现成本的最大化利用，节约施工成本，在质量安全的前提下，提升企业的根本利益。
１房屋建筑结构与经济性关系的处理
１．１建筑结构设计与建筑设备之间经济关系处理
建筑结构设计是建筑工程的核心框架，对于项目质量安全和功能优化起到了关键性作用。建筑层数的增加导致建筑设备增多，无论是电路设备还是排水管道的建设难度增加，所需的施工材料增多，导致工程项目成本变多，因此把控建筑层数的合理性，优化设计建筑结构，满足人们的使用需求的前提下，分析大数据系数，从而进行科学的结构设计，实现经济效益最大化。随着建筑层数的增加，人们的用电需求和排水量也随之增加，不仅在房屋建筑结构设计建设过程中造成成本增大，在后期的建筑使用中还会造成排水压力，对于后期维护方面造成较大影响，因此科学的设计规划对建筑工程的建设与使用都有重要意义。
１．２建筑结构外观和经济关系处理
建筑结构不仅决定了建筑外观和建筑形状，并且还决定了建筑整体的稳定性和安全性，因此前期进行建筑结构设计时，要遵循安全合理性原则，根据建筑项目的用途和特点进行结构优化，其中圆形结构和方形结构较为常见，使得建筑每个部位受力均匀，能够起到良好的承载支撑性，规避各类安全风险。若是考虑到外观造型的美观性，设计不规则的建筑外观，需要加强建筑基础结构的强化，提高结构强度，并设置剪力墙，提高建筑防震能力，有效避免在长期的风化和受力过程中造成墙面裂痕出现，提升建筑项目质量安全。
１．３建筑部分结构与建筑层数经济关系处理
建筑的部分结构与建筑层数之间也有着直接关系，随着建筑层数的增加，建筑基层构件需要进行刚度和强度的优化，增加建筑基础构件的规格，扩大基坑面积，增加基坑深度，采用钢筋混凝土浇筑和支架固定结合的方式进行建筑本体的稳定，成本也会相对增加，超高建筑会导致建筑稳定性下降，因此加强建筑结构设计，设定科学合理的建筑层数，实现建筑项目利益最大化，保障建筑工程项目质量。房屋结构设计复杂也会导致整体成本增加，需要在后期装修时耗费更多的材料，但是结构的合理性和舒适性是决定用户满意度的关键因素，也是决定房屋出售效果的核心要素。
１．４建筑用地面积和建筑层数经济关系处理
建筑工程项目所占面积基本确定，因此在面积恒定的基础上，增加建筑层数就可以增加购买需要，高层建筑的层数越多，平均分摊的用地面积会越来越少。但是建筑层数过多，会导致建筑部分区域光照效果降低，导致部分楼盘的采光性较差，不能满足人们的住房用房需求，对于部分楼盘的购买力下降，建筑成本上升，企业经济效益较差。因此科学测量建筑之间的距离，根据太阳移动轨迹，进行楼盘朝向的设计，并根据光照角度进行楼间距的设计，不仅要提升整体建筑采光效果，还要保障住房的舒适合理性。
２房屋建筑结构设计中优化技术的运用
２．１房屋建筑结构优化技术的前期应用分析
加强企业对建筑结构优化技术的重视，在前期进行项目的多项分析，并且根据地形特点进行全面优化分析，科学进行建筑结构设计，确保建筑项目施工建设的可行性。在前期房屋结构优化方案设计中，要综合建筑项目进行全方位设计规划，对工程项目具有非常关键作用，后期建筑使用与前期设计息息相关，有效规避建筑安全风险，科学节约施工成本。在前期设计工作中要融合工程造价技术，将工程造价管理融入到工程全过程中，从前期设计到最终的质检验收阶段都要进行充分的预算分析，将结构设计工作贯穿项目建设全过程，加强设计队伍与施工队伍之间的沟通协作，减少设计变更，降低成本浪费，保障工程在合理工期内完成。例如，在现阶段的房屋结构设计中，多数设计单位已经应用了ＢＩＭ技术。此时，可以将房屋结构二维平面图的电子版本导入到３ＤＲｅｖｉｔ软件之中，生成房屋结构ＢＩＭ模型。为了保障整个房屋结构设计优化的可靠性，可以配合“族库”设置，将结构设计数据代入到模型参数中进行验证处理。同时，也可以将经验值代入到模型中，比较设计值与经验值条件下，房屋结构ＢＩＭ模型差异。由于当前的房屋建筑工程项目中应用了工业设计思想中的产业链思维，创建了以设计、采购、施工、订单、营销、售后为基本环节的生产建设产业链条。因此，在应用ＢＩＭ技术时，可以根据设计施工一体化体系搭建ＢＩＭ技术信息平台，使设计单位、施工单位、业主、监理单位在统一的ＢＩＭ信息技术平台上，通过信息交互、数据共享，实时的进行沟通，并结合协同合作机制，降低各方的纠纷与矛盾。尤其是在设计变更方面，应用ＢＩＭ技术后，总项目、分项目、子项目、各个构件的ＢＩＭ模型十分清楚。此时，即使发生设计变更问题，也可以根据ＢＩＭ设计一体化体系，通过一次性的系统性变更，降低变更过程中花费的时间、人力、财力等，进而达到节约变更成本的目标。需要说明的是，在ＢＩＭ技术应用过程中，能够将生成的ＢＩＭ模型导入到４ＤＮａｖｉｓｗｏｒｋｓ软件，对施工进行可视化模拟，预测施工环节可能发生的问题，进而制定匹配的预防措施。
２．２注重细节的优化处理
注重细节的优化处理，根据工程项目特点进行建筑局部的合理调整，确保整体建筑结构安全稳定，不会因为局部因素造成整体安全隐患出现。例如，在进行房屋结构矩形板的浇筑设计时，要注重矩形板规格的设定，根据建筑造型和结构进行矩形板几何结构的设计，加强原材料的搅拌制作管控，使得原材料可以充分搅拌，精细化的制作流程避免气泡产生，增强矩形板梁结构的坚固性，分二层浇筑保障结构的稳定性和安全性，确保矩形板能够有较强预应力，实现对建筑内外的安全支撑，提升建筑结构的荷载力。房屋建筑结构矩形施工见下图１。再如，当前房屋建筑结构设计中，随着新材料、新工艺和新技术的运用，已经逐渐开始应用装配式建筑。这种装配式建筑的结构设计时，牵涉到预制件的制作。可是由于预制件规格大小不同，在预制件的设计过程中，要从结构设计的不同组成要素出发，进行整体设计、局部设计方面的比较与检验，尽可能保障整体设计与局部设计关系的一致性。从当前装配式房屋建筑结构设计经验看，楼梯预制构件、楼板预制构件、剪力墙预制构件等设计时，要将它们与整体建筑结构设计联合起来，进行局部设计、整体设计方面的拼合检验。另外，由于装配式建筑中的拼装施工要求做到严丝合缝，所以，通常可以利用ＢＩＭ技术进行装配施工模拟，检验其是否达到设计优化目标。具体操作方面，要求使用ＢＩＭ技术中的碰撞检查功能，对各个连接位置的节点定位、连接数据、拼装效果等进行全面检验与评估，确保装配式房屋建筑结构设计方案的有效性以及在优化技术应用的条件下，提高其设计的经济性，使其产出综合效益。需要注意的是，在设计施工一体化体系之下，设计方面的科学技术与管理技术，一般采用融合应用方式。所以，在细节层面应用基于ＢＩＭ技术的优化方案时，也应该配套的做好设计环节的管理。建议将结构优化设计管理与定额管理结合起来，保障装配式建筑结构设计的经济性及优化技术应用效用。
２．３融合信息技术进行结构设计优化
传统的建筑结构设计已经无法全面满足现代建筑的需求，高层建筑工程项目需要进行分析的数据较多，人工分析会出现很多漏洞。因此加强信息技术在建筑结构设计中的应用，通过ＢＩＭ系统进行前期的建筑模型设计，将建筑结构和整体建筑群之间的距离进行分析，实现建筑工程项目设计合理性与可行性，融合工程造价技术进行成本预算的精准化控制。设计部门通过ＣＡＤ进行建筑平面结构的设计，并进行数据的标注，再通过３Ｄ模型的设计进行施工预演，分析施工的可行性，针对性的进行设计方案的修改，避免施工阶段出现较为严重的设计变更，实现建筑设计的精准化。具体而言，在当前的房屋建筑结构设计优化时，可以将ＣＡＤ技术、ＢＩＭ技术、数据库技术、大数据技术全面融合起来，按照ＣＡＤ—３ＤＲｅｖｉｔ—４ＤＮａｖｉｓｗｏｒｋｓ———碰撞检查的技术应用流程，进行全面而系统的结构优化。从当前实践经验看，应用上述技术时，可以配套选择数据库技术完成房屋建筑结构设计要素库、结构设计指标库（技术指标、成本指标），提高结构设计的精准性。同时，由于结构设计可以被划分为多个部分的设计。此时，分部项目设计数量增多后要实时同步、统一管理，就需要应用大数据技术，使各个分部项目设计时可以实时的完成设计数据采集、数据上传、数据存储、数据抽取、数据分析、生成分析报告、下发分析报告、调整设计方案等。当前阶段，在设计施工一体化条件下，可以将成本、质量、环境、文档、资源、进度等专项管理，贯彻到设计、采购、施工、运维各个环节，保障在房屋建筑结构设计施工一体化方案实践中，达到低成本投入、高技术融合应用目标。简单讲，应该积极发挥设计环节的引领性作用，使设计环节完成对后续各环节的系统性控制，并通过设计环节提高建筑产品的可营利空间等。
２．４提高房屋建筑结构的耐用性及安全性
加强房屋建筑结构的耐用性分析，选用合适的材料进行建筑结构的施工建设，建筑结构框架是确保建筑安全稳定的核心部分，因此，加强房屋建筑结构设计优化，提升建筑的耐久性和安全性，科学减少材料用量，用钢结构进行框架建设，用较轻的新型环保材料进行建筑体的施工建设，提升建筑外表的密度和强度，减轻建筑自身重量，在遇到地震或强风大雨时可以避免高层建筑的横向剪切，提升建筑稳定性，提高建筑的抗震抗灾实效性。通过优化建筑结构，采用先进的工艺进行结构韧性的提升，从而保障人们的生命财产安全，规避建筑安全风险。
３结语
房屋建筑结构需要根据项目的特点和市场指标进行设计，在项目前期设计阶段，设计人员要对实地进行勘测，分析建筑施工的安全性和可行性，根据地形特点和土地面积进行针对化设计，科学合理的进行建筑结构设计，根据建筑高度进行间距规划，保障房屋建筑每层的采阳效果。当前高层建筑逐渐成为行业内的主流，随着建筑层数越来越多，建筑高度不断增加，实现了土地资源的合理化利用。但是层数的增加，导致管道设备使用数量和成本增加，建筑基础结构和地基都需要进行优化，使用的施工材料数量增多，成本也不断上涨。因此科学合理设计建筑结构，根据建筑的用途进行层数的设定，并根据周围建筑环境和生态环境进行高度和间距的设计，使得房屋建筑更加具备舒适性与合理性。采用新型环保材料，降低建筑自重，提高建筑的保温效果和隔音效果，提升建筑结构的刚度，确保建筑结构安全稳定，促进建筑行业的健康态发展。
作者:朱瑾 单位:苏州立诚建筑设计院有限公司东台分公司
房屋建筑结构设计篇2
在建筑工程项目施工前，建筑结构设计的优化需要建立在施工前期的概念优化上，而房屋建筑的结构设计将直接影响房屋建筑的施工质量。在通常情况下，高水平的房屋建筑结构概念设计师在进行概念优化设计时，会根据自身具备的建筑专业理论知识及丰富经验，有效整合房屋建筑结构的整体概念设计，并在全面分析房屋建筑内外部环境特点的基础上，优化完善房屋建筑结构。近年来，人们对房屋建筑结构设计提出了更高的要求。为适应时代潮流，房屋建筑结构设计师应打破传统思想禁锢，充分展现房屋建筑结构的美观性、实用性及经济性。
1房屋建筑结构设计概述
1.1房屋建筑结构设计的基本含义
在进行房屋建筑施工过程中，房屋建筑结构概念设计发挥着不容忽视的重要作用。房屋结构的概念设计主要是指设计师根据自身的专业知识和已有经验，结合客户对建筑的相关要求进行建筑的结构设计。在建筑结构设计过程中，设计师必须综合考量多方面因素，确保设计方案与整体房屋建筑结构有效结合，促使房屋建筑结构充分展现其实用性和美观性价值。目前，房屋建筑结构概念设计需要完成以下目标：①必须满足对居住功能多样化的要求；②必须确保建筑造型的美观、实用；③积极应用先进的建筑技术。在通常情况下，与建筑相关的设计主要可分为结构设计和概念设计两大类；在房屋建筑修建过程中，二者应该相互结合，紧密相连。
1.2进行房屋建筑结构设计优化的重要性
随着我国建筑业的高速发展，建筑能耗越来越高，建筑行业的发展必须走可持续发展的道路，而这也对房屋建筑结构设计师提出了更高的要求。设计师必须开拓自身眼界，用更宽泛的眼光完成结构优化设计。在完成房屋建筑结构设计后，设计师还要综合考量多方面需求，对结构设计内容进行进一步的修改与完善，从而减少投入成本，同时为后续施工提供便利。此外，我国房屋建筑规模不断增加，现阶段的房屋建筑结构设计应建立在缩减建筑工程造价，凸显房屋建筑后期使用功能的基础上。基于此，进行房屋建筑结构设计的优化，促使房屋建筑结构科学化、合理化的发展也势在必行。
1.3房屋建筑结构设计优化的要点内容
房屋建筑结构设计的优化在一定程度上是指设计理念的完善与创新。在完善理念的同时，设计师还应合理选用设计方法，确保设计方案的科学合理，以实现结构设计效果的最优化。房屋建筑结构主要是由地基基础、主体结构、屋面结构等共同组成的，为全面实现房屋结构的优化，设计师在进行结构设计时，也应着眼于细节，充分考量房屋位置、工程造价结构受力及结构选型等影响因素，在保障经济效益的同时，合理选择最优化的设计方法。简而言之，设计师在设计过程中需要关注以下要点内容：首先，充分掌握房屋建筑平面的平整度和结构的对称情况，尽量缩小刚性结构和房屋建造质量之间的冲突，提升建筑结构的抗扭曲能力，避免在水平作用力下扭曲变形情况的发生。其次，为防止外来压力的集中，有效降低建设成本，设计师不得改变房屋建筑原有的转换结构；再次，在进行房屋建筑承重结构设计时，应选择竖直贯通样式，以充分增加房屋竖直向上的承受力；最后，在进行房屋建筑竖直方向的刚性设计时，必须充分保障其层次性，尽量避免因刚性结构突变而出现应力集中的问题，从而降低房屋的整体抗压性能。
2房屋建筑结构设计优化的具体措施
2.1建筑结构设计方案的优化
在进行房屋建筑结构设计过程中，设计方案的选定至关重要。而在进行方案设计时，房屋建筑结构设计师必须综合考量建筑施工中的多种影响因素，在全面整合内外部因素的同时，对房屋建筑施工中的多种约束条件进行透彻分析，并在此基础上选择最符合房屋建筑施工安全要求、最节省施工成本的设计方案。设计方案的选择应充分应用复合形法、拉格朗日乘数法及POWELL等方法。房屋建筑结构设计师还应严格控制原材料质量，保证所有零部件质量过关，充分发挥其功能作用。此外，设计人员还应详细考量建筑结构设计的外部影响因素，将人力、物力、财力等客观因素可能带来的不良影响降到最低，合理控制建筑结构设计优化中可能出现的安全隐患。最后，在进行设计方案编制时，设计人员需要进一步简化内部结构。在通常情况下，房屋建筑内部结构烦琐复杂，而随着建筑承载能力的提升，计算误差很可能会超出规范要求。而计算误差很可能导致工程施工成本的增加，因此，精简内部结构设计方案也是提升整体设计方案优化程度的有效措施。
2.2基础结构设计的优化
在对房屋建筑结构设计进行优化时，设计人员必须充分考虑房屋建筑结构对房屋建筑整体安全稳定情况造成的影响。因此，在优化房屋建筑基础结构的设计过程中，设计人员必须全方位、多角度、综合考量建筑的结构控制情况，在初步制订后期施工工序方案的同时，完成基础结构设计的优化。以桩基项目施工安装为例，在进行该项目施工时，施工人员必须仔细考虑桩基项目施工过程中的直径高度。此外，为了进一步实现建筑基础结构设计的优化，相关人员必须对建筑施工成本进行有效控制，明确施工采用的先进科学技术，同时还要充分保障房屋建筑基础结构设计与当前行业及社会发展战略理念相契合。最后，设计师应确保房屋建筑结构设计能够满足当下用户的多样化审美需求，为后期建筑维护奠定良好基础。
2.3房屋建筑结构设计模型的优化
建筑模型的优化是房屋建筑结构设计优化的第一步，而在优化过程中，设计人员必须遵循以下原则：首先，合理选择结构设计变量。设计人员必须充分了解房屋建筑的各项参数及系统特性，并对其展开全面透彻的分析，明确设计过程中的各类主客观影响因素。其次，设计人员应确定房屋建筑物结构设计的目标函数。参数的选取是房屋建筑结构优化的重要环节，而成本投入的减少也是进行房屋建筑结构设计优化的一大目标。设计师在进行建筑模型优化时，可寻求相关条件及影响因素，有效控制成本投入。另外，设计师在开展设计工作时，需要综合考量房屋建筑结构的安全性及稳定性因素，为设计方案的有效性和合理性提供充分保障。而在进行约束条件设计时，设计师还应全面分析裂缝宽度、结构强度等约束条件，通过综合对比约束条件和房屋建筑结构的实际情况，进一步规范施工要求，促使房屋建筑结构设计工作发挥最大价值。
2.4上部结构的优化
大量研究证明，相较于房屋建筑其他部位的结构来说，上部结构更容易被剪切力影响。一旦上部结构遭到剪切力的干扰，房屋建筑的稳定性将大幅下降。基于此，设计人员在进行房屋建筑结构优化设计时，也应提出更具针对性的设计方案，最大限度地保证房屋建筑上部结构的几何中心处于正上方的中心位置，从而为建筑物的安全稳定提供更强有力的保障。首先，房屋建筑结构设计师应优化剪力墙结构的设计。在优化设计过程中，设计人员应重点关注建筑平面形心与结构中心的设计情况，确保二者达成一致。此外，设计人员必须对建筑空间进行科学设计，通过选用合理的计算方式来完成结构计算，确保剪力墙墙体与建筑墙体达成一致。设计工作人员还应对砖混结构进行优化。在该阶段，设计人员应重点关注承重墙设计，聚焦其中的错洞和大洞口现象，避免承重墙出现安全事故。而在确定构造柱和墙垛长度时，设计人员也应充分考量适用的建筑工艺技术，以实现建筑层高与层数的优化设计。
2.5地下室结构的优化
作为房屋建筑的重要组成部分，地下室的结构成本往往在结构总成本中占据较大比重。因此，对地下室结构进行有效优化，也能进一步实现成本控制。在优化地下室结构的过程中，设计师应在满足建筑设计需求的基础上，通过降低地下室层高的方式来节约施工材料，达到成本控制的目的。同时，降低地下室层高也能减少施工阶段土方的开挖量，节省施工时间，降低后期的成本维护费用。此外，设计师还应充分考量施工地段环境，比如：在地下水源较充足的地段进行施工建设时，必须综合考量浮力对房屋建筑结构造成的影响，可在一定程度上降低地下室层高，减少抗拔桩数量及底板配筋使用量。而在正式进行地下室结构设计时，设计人员还应全面考虑地下水浮力、土壤重力转化等客观因素，因为此类因素会对房屋建筑结构造成一定的影响。地下室底板及侧墙所承受的压力要远远高于地面建筑所承受的压力，因此在选用钢筋等施工材料时，设计人员应保证其用量大于地上建筑用量。在实际设计阶段，设计师应详细分析对房屋建筑的每一部分受力情况，在明确操作流程的同时，完成用料的精准计算。在受力较少的结构部位，可使用通用钢筋建造；如房屋结构部分的受力较大，则可采用局部附加等方式完成建造。
2.6房屋结构与排水关系的优化
在进行房屋建筑排水系统施工时，施工单位需要使用多类设备，其中，大型机械的参与度也相对较高。为保证施工设备荷载力满足施工要求，可将水泵放置在地下室。在通常情况下，房屋建筑结构及功能越复杂，对排水系统设备的荷载能力要求便越高。而排水系统管道通常具有长度不一、粗细不同等明显特征，因此，设计师在优化房屋结构与排水系统关系时，必须打开视野，从宏观角度出发，明确每个位置所需铺设管道的具体尺寸和长度。此外，为保证房屋建筑结构的稳定程度，设计人员应尽量避免管线从梁柱之间穿过的现象。如管道必须穿过承重墙，设计人员则应根据房屋建筑的实际情况开展承重墙的加固计算，为墙体的稳定性提供充分保障。
3进行房屋建筑结构优化设计时的注意事项
3.1加大前期工作的投入力度
在房屋建筑工程建造过程中，设计环节发挥着不容忽视的重要作用，设计质量的好坏将直接影响房屋建筑的施工成本、功能质量和工程效益。因此，相关工作人员必须提高自身参与度，在房屋建筑结构设计前期便参与工作。此外，设计师也应将自身的设计理念与现代房屋建筑结构的设计需求有效融合，相关工作人员可根据房屋建筑施工的实际情况进一步完善设计方案并提出建设性意见。
3.2重视先进技术在结构设计中的作用
随着房屋建筑行业的不断发展，先进技术的广泛应用和高效融合已是大势所趋。而在现代化的房屋建筑结构设计过程中，设计师可根据客户需求和设计目标的差异性，将计算机等先进技术有效应用于前期设计阶段，进一步提升设计工作的质量和整体效率，减少人工成本投入。此外，计算机等先进技术的应用，还能进一步优化建筑结构建模，明确各项工程数据，帮助相关工作人员快速且熟练地掌握各项工程项目参数。
3.3优化房屋内部建筑结构设计
在优化房屋建筑整体结构设计的同时，其内部建筑结构设计的优化也不容忽视。将内部建筑结构设计有效融入设计各环节，不仅能保证工程施工符合相应的规范标准，而且能进一步展现房屋建筑工程价值及使用性能。以现浇板设计为例，设计人员必须对现浇板的受力情况进行综合分析，并在此基础上进行优化设计。只有这样，才能有效避免后续施工中出现的拐角裂缝的现象。
4结语
在房屋建筑工程设计施工过程中，建筑结构的设计工作已得到充分重视和广泛应用。为了充分保障房屋建筑结构的整体设计质量，顺利推进建筑工程后续施工，满足人们对房屋建筑结构的多样化需求，相关单位及设计人员必须对房屋建筑基础结构、设计方案及设计模型进行全方位优化，以实现我国房屋建筑事业的可持续发展。
作者:陈旭 单位:山东华邦建设集团有限公司
房屋建筑结构设计篇3
为了提升现代建筑的质量，合理利用空间资源，做好房屋结构设计工作，建筑设计者必须合理运用建筑结构设计优化方法，强化房屋结构的安全性能与稳定性，选择较为合理的变量与目标参数，对不同环节的建筑建造活动进行全面优化，达成节约成本、提升房屋建造质量的基本目标。
1建筑结构设计优化方法的内涵与重要性分析
1.1内涵
随着新时代国民经济的快速发展，社会大众生活水平获得显著提升，住宅市场中的消费者对房屋质量与安全性能提出了更高的要求，建筑业从业人员必须采取合理措施，优化建筑结构设计方案，结合不同地区的区位环境推出独具特色的建筑风格，在保证建筑施工效率与质量达到行业平均水平的同时，节省建筑成本，控制现代建筑建造工程对社会资本与自然资源的消耗量，提升建筑工程的社会效益与经济效益。设计者应合理应用建筑结构设计优化方法，保证建筑能够发挥预设的基本功能，突出建筑本身的美感与独特的外观风格，分阶段做好建筑分层结构优化工作与工程总体优化工作，推出能够保证建筑结构安全性的全新结构形式，考虑到材料造价、选型、受力、施工难度等不同影响因素，针对房屋建筑中较为重要的屋盖、围护结构以及结构细部的设计方案进行优化，秉承经济性、安全性、美观性等基本原则，对所有可能采取的设计方案进行对比研究，找到能够满足各项基本需求的设计方案[1]。
1.2在房屋结构设计中的应用价值与重要性
在新时代房屋建造工程中，通过对建筑结构进行全面优化设计，可在保证施工质量的同时，控制建造成本，提升资源利用效率，践行可持续发展理念与绿色建筑思想，让现代建筑业走向可持续发展道路，不仅满足住户的短期需求，还应维护现代房屋建筑的远期使用价值，主动淘汰传统的房屋建造方案与设计思路，让建筑占地面积和房屋造价之间形成平衡关系，让工程总成本长期保持在合理范围以内，避免在建造高层建筑的过程中浪费稀缺资源。
1.3降低建造成本
现代房屋施工建筑中高层建筑、大型建筑的数量逐步增加，建筑业设计师必须考虑到现代人的工作、生活需求，在压低成本的同时做好安全防护设计，减少建筑工程中资金的投入量，间接推动我国房地产业的健康发展，通过对房屋结构设计方案进行优化调整，可缩减10%左右的房屋建造成本[2]。
1.4满足社会发展要求
随着我国的经济水平不断提升，越来越多人开始注重精神需求，而为满足人们对于建筑结构高层次的需求以及社会发展需求，建筑行业也纷纷探索转型升级之路，以寻求行业可持续、健康的发展。将建筑结构优化设计理念融入房屋结构设计，不仅能够进一步提升建筑工程质量，而且能够在确保建筑工程“安全使用”这一条件下，满足人们对空间划分和使用的需求，符合我国社会综合发展需求。
1.5推进建筑行业转型升级
社会经济的进一步发展使得市场竞争越来越激烈，建筑行业要想在市场竞争中立于不败之地，就必须不断优化建筑结构设计方法，以此来提升自身设计质量和建设质量，这在一定程度也促使建筑行业在实际的房屋结构设计的各个环节实现转型升级，最终完成工程结构设计转换，提升自身市场竞争力。而在转型升级过程中，要求建筑行业不仅要做好前期的勘测、调研工作，还要充分考虑建筑结构外观的美观度、内在安全性以及客户的需求等等方面。可以说，建筑结构优化方法是一个融合了时代潮流、设计理念、施工技术等方面的综合性工程，而这恰恰又能作用于建筑行业，提升其整体发展实力。
1.6满足不同审美需求
在具体的建筑结构设计中，业主审美需求是建筑结构设计优化方法的着重点，脱离了业主审美的意识和需求，再科学、精致的设计方案也无法达到它的经济和社会效益。因此，在实际的房屋结构设计中，为保证业主和建筑行业的经济、社会效益，必须立足人们个性化的审美需求，并将业主所关注的审美潮流作为重点设计思路，方能够达到建筑结构设计的最优化。
2优化房屋结构设计的基本原则与核心目标研究
2.1核心目标
在建造现代建筑时，施工人员会使用多种类型的建材，如石棉、砂石、大理石等，此类建筑材料在前期堆放与后期加工施工过程中，容易对周边环境产生污染，个别材料在建筑投入使用后依然会造成室内空气污染，散发有害气体或容易被人体沾染的化学物质，为践行绿色环保建筑理念，控制施工污染的影响范围、危害程度，使用无公害的绿色建材，保证材料加工方式与使用方式符合有关部门所提出的环保要求，严格控制剩余建材与废旧建材的回收利用方式。建筑设计师必须在调整设计方案、主动使用绿色环保材料的同时，细致地检查能够决定房屋安全度的各类环境条件与建筑要素，如架构设计合理性、横梁间距、结构应力大小等因素，以提升房屋安全度，优化建筑的整个上部结构，把握多层次的结构变量，对其施加全面约束，避免建筑内部某一部位构件所承载的应力大于理论负荷，让水平层面的应力与竖直承载力被整体建筑结构框架所承担，通过后期优化设计，全面强化房屋的力学性能，在延长建筑使用寿命的同时，避免房屋在长期使用过程中发生形变[3]。
2.2基本原则
2.2.1功能性
房屋建筑不仅要满足人类的居住需求，还需要具备其他的功能。现代社会人们的物质文化水平不断提升，对于住宅的居住要求也在不断提升，所以在建筑结构设计当中满足功能性要求也是基本原则之一，这样才能够为用户提供更加良好的居住体验。2.2.2经济性建筑结构设计涉及的内容是非常多的，设计活动、施工活动都需要相应的原料以及技术组成，所以对建筑结构设计方法进行优化，可以在很大程度上减少浪费，节约成本。在物质生活水平提升的同时，房屋建筑施工的成本也在提高，在设计施工中很容易因为成本问题产生矛盾，无法很好地满足项目所需的各种条件，所以工程项目的设计人员必须对经济问题多加考虑，在保证安全的基础上管控成本，对资金支出问题进行严格控制，做好预算规划等，这样才能够保证整个工程项目的如期进行。
2.2.3安全性
在房屋结构设计当中安全是最基本的，房屋施工质量和安全问题直接关系着人们的居住的舒适性，关系着人们的人身财产安全等，所以在建筑结构设计方法的优化过程中坚持安全性是基础。在房屋建筑设计当中影响因素是很多的，部分不当因素的出现必然会给房屋施工埋下安全隐患，发生安全性的问题。所以，为了避免此类事故的发生，加强安全管理，重视安全教育，多考虑安全性的因素。同时，还需要考虑建材的节约性、环保性等问题，严格避免资源浪费，提升资源的利用效率。
2.2.4耐久性
对建筑结构的优化设计与节约建筑材料并不同，其是在确保房屋建筑结构的使用寿命及服务周期的基础上，再借助专业的建筑结构知识并结合建筑工程的实际情况从而对建筑结构进行的设计优化，这样对于房屋建筑的耐久性要求，设计优化工作也能将其满足。
3做好房屋结构设计、合理利用优化方法的正确路径
3.1优化房屋形体，调整外观与室内布局
房屋结构设计优化不仅应以强化建筑安全性、稳定性作为基本目标，还应处理好形体优化工作，建筑设计者必须基于住户的审美要求、周边环境背景，做好调整室内布局，改善外观布局的基本任务，调整建筑内部各类基础设施的布局，突出空间层面的协调感与美观性，推出内容完整的设计方案，基于水文天气、地理环境、人居需求等因素重新设计房屋外形与内部布局，针对建筑中的游戏区、休闲区、活动区等进行优化，保证其能够在投入使用后发挥相应的作用[4]。
3.2构建房屋设计模型，科学选择变量
为在短时间内检验不同类型设计方案的合理性，找对优化方向，必须利用数字化软件搭建建筑模型，选择贴近实际的建筑内部参数变量，为建筑结构设计的进一步优化打好基础，在搭建数据模型、优化设计方案之前，建筑设计师可立足整体性角度分析某一建造方案中建筑的各项基本性能，把握后期结构优化的切入点与关键点，对影响整体方案应用效果的关键因素有准确的认识，例如地基土层的厚度、承载力以及空气湿度等，将建筑工程所涉及的各类参数引入建筑结构模型之中，让结构设计优化工作获得可靠的数据支持，建筑设计者必须基于数字化建筑模型，分析各类因素与环境条件对建筑使用性能所产生的负面、正面影响，控制后期结构优化工作给建筑设计方案精确度带来的偏差，选择能够提升优化效果的函数与计量标准，在保证现代建筑的安全性、实用性的前提下，突出房屋结构优化设计工作的经济性，压低建筑工程成本，合理选择较为适宜的房屋建造结构、技术器材使用方式、建筑材料，结合具体环境条件，调整施工工艺，全面提升建筑建造效率。建筑设计师可基于数字化模型对各类变量进行精确计算，选择经过实践验证有效的计算方法，根据建筑的整体功能与住户所提出的质量要求，设计配套的数据分析标准，对主要的变量数据进行模拟运算，整合并深入研究基于模型和函数进行的数字化模拟活动的统计结果，发现建筑设计方案的潜在缺陷与固有优势，平衡能够对建筑质量产生影响的主要变量，把握各个建筑设计方案的技术含量、经济效益大小，对建筑的设计功能布局进行研究。
3.3优化建筑上部结构
建筑设计者必须基于数字化模型，选择正确措施优化系统设计方案，坚持合理性、科学性原则，优化建筑内部剪力墙结构的设计思路，让建筑内部剪力墙数量保持在合理范围内，控制剪力墙的建造方式，强化建筑结构的刚度、强度，减少各类安全事故发生的概率，让我国现代建筑有能力应对地震、泥石流、台风等自然灾害，防止发生墙体破裂、管道泄漏等问题，给广大住户提供一个较为安全的居住环境。建筑设计师应当保证剪力墙重量均匀地分布于楼层整个横截面上，使用钢筋混凝土制作的梁柱支撑剪力墙，让高层建筑中不同楼层的结构中心保持一致，突出建筑平面的刚度，建筑设计师可在保证建筑结构稳定性的前提下，调整剪力墙的水平方向和承重能力，处理好角度平衡性问题，强化剪力墙的延展性，根据现代建筑项目的整体质量要求、参数指标，对在现场搜集到的数据进行分析研究，争取满足工程的实际质量需求。
3.4优化整体设计方案
建筑业从业者必须针对具体的设计方案进行全面、深入的分析研究，调查具体施工现场的环境，对建筑工程的规模、质量、使用性能、参数标准进行准确定位，从整体角度入手对关键性技术设备的使用方式、资源调配机制进行规划，严格控制容易影响建筑建造质量的外部因素，如人工操作错误、建造工艺不合标准、原材料质量差等，做好配套的质量控制工作，对建筑结构设计方案进行反复核查，分析建筑的受力条件与结构稳定性，合理化控制各类建材的使用数量，避免浪费工程资源，消除可能存在的安全隐患。设计者必须根据质量要求简化大型建筑、高层建筑的内部结构，控制在建筑结构优化设计环节计算的误差大小，压低施工成本，确认与建筑结构设计相关的各类约束条件，如应力约束、尺寸约束、空间约束等，在建筑建造过程中将实际约束条件和建造规划中的目标约束条件进行比对，保证各个主要的约束条件符合基本要求。
3.5优化电气系统、排水系统设计
建筑设计者应当提升对电气系统设计优化活动的重视程度，在施工过程中主动使用耐久性较高、容易进行后期维护的材料建造电气管道，选择合理的导向安装方法，在墙体内部与楼板下方安装电气管线。在现代建筑工程建造活动中，部分电气管道必须穿过横梁，因此建筑设计者必须在设计方案中预留多个孔洞，为后续电气系统的施工工作提供便利，让梁体与墙体的宽度保持完全一致，避免电气管线暴露于墙体之外。排水系统是现代建筑中不可或缺的组成部分，建筑设计师必须根据建筑结构的强度、荷载能力、墙体厚度等因素对排水系统中的各类机械设备进行优化配置，科学设计从楼顶到地下室的排水系统，适当地根据住户要求扩大排水管道的尺寸，延长排水管道的长度，加固被排水管道横穿的楼板连接处，以此提升房屋建筑设计优化活动的实际效果。
4结语
建筑设计师应当在优化建筑模型的过程中选择具备一定影响力的变量参数，快速找到与最终设计目标相契合的数据，选择能够与各类具体条件相符合的函数，从房屋的具体施工条件出发，在保证建筑工程经济效益的同时，缩减建材用量，提升建筑主体的质量水平。
参考文献
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作者:王腾 单位:汉中职业技术学院
