时间：2022-02-14 17:17:20
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【关键词】房屋结构 设计优化技术 意义 问题 应用
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
0 前言
眼下，我国正处于科技和经济飞速发展的时期，人们对居住条件及生活环境要求越来越高，而对建筑房屋进行优化设计，使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是提高人们生活环境的关键因素。房屋结构设计优化技术注重实际，以工程建设的基本状况为出发点，以计划成本为控制为中心来进行的结构优化设计，其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学计算，来制定建筑工程结构设计方案。
1 房屋结构设计优化的意义
1.1结构优化设计可以降低总造价。进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如屋盖部分，一栋楼只有一个屋盖，并不会因为层数的增加而有所改变，它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用的，但是层数增加，传给基础的荷载将会增大，我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所降低，
但是却没有屋盖的效果那样明显。
1.2结构优化设计可以提高建筑结构经济性。与传统的结构设计相比，采用结构设计优化方法可以使建筑工程造价降低 6%- 34%。优化方法的技术性实现，可以最合理的利用材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，不仅可以实现建筑美观、实用，而且在造价方面也有较大的节省，达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的一般要求。通过使用优化设计手段，达到上述五个方面的最佳结合，符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求，也符合市场可持续发展的需求。
2 房屋结构设计中结构设计优化技术的问题2.1从现在的建筑结构设计工作来看，普遍缺少详细的勘察地质资料，只是简单的依据相临建筑的情况进行图纸设计。勘察施工场地的作用是保证科学的进行地基基础工作，并且达到最基本的安全保障。往往房屋设计工作人员只是把耐力数值控制到最小，就简单认为房屋建筑结构没有问题了，这种技术问题为房屋埋下了安全隐患。在对较软地基进行处理时，忽略了垫层换土设计，只是根据经验判断处理。房屋结构设计过程中，对于较软地基存在的安全隐患没有足够认识，单纯依据个人经验使用砂垫层强化承载力，对于其宽厚度缺乏精确计算，也造成了费用的浪费。
2.2在抗震房屋结构设计中，施工设计人员普遍认为六度设防可以看成是没有设防。为了方便受力分析，施工设计人员往往把柱体横截面较小设计，增加梁线的刚度，将梁设计成为铰支梁，柱体的抗压能力设计成轴心抗压。这种操作方法能够方便分析房屋结构的受力，但是针对整体的房屋结构安全带来了危险。忽视了梁与柱之间的弯矩约束，还有柱体的截面积较小，整个房屋结构一旦受力，抗弯能力明显不足，造成了梁底显现裂缝。2.3房屋结构设计承重能力时主要是通过楼板设计完成的，在房屋建筑时经常将一些没有承重能力的墙体安置在楼板山，之后还会这部分算在同等效果的荷载力范围内，楼板的配筋也会依据这个数据进行计算。除此之外，设计人员将立砖斜砌隔墙顶位置，造成楼板顶部出现裂缝。两个方向同时产生弯矩的双向板中的钢筋是要叠放并且要保持纵横方向，计算时应该依据双方向的高度。
3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用房屋建筑结构设计优化技术实践应用是当前建筑业非常关注的一个课题，目的在通过结构优化设计技术逐步改善房屋建筑的使用性能的基础上，提高经济性，大力降低工程成本造价。主要应用可以体现在以下几个方面：
3.1房屋建筑结构在设计中应遵循结构设计规范。房屋建筑结构优化设计的目的是追求适用、安全、经济、美观以及便利施工，因此，房屋建筑结构优化设计不但要求结构设计工程师有丰富的设计经验，也同时也要要对房屋建筑结构规范的条文有较为详细的了解，在房屋建筑结构设计规范的基础上，能够把自身的结构设计方案科学的融入到整个项目工程中。对于一些大面广的工程中，某些条文规定不可避免的的偏于保守，同时，也有些条文对一些特殊、复杂工程的设计工程条文安全性不足。因此，房屋建筑结构工程师在优化设计中，应该充分利用扎实专业知识与丰富的经验，对上述问题做出科学与正确的判断，从而能够把握设计，使设计成果逐步优化，不断创新。
3.2房屋结构工程师要积极主动参前期工程规划。房屋建筑结构工程师要积极主动参前期工程规划是实施结构优化技术的重点内容。因为，在在实际施工中，房屋建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析，相关房屋建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与逐步创新，使整个建筑的优化功能能够全部体现出来。
3.3涉及到房屋结构设计的各个专业应该相互协调与合作房屋建筑结构优化是一个复杂性的系统工程，涉及到的专业也很广，各个专业必须相互协调与配合。依据建筑学发展角度出发，现代建筑是综合性产品，包括建筑、结构以及设备等要素。因此，房屋建筑工程在工程实施中，应该大力加强分工与合作，将各个构成要素进行充分有机结合，为打造出完美的作品夯实基础。在房屋建筑工程项目设计中，最重要的环节是建筑设计与结构设计，只有将这两个环节充分结合，房屋建筑工程的实用美观大方效果才能充分体现，同时，房屋的建造结构受力更趋向合理性，大大降低了成本，简化了施工。但在建筑设计中，一些许建筑设计人员不遵循建筑的基本力学规律，过于注重设计方案创作的新奇性，导致这房屋建筑结构出现一些后遗症，因此，房屋建筑结构优化必须通过强化各个专业的合作与协调，才能够实现结构合理，成本降低。3.4房屋结构优化设计要将概念设计结合细部结构进行设计优化。概念设计即是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法，是通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。但是概念设计应用于没有具体数值量化的状况时，计算式不可避免与实际出现较大的差异，譬如在地震设防烈度就没与不确定性，计算式与实际差别较大，因此，房屋建筑结构在优化设计中，通过采用概念设计的方法，将数值作为辅助和参考的依据，同时设计人员在设计过程中还需灵活运用结构设计优化的方法。在整个设计过程中贯穿一种抗震设防的思想且以概念设计作为重点指导设计。同时在设计的过程中，注重优化细部的结构设计，譬如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。在选择钢筋型号时，充分考虑其极限抗拉力等。
4结语
关键词：房屋结构设计；建筑结构设计；优化
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: with the development of economy, improve the people's living standard, the building structure design of building structure in the design optimization is one of the effective ways of China's construction enterprises to achieve sustainable development. The paper discussed the optimization design of building structure design of building structure.
Keywords: building structure design; structure design; optimization
1.建筑结构设计优化概述
由于建筑工程所涉及到的内容非常丰富，建筑结构设计优化所包含的内容页比较丰富，从总体上来看，建筑结构设计的优化工作包括对房屋总体结构和分部结构优化两个大的内容，其中，在房屋建筑结构设计中的建主结构优化设计主要包括以下几个方面的具体内容，第一，房屋基本结构优化内容。第二，房屋顶部结构的优化。第三，房屋的维护结构、总体结构、细节结构等内容的优化设计。第四，要以房屋建筑的基本功能要求和舒适性要求为基础，对房屋建筑结构的造价进行控制，也就是要对“房屋的造价进行最优化设计”。
之所以对建筑结构设计进行优化是因为优化设计能够实现对有限的空间和资源进行充分利用，提高各种设备和材料的使用效率，尽量使优化结构下所建筑的房屋能够实现安全、可靠、经济、美观。相关研究统计数据显示，建筑结构的优化设计与传统设计相比能够节省5%～33%的工程造价，因此，在房屋建筑结构设计中要积极应用建筑结构优化设计技术，以推动建筑工程企业的常远发展，实现资源的充分利用。
2.常用的房屋建筑结构设计优化技术
常用的建筑结构设计优化技术有很多种，不同的优化技术产生的实际建筑结构设计效果也是不同的，而由于各种优化技术都具有自身的特征，对建筑工程的要求也不同，因此，在与房屋建筑结构相结合时就需要对房屋建筑工程的实际状况进行分析，而基本优化技术的应用分为以下两种。
2.1概念设计在房屋结构设计中的应用
概念设计技术指的是“设计人员根据设计的一般规律和实践经验，对房屋建筑结构设计的多种方案进行分析并优化选择方案的过程”。概念设计技术在房屋结构中主要应用在房屋结构布置、房屋结构的细节处理、荷载量的确定、参数选择等部分的设计中，在进行概念设计过程中设计人员要对房屋施工方案进行综合分析，从中选择出最佳的施工方案。
2.2概念设计在建筑设计中的应用
概念设计在房屋的建筑设计中进行应用主要目的在于提高房屋的抗震能力，应用在房屋的抗震性设计当中，如果房屋抗震性能差，在发生地震时则会造成重大的损失，因此，房屋建筑设计中的抗震优化设计就显得尤为重要。然而发生地震的随意性是非常大的，不同地区的地震等级、破坏能力等都是不同的，这就给房屋建筑设计中的抗震设计提出了更高的要求，相关数据的计算难度也非常大。概念设计是“综合考虑决定抗震性能的各种因素和造价因素，选择抗震性和经济性最强的方案。”因此，在房屋建筑设计中的概念设计优化技术的应用能够大大提高房屋建筑的抗震能力。概念设计优化技术在房屋结构设计中所应用的主要思想是“小震不坏、中震可修、大震不倒”，其实这种思想也是多途径设防的思想，多途径设防思想是指“在发生大地震时，先破坏房屋次要的结构，消耗地震能量，尽量保证房屋的主体结构不遭到破坏。”
3.房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略
房屋结构设计中的建筑结构设计优化策略是需要从不同的角度和方向来进行的，比如可以从节能环保角度进行优化设计、从信息化自动化角度进行优化设计等等，具体而言房屋建筑结构设计优化策略大致有以下几点。
3.1优化选择房屋建筑结构类型
不同的形式的房屋建筑结构类型是会产生不同的造价管理模式的，而在建筑结构设计中常用的结构类型有如下几种，第一，剪力墙结构类型。该类型主要应用于高层房屋建筑中，所依托的基础为混凝土结构施工技术，该种优化结构类型同“短肢剪力墙”结构类型相比就有抗震性能强、钢筋材料使用数量较少等特征。第二，框架结构类型。这种类型主要优点在于开间大、灵活布局、造价较低等优点，但是该结构类型也具有一定的缺点，柱的截面面积比较大，抗震能力相对较薄弱。第三，“框架—剪力墙”结构类型。这种类型的结构是对剪力墙和框架两种结构的优化组合，其能够综合以上两种结构类型的优点，结构布置比较合理，实际应用能力也比较强，该结构的最突出特点就是抗侧力能力比较强。
综上所述的三种房屋结构类型，无论是哪种都会有优点和缺点，在进行结构类型选择过程中一定要从建筑质量和建筑成本两个角度出发优化选择，对于建筑质量一定要符合业主和相关标准的要求，而对于建筑成本控制来说，要对房屋建筑工程的投资水平和施工单位的实际施工能力等进行分析和选择，最好是实现利益均衡。
3.2积极应用信息优化技术
在房屋建筑结构设计中存在的变量比较多，房屋建筑结构的优化造成了一定的障碍，因此考虑到房屋建筑结构中存在的各种复杂因素，在优化设计中就应该积极应用先进的信息技术，比如应用一些参数定义软件，这样就能够有效的减少房屋建筑结构优化设计中设计者的工作量，提高工作质量和工作效率。
3.3节能结构设计的优化
节能结构设计的优化是需要以绿色建筑理念为基础，并积极应用设计学中的方法。首先，优化布局和表面形状。布局就是指建筑的主要朝向，受到我国气候条件的影响，为了保证房屋的阳光照射量的通风良好，房屋的朝向尽量要朝南。表面形状的优化就是要保证所设计的房屋建筑外表面积不要接受冷风的直接朝向，这样就能够减少热能的消耗，起到节能效果。其次，维护结构设计。维护结构主要指的就是门窗和屋顶，对于门窗而言，在房屋朝南的方向所设置的门窗要尽量要大和多，这样能够最大限度吸收阳光辐射，朝向北的就要减少门窗，防止热量的流失，材料也要选择保温效果好的。屋顶的设计可以采用架空的方式或者是铺设循环水管，夏天降温冬天保暖。
4.结语
从以上的分析中我们看到了房屋建筑中结构设计的优化是需要综合进行的，虽然本文简单的提出了三点优化策略，但是在实际应用中，不同的房屋建筑工程特征所要求的优化方式也是不同的，还需要设计人员在优化设计之前对房屋建筑工程实际状况进行深入了解。
参考文献
[1]翁维素.运用系统思想，优化工程结构设计，实现节约目标[J].河北建筑工程学院学报.2008（03）.
[2]侯贯泽，刘树堂，简国威.工程结构优化设计理论与方法[J].钢结构.2009（08）.
【关键词】房屋结构；设计优化；设计方案；分析
1引言
根据我国的房屋建设成本构成分析，土建成本占有很大的比重。土建成本很大程度上取决于结构设计人员对设计理念和科学设计的合理把握。房屋结构设计人员应严格遵守建筑结构设计规范中“安全适用、技术先进、经济合理、方便施工”的原则，精心设计出令建设单位满意的作品。现代建筑科技成果的应用可以降低项目成本，实现经济效益。采用优化设计技术比较选择出合理的设计方案更进一步降低了项目总开支，而且正发挥着越来越重要的作用。结构优化设计技术可以使设计者从被动分析转变为主动设计。与传统设计相比，采用优化设计技术可以降低土建造价的10%～30%。优化设计技术可以使建筑材料的性能得到最合理利用，使房屋内部结构得到最佳协调，使设计理念得到最大限度展现。同时，还可以对总体设计方案中存在的薄弱环节做出合理的预估。优化设计技术是实现设计目标的有效途径。
2结构设计优化技术的方法及应用
2.1结构设计优化技术的方法。结构优化设计是结构工程与运筹学、经济学与管理科学的综合应用。一名优秀的房屋结构设计师在达到设计目标过程中，努力协调各方面条件的制约，以期找到最佳的解决方案，即优化设计。从20世纪初开始直到20世纪60年代，不断有人尝试做一些优化设计方面的系统研究，但效果不是很明显，主要原因是受限于数学力学计算手段的效率低下。从20世纪60年代开始，电子计算机在土木工程领域逐步得到了广泛的应用，尤其是计算理论的不断完善和设计软件的快速发展，为结构优化设计的快速发展提供了丰富的物质基础。例如，仿生学方法的发展为结构优化设计提供了借鉴意义，有限元分析软件的发展为结构优化设计提供了可靠的计算手段。一般而言，结构设计优化技术主要包括直观优化、准则法优化、数学规划优化、仿生学优化、系统优化、模糊优化、灰色优化、自动优化、智能优化等方法。
2.2结构设计优化技术的应用。在各种房屋类型中，结构设计优化技术的应用在住宅结构优化设计中体现最为明显。住宅结构优化设计包括结构体系方案的优化设计、竖向承重构件布置的优化设计、围护方案的优化设计、楼盖结构方案的优化设计等内容。结构体系选择框架结构还是剪力墙结构、竖向承重构件的布置合理与否、围护方案采用空心砖砌体还是轻质隔墙材料、楼盖方案采用现浇式还是装配整体式等不同方案的选择直接导致设计目标的各项指标有很大的差别。房屋结构优化设计通过比较选择各种设计方案，力求项目综合经济效益最大化。
3房屋结构设计优化技术体系构成理论分析
狭义上的结构设计优化通常是指直观优化，它是工程经济学中的一个论点。直观优化又分为选择性优化和直觉判断性优化。前者是根据有限的几个选项，设计师经过初步分析，结合设计指标选择最优的解决方法；后者是根据设计师的经验和直觉知识判断和选择的优化分析方法。直观优化方法是一种重要而简单的方法，但它依赖于设计者直观知识的普遍性、逻辑判断能力和丰富的设计经验。结构分析计算软件在房屋结构设计中的广泛应用，将设计师从枯燥乏味的力学公式中解放出来。随着现代建筑的体量越来越大，楼层越来越多，优化设计可以大幅度减少项目总开支，避免不必要的浪费。结构设计人员在设计过程中，应在理论知识和实践经验的基础上，注重概念设计，充分了解各种方案的优缺点，从中优选最经济合理的设计方案。所谓的概念设计，是指在特定的建筑空间和环境条件下，用概念性近似计算方法从宏观上把握结构设计中的基本问题，迅速有效地选择与建筑功能需求相协调的结构体系方案。结构设计优化的核心指导思想是提高结构布置方案的合理性，避免不必要的浪费。但这并不意味着剪力墙结构一定比框架结构好，也不意味着房屋竖向承重构件越少越好。结构设计优化首先要满足一个前提条件，那就是安全要求。脱离了安全要求的结构设计优化都是伪命题。在众多影响房屋结构安全的因素中，地震是一种突发式的自然灾害，能瞬间给人们的生命财产造成严重的危害，因而规范规定房屋必须进行抗震设计。满足了安全要求后，结构设计优化的目标就很明确了：把项目土建成本压缩到最低。由于结构设计人员水平的参次不齐，即使对于同一个确定的设计方案，各个结构设计人员完成的设计方案的土建造价也有差别，更别说不同的设计方案了。这时，就需要房屋结构设计人员利用结构设计优化理论对项目各种设计方案仔细斟酌，不断进行横向和纵向上的比较选择，优选出一个令各方都满意的好作品。
4结语
本文对结构设计优化技术的方法和应用进行了介绍，同时对结构设计优化技术体系构成进行了一定程度的理论分析。房屋结构设计人员应结合项目的实际情况，运用结构设计优化技术对项目设计方案进行优化，避免不必要的浪费，降低项目土建成本。
参考文献
[1]黄襄云，周福霖，金建敏，罗学海.多层隔震与非隔震框剪结构振动台对比试验研究[J].建筑结构.2007（08）.
【关键词】砖混房屋；结构设计；温度裂缝；防裂措施
一、产生墙体裂缝的原因及防治对策
砖混结构顶层墙体产生裂缝， 是由于屋面长时间受阳光辐射， 其温度较墙体高出许多， 在炎热的夏季， 屋面温度是墙体温度的两倍左右， 且在相同温度条件下， 钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的两倍， 这就使屋盖变形要比墙体大得多。屋盖在变形过程中， 产生了很大的推力， 作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋盖的接触面受剪， 剪力与屋盖.挑檐或女儿墙的垂直压力， 构成墙体双向应力。当主拉应力大于墙体抗拉强度时， 墙体就会出现裂缝。沿墙体分布的剪应力大致为两端最大， 中部为零。由于端部的正应力较小， 其主拉应力接近于剪应力， 则可能引起斜裂缝， 在窗口， 门口处由于应力集中， 易产生裂缝， 由于屋盖对圈梁的推挤作用， 圈梁下的砖砌体易出现水平裂缝。
1.地基不均匀沉降裂缝。地基不均匀沉降裂缝的原因分析：地基是房屋荷载的最终承受者，其应力受深度而扩散，应力中间大，向两端逐渐减少。即使地基地层分布均匀，应力分布却不均匀，从而产生不均匀的沉降。当沉降失去约束，某一处就会形成应力集中，产生大于周边的沉降，超过设计允许值范围时，房屋就会出现裂缝。墙体裂缝产生与房屋长高比有关，与地基的结构构成有关，与地质受力应力分布曲线有关，也与房屋高差和载荷差异密切相关。
地基不均匀沉降引起墙体裂缝的防治和控制。首先要加强地基勘测，对较弱不均匀地基进行加固处理，对地基的处理要与上部结构综合考虑。常见的地下处理方式有：夯实.打桩.换土等（如端承桩.摩擦桩.爆扩桩等）。其次对上部建筑进行设计处理，如：改变建筑体型，简化建筑物平面，合理设置沉降缝。最后对上部结构进行结构设计处理，加强房屋整体刚度（如增设圈梁.横梁.采用箱形.筏式基础等）以及采用柔性结构，轻型结构等。
2.温度应力产生的裂缝。温度应力产生的裂缝原因分析：热胀冷缩是建筑材料固有的特性。房屋结构受周围环境温度变化影响，会产生热胀冷缩的变形，当结构受到约束后，变形不能复位，则结构必然会产生温度应力，当温度应力的数值上升到能使砌体结构遭到损坏时，墙体就会产生裂缝。温度应力是墙体产生裂缝直接原因之一，而防止温差裂缝就在于降低温差，释放应力，使变形在一定范围内得到约束或释放，以避免持续发展形成裂缝。
温度应力产生的裂缝控制措施。合理设置伸缩缝，将变形在一定程度内自由释放，以避免产生附加应力；避免楼面错层和伸缩缝错位；加强屋面保温.隔热措施，采取蓄水屋面或种植屋面；油毡夹滑石粉或铁皮将屋面板和墙体隔离，并在女儿墙根部合适空隙，使其有自由伸缩的能力与余地；对女儿墙设构造柱，加强结构刚度，提高抗拉强度等技术措施。
3.砌体干缩裂缝。砌体干缩裂缝的原因分析：任何材料都有干缩湿胀的物理现象，不同材料的干湿变形值不同。普通混凝土砌块，用干硬性混凝土机械振压成型，水灰比小，水泥用量小，一般强度较高，干燥收缩值可控制在0.4毫米/米以内；而轻集料混凝土砌块和蒸压加气混凝土砌块，由于采用的集料成分不同，砌块的毛细孔不同，含水率与失水收缩值不同，干燥收缩值一般在0.26毫米/米至0.99毫米/米之间。
不同的砌体材料，它的干缩变形的值是各不相同的，不同工艺制作生产的砌块材料，其砌块的干燥收缩值的变化差异也较大。
砌体干缩裂缝的控制措施。为有效控制砌体干缩裂缝，可采取以下措施：一是在砌体材料的选择方面，用于外墙的普通砌块，密度不大于1300千克/立方米，干燥收缩值不大于0.3毫米/米，抗压强度不小于7.5MPa；用于内墙的普通砌块，密度和干燥收缩值指标同外墙要求，抗压强度不小于5MPa。二是面积较大的墙体采用在墙体内增设构造梁柱的构造措施。如墙体长度超过5米，可在中间设置钢筋混凝土构造柱；当墙体高度超过3米（≤120厚墙）或4米（≥180厚墙）时，须在墙高中间处增设钢筋混凝土圈梁。三是严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期，不足28天的不得进入施工现场。四是分别掌握各种砌块上墙时的含水率。一般的小型砌块含水率高，水分蒸发而引起的收缩值大。
4.施工操作不当引起的裂缝
通过对出现裂缝的墙体进行解剖分析，发现不少墙体裂缝的出现是由于施工操作不当引起的，主要有：灰缝不饱满，砖块干砌.瞎缝；使用断裂砖块；砖块早期受扰动；接槎不合理；预留洞口填塞不严等。
控制措施：加强工人砌筑知识的教学培训工作，只有工人掌握了正确的砌筑方法，才能从根本上保证砌体的工程质量；加强施工现场正确指导，对砌筑分项工程制订行之有效的技术保证措施，严格按施工规范和施工规程的有关规定要求进行施工，及时纠正操作不善的现象；认真落实“自检.互检.交接检”的三检制度和“上道工序不合格不允许进入下道施工工序”等制度，严把工程质量关。
二、结构设计中存在的问题分析
1.建筑物顶层端部剪应力与温差成正比， 与水平阻力系数.材料弹性模量.建筑物长度等呈线性关系。控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素， 因此用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。控制裂缝应综合考虑有关因素， 采取行之有效的措施。结构设计考虑强度计算.抗震结构措施多。控制温度应力的措施少， 在住宅楼顶层端单元内.外纵墙出现裂缝较普遍， 不可否认， 结构设计未采取措施或措施不力， 是形成墙体裂缝的重要因素之一。
2.砖混房屋长度过长。规范规定总长超过 50 m 应设伸缩缝， 有的房屋超过较多而未设， 也未采取其它措施。
3.构造柱是增强建筑物整体性， 抵抗地震作用的重要构造措施， 过去不少设计， 构造柱的设置只考虑符合抗震规范， 不考虑实际已存在的温度应力， 认为温度应力在规范上未明确规定计算方法， 不考虑也不能算是设计错误。
4.采用砖.砂浆强度等级， 越到顶层越低， 有些建筑物低部几层采用 MU10 级砖.M5 级砂浆， 而到顶层则为 MU7.5 级砖.M 2. 5 级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑， 对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少
三、预防措施分析
1.为增强外纵墙及内纵墙的抗剪及抗拉能力， 控制裂缝出现， 外纵墙厚度宜采取 37mm， 内纵墙厚度宜采取 240mm。增加墙的厚度后， 圈梁和构造柱仍占一砖墙厚， 使圈梁.构造柱不暴露在大气中， 有利于控制温度应力引起的墙体裂缝。在房屋端部一间的内纵墙尽量不开高窗， 如非设不可， 亦宜使窗口尽量减小， 房屋的长高比不宜太大， 以保证房屋的整体刚度， 并使长度控制在温度变形允许长度之内。为减少屋盖与墙体的温差， 可在屋面上增设架空隔热板， 其减小温度应力的效果十分明显。
【关键词】建筑工程；房屋结构，设计优化
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：
随着人们物质生活的不断丰富，物质享受质量标准的不断提高，对于房屋质量及结构设计的要求也越来越高。这就导致房屋建筑工程作业难度不断加大，同时也对房屋结构设计工作提出了更高的要求，因而为了确保房屋结构设计满足人们的要求，作为新时期背景下的房建设计企业必须加强对房屋结构设计进行不断优化，从而实现企业追求经济效益最大化的目标，达到提高企业市场适应力与竞争力的目的。基于此，本文正式结合这一背景和自身工作实践提出了的以下几点看法。
1.房屋结构设计的优化重要性
现阶段，我国社会经济急速发展，人们的物质生活不断丰富，物质享受质量标准也在不断提高，对于房屋质量及结构设计的要求也越来越高。对房屋结构设计进行不断优化，能让房屋结构更美观、适用、经济以及安全，这已经成为当前改善人们房屋居住条件的重要手段。房屋结构设计优化主要就是根据工程实际情况，通过将工程成本的合理计划作为重点进行结构优化设计，主要就是利用建筑结构与系统的结构方案及系统结构维护方案等阶段，以此做出工程相关的结构优化设计模型，而后通过对各种不同变量参数及各种不同影响因素的综合考虑，从而确定出最佳房屋结构设计优化方案[1]。
房屋结构设计的优化重要性主要体现在以下几方面：第一，增强了建筑经济性，有利于抗震，节省装修成本，增强了荷载能力，提高了企业经济性能。第二，降低了工程总开发成本，节约了占地面积，根据相关数据表明，进行房屋结构设计优化能有效降低工程总开发成本的四分之一左右，还能更加合理利用建筑施工材料，能让建筑内部结构及不同建筑单元之间更协调，极大增强建筑结构设计的经济性。
2.房屋结构设计的优化的内涵
房屋结构设计的优化的内涵就是通过对结构设计的调整让其与建筑美观相互协调配合，从而建造出赏心悦目的建筑。当前人们对建筑结构设计的要求就是美观、适用、经济以及安全，而进行建筑结构设计优化就能很好的满足这一要求，让建筑更形态更美观、造型更优美、结构更安全、合理、经济，创造出最符合人们心中居住的房屋。房屋建筑结构设计优化主要包括房屋分部结构设计优化和房屋结构总体设计优化两方面。其中房屋分部结构设计优化又主要有：基础结构设计方案的优化、结构细部设计的优化、屋盖系统设计方案的优化、围护结构设计方案的优化。在实际进行房屋结构设计优化时，必须做到实事求是，结合房屋自身具有的特点及建筑工程实际情况，对其整体利益进行全面综合的考虑，从而制定出最佳结构设计方案。房建设计人员进行房屋结构设计时，应选择最优设计方案，以此满足设计目标，并且确保设计的房屋平面布局是合理的、规则的，以便降低刚度与质量之间的差异，从而最大程度降低房屋的水平荷载。与此同时，在进行房屋结构设计时。必须尽可能避免房屋纵向空间中出现转换层，从而有效确保房屋的应力不会集合在一起[2]。
2.1结构设计优化模型
结构设计优化就是利用建筑结构与系统的结构方案及系统结构维护方案等阶段，通过对各种不同变量参数及各种不同影响因素的综合考虑，选择主要参数，以此建立工程相关的结构优化设计模型，最后采用有效的方法确定最优结构设计方案。进行结构总体设计优化时的大致流程有：第一，合理选择设计变量。一般情况下设计变量的选择，主要是选择对设计要求产生极大影响的参数，而后把涉及参数根据具体作用进行针对性地区分，对设计变量影响较低的参数一般作为预定参数，采取该方法能有效降低计算编程工作量。第二，科学确定目标函数。通过对函数的应用找出符合条件的最佳结构设计优化方案。第三，正确确定约束条件。设计时，必须确保确定的约束条件均达到相应的规范要求。
2.2结构优化计算方案
结构设计优化受较多因素影响和限制，所以计算方法也具有特殊性。这种特殊性使得设计人员在计算时，常常将其限制因素转变成无限制因素。一般情况下，主要采用符合型算法、乘子算法、Powell优化算法等计算方法。采用这些计算方法不仅方便而且精准性高，只需利用计算机对这些计算方法进行编程，就能得到最科学合理的最佳结论[3]。
3.房屋结构设计优化技术应用
3.1概念设计在房屋结构设计优化的应用
当下的建筑设计中，能充分展示设计思想的重要因素就是概念设计，因而作为设计人员，在一个特定的空间内，利用整体概念进行总体设计方案的确定是设计工作中最为重要、关键的事情，并正确处理建筑中结构与构件、结构与结构间的关系。设计人员开展概念设计工作时，必须具备丰富的建筑经验基础，且经验越丰富，设计作品就会更成功，这样才能为概念设计工作的顺利开展与完成奠定坚实的基础。由于建筑结构组成的复杂性，即使在一样的设计方案中，其结构组成设计也会具有较多变化，就算是已通过内部结构设计确定的建筑，其不同的分析方法也会出现不同的结果。且上述问题无法利用计算机进行解决、完成，这就对相关工作人员提出了更高要求，要求其自行进行判断及处理。但是工作人员作出的判断及处理必须基于遵循相关的规律为前提，而后结合自身工作实践经验及工程实际，得出最后的结果，这就是所谓的概念设计。
3.2概念设计的重要性
设计勘察是工程的核心，质量的根源。只有优秀的设计，才会有优质的工程。专业的结构设计人员必须具备丰富的工作实践经验和专业的设计理论，以便在进行概念设计工作时，能更为迅速、有效的选择与确定结构体系，同时还应与建筑工程人员相互交流、配合，共同确定建筑总体结构体系，以便使设计方案概念更清晰、定性更正确，以从而为设计方案的最优化及工程施工的顺利进行奠定坚实的基础。
概念设计能帮助建筑结构降低受自然和人为因素的影响程度。为了实现这一目标概念设计将面临极多的问题，因此，设计人员就必须充分考虑外力因素的影响，并将其纳入设计内容。外力因素中，地震是较为常见的，地震发生没有规律，且破坏性极强，因而在设计时必须充分考虑地震的破坏性带来的影响，并将其纳入设计内容中，从而采取针对性地抗震措施，并尽可能清除对抗震措施的实施带来的不利因素[4]。
4.结语
总之，本文通过提出的几点看法对房屋结构设计的优化进行了分析与探讨，具有非常重要的意义。优化房屋结构设计是当前房建设计企业实现经济效益最大化，提高企业市场竞争力的有效手段，因此，作为新时期背景下的房建设计人员必须努力提高自身的综合能力与素质涵养，以便为房屋结构设计优化工作的顺利进行奠定坚实的基础，从而促进企业升级和转型，促进建筑行业的可持续发展，
【参考文献】
[1]郑智垚，乐肖军.结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].中国新技术新产品，2011，04：98.
[2]张文朝，孔露露.房屋结构设计中结构设计优化技术的应用[J].中国城市经济，2011，14：179.
[关键词]房屋结构设计；建筑结构；优化设计
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0261-01
1 结构设计优化理论内容
房屋建筑结构的优化实际上就是通过设计实现房屋最大化利用率，促使其功能充分发挥，在保证建筑稳定的前提下，将建筑结构进行有机结合，使其既独立，又能够相互联系成为一个整体，这也就是说明优化建筑结构，也就是整体结构的优化，它与以往的结果设计相比具有一定的显像优势，它不仅能够保证促使建筑结构更加稳固，更能在满足社会实际需求的同时，体现设计美感，将设计中的现代元素融入建筑结构中，这样房屋建筑就既能保证质量，又能体现美观性。
2 结构设计优化的主要作用
2.1 降低建筑成本
将结构优化技术和传统结构设计对比发现，前者不仅在成本方面取得显著改善，还在质量层面获得显著效果。对于高楼层和多层楼层，在实际建设过程，其中楼层越高，则层数也越多，且楼层面积越大所对应的占地面积却不太大，显著缩减了工程成本，但所面临的难度下述较高，除应权衡楼层距离，也应思量房屋承重。而多楼层用户无需考量这一问题，占地面积相对偏广。同时，建筑成本的提升表明建筑面积出现了不必要的浪费。从这两者进行考量，建筑商一般价位倾向高楼层方案，既节约成本还提高利益，进而对房屋结构提出了全新的要求。
2.2 结构设计优化的呈现
着手房屋结构设计活动时，除应思量房屋的主要作用和基本安全，也应保证房屋外观理想和美观。在房屋设计优化中，最主要的问题便在这里，借助最直观方案美化房屋，且安全可靠。而这对房屋设计师也提出较高的要求，在确保建筑可靠的基础上，从视觉上呈现出一种美感，为此，在具体的设计工作中，设计师需积极创新，依托平面设计图融入一些新颖的想法，让平面尽可能做到整齐与可靠性，全面缩小质量中心和刚度中心之间的差异，以此来让建筑基于高承压作用也不会出现扭曲形。
3 建筑结构设计优化方法需遵循的原则
3.1 舒适性原则
建筑房屋本来就是人们的生活和居住的重要场所，其最终的目的就是满足用户的各种需要。因此在房屋结构设计中应用建筑结构优化方法，应遵循舒适性的原则。将用户的需求放在房屋设计的第一位，广泛的收集和总结各种用户对房屋设计的不同的功能需求，尽可能提高房屋建筑的服务功能。比如采用大开间的剪力墙结构设置，以方便用户日后对房屋进行分隔和改造。
3.2 经济性原则
房屋结构设计要根据建设场地和用户的需求，确定房屋的层数、房屋设计的外观形状以及内部结构构造，并在满足安全性和舒适性的前提下，采用最佳的结构体系设计方案，严格规范房屋设计的相关标准，最大程度的降低材料损失，提高资源的利用率，以实现节约成本的目的。
3.3 绿色环保性原则
现代社会追求经济建设与环境保护的和谐统一，在工程建设中引入了绿色建筑理念，并以绿色环保性原则作为各个行业生产发展的重要约束和规范条件。因此，在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，应始终遵循绿色环保的原则，选择环保型设计和建设材料，将保护环境纳入房屋结构设计方案中，提高设计人员的环保意识，突出环保设计的重点，最终实现房屋结构设计的绿色环保目标，以促进房屋结构设计的可持续发展。
4 建筑结构设计优化方法的应用
4.1 房屋设计中的应用
在进行房屋建设之前，需要根据建设的需要对相关要素和内容进行优化，比如对设计工程造价的优化，房屋建设需要耗费大量的材料和资金，利用建筑结构设计优化方案，综合考虑房屋建设的各种影响因素，并确定相对标准的设计要素指标，严格控制房屋设计中的成本，最大程度的降低房屋建设投资，为建设企业赢得更丰厚的经济和社会效益。
4.2 在房屋细部结构设计中的应用
在房屋细部结构设计中引入建筑结构设计优化理念，对各种数据指标进行计算核对，降低或者是避免误差的存在，提高房屋结构细部设计的有效性。利用建筑结构设计优化方法对房屋结构细部设计进行指导和规范，以降低房屋细部结构出现裂缝以及断裂情况的发生几率，全面提升房屋细部结构设计的稳定性和安全性，切实保障整个房屋结构的质量。
4.3 在房屋基础结构设计中的应用
桩基是房屋基础结构设计中的重要组成部分，对于提高房屋结构稳定性具有重要的作用。将建筑结构设计优化方法应用于桩基结构设计，可以合理选择桩基的类型、长度以及施工技术工艺等内容。对房屋基础结构设计中的各种影响因素和内容进行全面的控制，切实保证房屋基础结构设计的科学性。
4.4 在房屋上部结构优化设计中的应用
房屋的上部结构进行优化设计，尤其是以剪力墙为主体结构的房屋的上部结构进行设计优化时，需要合理的布设剪力墙，确保剪力墙的质量。因此需将对称楼层的平面刚度中心点与楼层的结构重心相重合，以此来削弱地震及风力等外界作用对房屋上部结构的影响。并且为了满足用户日后的房屋内部空间改造的需求，尽可能应用大开间的剪力墙构造，增加剪力墙的强肢长度，以达到减少剪力墙数量和混凝土使用量的目的。
4.5 房屋结构阶段性优化设计中的应用
房屋结构设计是一项系统性的工作，在不同的阶段其结构设计具有不同的特点。因此，在应用建筑结构设计优化方法时，应切实考虑到房屋结构设计阶段的差异性，正确处理技术与经济的对立统一，结合当下的情况对房屋结构设计进行优化，以实现延长房屋寿命、提高经济效益的目的。
5 结语
总结全文可以得知，其对于房屋结构设计的作用是无法取代的。因此，选择合理的优化方案能够保证房屋建设在达到相关建设标准要求的基础上实现经济最大化。建筑结构的设计优化是一个相对复杂的概念，只有不断的加强研究和分析才能够更好的实现其在现实生活中的运用。文章在对建筑结构优化设计过程以及问题等多方面分析角度下，希望能够给相关的设计人员带来一定思考和启发，从而提高建筑结构的优化方案设计，实现房屋建造的安全性以及稳定性。
参考文献
[1] 周汉杰.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），2014，01：117.
[2] 范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].鸡西大学学报，2014，08：23-25.
关键词：结构设计优化；房屋结构设计；应用
1. 结构设计优化概述
1.1意义
相较传统结构设计而言，结构设计优化能够大幅降低房屋建筑的工程造价，降低幅度甚至高达25%；结构设计优化能够充分发挥材料的性能，使房屋结构各组成单元实现有机协调；结构设计优化能够为建筑整体性方案设计提供科学的决策。总而言之，结构设计优化的有效应用，能使房屋结构设计更加适用，更加安全，更加经济，更加美观，更加便于施工。
1.2原则
结构设计优化的意义在于充分发挥材料性能，实现各构件以及各设计专业的最佳配合。它不仅具备了传统设计方案所要求的安全性，也充分体现了如今社会所提出的价值学及审美学特点。结构设计优化是一个不断提高结构设计水平的过程。结构设计优化过程中，不应该降低对结构安全度及抗震性能的要求，而是使房屋建筑物在整体上更为协调，不仅实现成本方面的降低，还要实现安全方面的提高。
1.3要点
1.3.1遵循结构设计规范
结构设计优化给设计人员提出了较高的要求，既要求他们经验丰富，又要求他们熟悉并遵循相关的结构设计规范。规范由于面向大众工程，因而，在某些规定上会较为保守。另外，对于某些复杂结构设计而言，有些规定并不安全。因此，在具体操作过程中，设计人员要予以判断、把握和优化，从而促进结构设计质量的进一步提高。
1.3.2加强各专业之间的协作
结构设计优化是一个复杂而系统的工作，需要多专业密切协作。在房屋建筑建设过程中，建筑设计和结构设计是两个最为关键的环节，二者有机结合，一方面能够提高外观效果，另一方面能够降低工程造价。在某些建筑设计中，设计人员为了突出方案的新奇效果，至建筑基本力学规律于不顾，给后续的结构设计造成了诸多困难。所以，只有加强各专业之间的协作，才能实现结构设计的合理化。
2.房屋结构进行优化设计的措施
对房屋结构进行优化设计，其目的在于合理降低工程造价的成本费用，同时为房屋的落成后的总体经济效益提供基础条件，结合实践设计经验，笔者提出了以下三点优化措施。
2.1 选择节能指标较高的结构类型
选择不同的房屋结构形式，也就相当于选择了不同工程造价的建设模式，最为常见的结构设计模式有如下三种：1）剪力墙结构，该种结构形式一般适用于高层建筑，是混凝土结构技术规程的进一步延伸。相较短肢剪力墙而言，该种结构形式拥有更高的抗震级别，另外，在构造钢筋使用数量方面也较少；2）框架结构。不仅具有大开间的特点，而且具有布局灵活的优势，还具有造价成本较低的优点，其缺点是抗震能力不强，由于柱截面较大，容易形成的柱角等凸出，给家具布置带来了诸多不便；3）框架一剪力墙结构。该种结构是指将一定数量的剪力墙有机地融入到框架结构中。该种结构合理大方，具有较强的适用能力，可以承受各种不同的变形压力，经实践证明是一种抗侧力较好的结构。
上述三种结构模式各具优缺点，所以，在选择结构模式的过程中，不可以片面地认为所谓科学合理的方案指的是造价最低的方案，除此之外，应根据房屋业主的具体需求，还有建设单位的投资水平以及施工能力等各方面条件对结构类型的选用展开综合分析，追求将投资与收益之间的最佳平衡，换而言之，以工程客观条件为依据，选择最为合适的结构模式。
2.2 结构设计信息优化技术
对房屋建筑结构进行设计的过程中，将会受到多种设计变量条件的影响，所以，采用单一的方法对结构优化进行优化，是很难做到的。考虑到房屋结构设计本身所具有的复杂性，需要研发一种既简单又实用的参数定义优化软件，从而减轻设计者进行结构优化时的工作压力，以实现精力及时间的节省。目前，房屋结构优化领域较为常用的系统是TBCAD系统。该种系统是针对结构方案设计、建模、 分析以及评估等步骤为一体的成本控制软件系统。该种系统能够对结构方案设计进行一定的指导，帮助方案在实现人力、物力以及财力等各项资源的最优配置。系统的信息通常被分成两个时间段进行优化，第一个时间段是通过对材料的分配调整，利用最少的混凝土用量以达到侧向刚度的最低要求，该时间段中，系统的目标函数是混凝土的使用量，而结构构件的断面大小则被视作设计的变量。 第二个时间段将会对构件的强度进行优化，通过对构件结构的断面大小以及钢用量的适当调整，只需要相对较少的结构造价便可实现构件的强度要求。
2.3 各种功能结构的优化设计内容
结构抗震的经济化设计，通常针对高层房屋建筑展开。在高层建筑结构总体造价中，水平荷载结构造价占了非常大的一个比例，所以，在抗震结构设计中，造价控制的关键之处在于抗侧力结构的设计。值得注意的是，当建筑物层高增加之后，抗侧力结构的造价也会随之增加。所以，应该针对抗侧力结构展开优化设计，从而确保造价方面的优势。上文已经对常见结构形式进行了一定阐述，虽然每种结构形式都具备一定的抗震性能，但所达到的经济效果却存在很大的差异。所以，设计人员对房屋结构进行设计时，应该深入了解并掌握各种结构模式的抗震性能以及经济指标，既要把握好房屋的体型，也要把握好房屋的结构体系，还要把握好房屋的刚度分布等，针对抗震的薄弱环节展开一系列的抗震构造改善措施，尽可能地降低抗震结构设计的实际成本。
3.结构设计优化理论在房屋结构设计中的合理性评估
房屋建筑工程的设计方案，从总体角度分析，包括各种各样、种类繁多的结构设计和布置。当房屋结构被确定之后，即便载荷相同，也仍旧有诸多不同类型的分析方案可供选择。另外，在具体的分析过程中，不管是设计载荷、材料，还是参数的取值都有可能发生一定的变化。房屋建筑工程在细部处理方面也存在很多差异。上述这些问题仅仅凭借计算机设计优化是难以有效解决的，需要人工辅助分析，对各项设计及相关数据取值进行合理性的评估，当然在评估过程中，应遵循结构优化设计的内在规律，更为稳妥的做法是结合工程设计施工经验有目的、有步骤地实施判断。由此可见，概念优化设计具有两层含义，一是设计师从若干备选方案中择取最优，二是对既定的方案进行修饰美化[7]。
4.结语
结构设计优化是一个复杂而系统的工程，需要相关人员通力合作，采用正确的结构设计优化方法，并应用到具体实践中去，从而最大限度体现结构优化的价值，提高结构安全度和抗震性的同时，有效降低工程造价。
参考文献：
[1] 隋国龙. 优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].中国新技术新产品. 2011（03）.
[2] 卢建勇. 如何搞好房屋建筑结构的优化设计[J].中国房地产业. 2011（03）.
[3] 张文朝，孔露露. 房屋结构设计中结构设计优化技术的应用[J].中国城市经济. 2011（14）.
[4] 佟月强，郝明. 试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科技与企业. 2012（08）.
