严焕光
身份证：440602197909061518
摘要：现代房屋建筑的结构和形式不断更新，建筑功能也在不断扩大和完善，为了更好地保证和发挥多功能的优势作用，现代建筑的结构设计需要不断优化，以提高建筑质量，促进现代建筑产业的发展。阐述住宅结构设计优化的主要目的和目标，重点分析现代住宅结构设计中应用的主要优化方法，并结合当前结构设计优化中存在的问题提出了相应的建议，希望能进一步提升房屋建筑结构设计方案。房屋建筑结构是决定房屋整体质量的关键所在，现代化房屋建筑不仅能满足居住要求，还能满足人们更多的需求，功能性更强。所以，针对现代房屋建筑的发展形势，加强结构设计优化技术的应用，不断优化和完善建筑结构，确保住宅建筑的总体标准符合时代要求，提高住宅建筑的安全性、经济性和环境保护。在这方面，重要的是加强对住宅结构设计优化技术的研究。
关键词：房屋建筑;结构设计;优化技术;
一、对房屋建筑结构设计进行优化的特点和意义
1.1优化的特点
对房屋建筑结构的设计不断进行调整优化要从建筑整体的功能出发，系统性较强，同时，在优化过程中又要兼顾各种功能和要求，所以优化过程也极为复杂。通过对结构设计进行优化，保证建筑内部的各结构能实现密切的关联，在保证房屋质量和功能的基础上，有效降低成本，从而有效地保证房屋建筑经济性、安全性及功能性，也使建筑结构设计科学性得到提升。同时，建筑外观是一座建筑的外衣，加强对外观设计的优化提升也是结构设计优化的重要内容之一，在追求外在美观的同时，也要对建筑的整体结构进行优化，从而保证结构荷载的承受性能，既兼顾了外在美观，又保证了房屋整体结构的稳定。
1.2优化的重要意义
建筑结构设计的科学性在于建筑结构设计考虑了整个建筑的安全性、经济性和功能性，而建筑结构设计优化的过程是促使结构设计方案逐步趋于科学化的过程。通过一系列优化完善，可保证结构设计方案的可实施性，保证其能在完成既定设计目标的基础上不断降低成本、提高质量并满足对建筑功能性的需求。另外，房屋建筑的建设还要满足周边环境的发展要求，保证建筑结构能与周边环境协调发展。
二、房屋结构设计优化的目标
寻找住宅结构设计的科学性是住宅结构优化的主要目标，在科学增长的过程中，实现住宅结构设计的安全性、经济性和功能性。
(1）安全性是房屋建设的基本要求。其主要表现在结构的稳定性和建筑材料的环保性2个方面。建筑结构的稳定性是房屋安全的第一道屏障，在进行建筑设计和优化的过程中要不断完善结构的稳定性，为建筑安全提供基础，有效避免建筑墙体开裂、倾斜甚至倒塌事故的发生。另外，建筑材料的环保性是保证住户健康的重要屏障，坚决杜绝甲醛含量超标的建材应用到房屋建设中，同时还要尽量减少房屋建设中污染物的产生，减少对周边环境的污染，在房屋结构设计过程中要加大对环保技术的应用，提升房屋建筑的环保性。
(2）经济性是建筑建设中必须考虑的成本因素。在房屋设计和建设中努力提升建筑性能、质量等很重要，但在市场竞争中，成本控制也是企业竞争的关键，在房屋建设中，一定要在建筑质量、在性能和成本之间寻求平衡，从而最小化成本输入和节约，确保质量和性能。
(3）功能性的不断提升是现代建筑设计的重要内容。现代化房屋建筑的功能性不断完善，在一个建筑内可以同时实现多种功能，满足现代人们的需求。通过不断优化建筑的结构设计也能将建筑的多种不同功能进行融合，保证各功能之间的协调和衔接，提高建筑的功能性标准。
三、建筑结构设计优化的主要内容
3.1建筑整体和局部的优化
房屋建筑结构设计包括整体设计和局部设计，通过建筑整体结构和局部结构的优化能够让建筑空间得到更为合理的利用。比如，在对房屋建筑结构整体设计时，更多的是需要考虑其整体承重和质量需要，而在结构细节设计方面则更需要在选材、使用等方面予以深度考量，使建筑结构达到质量和需要的双重满足。
3.2建筑上部结构的优化
房屋建筑结构设计的优化需要首先分析剪力墙的受力是否平均，可以适当加大剪力墙的长度，减少墙肢的个数，从而在保证安全合理的同时，增加房间的使用面积，减少建筑材料的使用，不仅节约成本，又能符合建筑对安全性的要求[1]。另外，应充分考虑剪力墙底部的优化设计，保证剪力墙底部加强部位的高度，使剪力墙具备较强的抗震性能。楼层的平面几何中心和刚度中心应重合，以提高建筑的稳定性与刚度，最终保证建筑的建设质量和使用安全。
3.3地下结构的优化
地下部分的结构设计是房屋建筑结构设计的重要组成部分，在房屋的使用过程中发挥着重要作用。为了带给人们更为舒适的居住感受，做好地下结构的优化设计非常重要。进行地下结构设计时，应尽量合理布置地下室柱网跨度和主次梁的布置方式，可以将上部结构的嵌固部位埋入地下室顶板中，这样可以使地下室空间得以扩大，有利于人们对地下室的空间利用，还可以通过降低地下室层高的方式进行多层地下室的结构设计，使地下室层级和面积增加，增强其使用性能。
3.4抗震结构的优化
为了使房屋建筑使用质量得到提升，并有效避免地震等灾害对建筑产生严重影响，做好抗震设计是结构优化不可忽视的重点。抗震结构优化设计过程中，应尽量采用对称设计，如果房屋建筑结构为不对称设计，则需要保持建筑结构平面布置的刚心和质心重合。另外，需要设置多道抗震防线，例如，采用“强柱弱梁”延性框架结构，在水平地震波的作用下，梁结构先于柱结构屈服，因此，可以利用梁的变形消耗地震对建筑结构产生的作用力，使框架柱作为保证结构稳定性的第二道防线继续发挥对结构的支撑作用，从而提高整体建筑结构的抗震性能。
3.5排水管道的结构优化
房屋建筑结构设计过程中还需要对排水管道系统予以优化设计，考虑排水管道为房屋结构的重要组成部分，加之其复杂程度较高，需要从实际应用入手做好排水管道系统的优化。尤其很多管道为穿墙管道，需要在结构设计中做好预埋空间的预留，在空间设计过程中要注意避免管道碰撞，并做好预埋空洞标记，这样可以在结构施工过程中避免操作失误。如果排水管道穿越承重墙，还需要做好承重墙的加固，避免管道施工对建筑工程质量的影响[2]。
3.6优化建筑节能结构设计
为了贯彻绿色发展理念，建筑结构设计需要以节能为基础，从各个设计环节完善当前的建筑设计方案。此外，为了保证建筑的舒适性，必须考虑建筑物的通风和日照条件。比如，可以通过南北通透户型设计的方式实现房屋结构的通风。通过交错空间设计的方式将阳光引入其他房屋房间，从而使房屋空间的光照符合使用要求。
四、房屋建筑结构设计优化技术的措施
4.1建筑概念设计优化技术
在建筑工程的结构设计工作中，不同的设计师在设计形式和设计理念上都有很大的不同。因此，在施工设计过程中，房屋工程设计要进行有效的改造，在设计过程中要从多层次的角度出发，选择施工材料进行施工，在标准建筑等施工参数中进行有效的分析和思考。整体结构优化工作主要体现在确保设计符合质量要求,可以带来更多的为人们的生活环境,因此,建筑结构的优化设计工作,需要通过世界上最先进的计算机技术来实现,结构合理,整体性能的优化设计工作。
4.2房屋建筑安全结构设计
在住宅结构设计工作中，安全结构设计工作应合理优化。建筑是人们日常生活和工作的重要场所，安全是人们最关心的问题。因此，有必要将安全概念充分融入住宅建筑结构设计的工作中，不断提高整个建筑结构的设计质量。一方面，在实施房屋结构设计时，往往会受到自然环境、气候条件等可能影响建筑安全的不良外部因素的干扰。因此，在施工项目实施过程中，必须在施工前对施工项目进行充分的地质调查，通过科学合理的施工项目设计，提高整个项目的安全性和稳定性。
另一方面，在房屋结构设计工作中，建筑本身的安全性和稳定性存在问题。房屋结构的设计和建设完成后，往往会遇到地震、暴雨、台风等不可逆转的自然灾害因素。工作大楼结构设计优化,特殊的环境影响因素的安全必须充分考虑,以确保建筑物的安全,在一些特殊环境中,可能性好,保证建筑物的结构安全的同时,构成了一个重要的保障人民群众的生命和财产安全。
4.3建筑主体优化设计技术
在结构优化工作,必须从全球的角度来看,相关设计人员一些理性的应用先进的计算机技术,通过三维模型,如图2所示,总体结构组成特点更直观的观察和分析,使结构模型更合作和可视化。例如，在建筑结构设计工作中，剪力墙结构是一个非常重要的工作环节。如果切割墙的结构没有精确的定义，可能会直接降低建筑结构的稳定性。因此，在进行墙体结构优化设计时，有必要保证建筑结构的均匀分布，使建筑内部的使用空间更加开放。通过合理优化墙体结构，可以充分保证建筑资源的节约利用，为人们创造更舒适的生活环境。此外,在建筑结构设计工作,是必要的,以确保统一的中心楼高的整体结构的核心和关键层的有机结合,可以在与建筑物的结构优化设计的方法,可以有效地提高在全球安全与稳定的建筑。
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图2建筑三位建模
混凝土结构是建筑施工中非常常见的建筑材料，在主体结构设计优化工作中，混凝土材料的质量和稳定性必须得到充分保证。在实际施工过程中，施工人员需要通过预制混凝土构件的模板装配、支撑装配等方式，明确混凝土材料设计的比例。现阶段，在许多工程施工单位，由于施工人员的一般知识水平较低，在实际施工过程中存在一系列人为错误，也对工程施工的整体质量产生了负面影响。混凝土在施工的泄漏,需要做好相关工程监理的质量控制工作建设,混凝土材料的比例必须科学准确,确保混凝土结构抵抗全球和硬度,为提高建筑结构的整体稳定性。同时，施工单位需要不断提高施工人员的施工技能和施工责任心，提高建筑结构施工的整体质量。
五、结构设计优化在房屋建筑结构设计中应用的步骤
5.1建立结构优化模型
要实现对房屋建筑结构设计的有效优化，首先就必须建立科学合理的结构优化模型。结构设计的优化需要从大量变量中选择最重要的参数，通过这些参数可以构建一个函数模型，从而计算出理想的解决方案。一般来说，模型的构建可以分为两个主要步骤:第一，选择最合理的设计变量，这是模型构建的基础和关键。变量的设计将直接影响参数的选择，科学合理的变量计算可以显著减少后续计算机编程的工作量。其次，必须确定目标函数。有关人士必须首先找到符合工作条件的最佳解决方案，然后再确定约束条件，约束条件具体主要涉及到弹塑性、强度和尺寸等方面。在对建筑整体结构进行优化的时候，必须确保上述约束条件都处在规定范围内，尽可能满足设计的相关需求。
5.2对计算方案进行优化设计
在建筑结构优化过程中，各方面的约束和可变参数直接影响优化过程。因此，在进行相关计算时，所有的约束都应转换为非约束条件，确保整个优化过程的顺利完成。同时，对建筑结构设计进行优化，采用科学有效的计算方法，综合考虑的变量因素。
5.3程序设计
在完成计算方案优化设计的基础上，还要做好程序设计工作，首先需要对程序进行合理编写，然后再将其导入到计算机之中，为后期计算工作的开展奠定基础，在进行相关计算的时候，工作人员只需要将所需数据输入到系统之中，就可通过设定好的程序计算出准确而直观的结果。
5.4结果分析
建筑结构优化设计的最后一环就是结果分析，所有计算机计算出的数据信息都需要经过详细的分析才能得出最终的结果，进而以此为依据确定最佳的优化设计方案。在开展结构优化设计工作的过程中，应对各方面的阻碍因素进行综合考虑，最大限度确保结构设计优化工作的顺利完成。对建筑工程而言，整个施工过程往往需要花费较多的人力、物力以及财力，结构优化的主要目的就是把上述指标控制在最低，并为建筑质量的可靠性提供保障。因此，在对建筑结构进行优化设计的时候，必须注意以下问题：第一，应找准建筑经济与技术之间的平衡点，尽可能降低或消除二者之间的矛盾，即使引入了一些现代化技术，也无需付出过多的成本。第二，应认识到技术所能带来的经济效益，明确技术的优化可在一定程度上降低经济成本，因此，必须加强对先进技术的应用。
结束语
综上所述，住宅建筑结构设计的优化是其结构设计过程中的一个重要步骤。结构设计的优化不是钢筋混凝土，而是使结构设计更符合实际客观条件和强度特征，更合理、更美观。结构设计的所有优化不应以牺牲安全为代价，而应以确保结构安全为代价。在此基础上，通过结构设计的优化，大胆创新，细致分析，不断完善，达到结构设计的核心价值。具体优化过程,设计过程的结果设计和结构模型优化,同时应高适用性,优化的方法应根据项目的特点,以确保建筑物的结构优化能符合要求。此外，应注意协调参与优化过程的各方的利益，以确保建筑的整体质量。
参考文献
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