引言
在城市化发展过程中，逐渐增加了建筑数量和种类，因此增加了建筑设计工作的难度，设计人员需要利用科学的设计措施，保障土木工程的安全性，在最大程度上满足城市化发展需求。当前在建筑结构设计过程中存在一些问题，需要结合建筑设计需求和规范，提高结构的强度和稳定性，进一步提高整体建筑结构的抗震性，设计人员需要综合利用计算机辅助技术和专家决策系统等，创新整体设计工作，优化建筑结构的安全性能。
1、 房屋结构设计中的结构设计优化意义
在房屋结构设计的过程中，优化设计方案的实施是非常重要的。因此，我们需要采取措施来解决这些问题，并实现优化设计方案的实施主要包括以下几个方面：需要对原有建筑进行全面的检测和评估，包括结构、材料等方面的问题；需要制定合理的改进计划，针对不同的问题提出相应的解决方案；还需要严格执行整改工作，确保所提出的方案能够得到落实和贯彻。在实际操作中，优化设计方案的实施需要注意以下几点：（1）要充分考虑实际情况，避免盲目追求美观而忽略了实用性；（2）要与相关人员密切合作，共同推进项目进度和质量控制；（3）要及时调整和完善方案，以适应不断变化的需求和发展趋势。只有这样才能真正实现优化设计方案的实施，为建筑物提供更好的功能性和使用效益[1]。
2、基于土木工程建筑结构设计的分析
2.1结构材料与构件选择优化
在高层建筑的抗震设计中，结构材料和构件的选择至关重要。合理选择材料和构件可以有效提高结构的抗震性能。以下是一些常见的结构材料和构件选择优化的方法。首先，在结构材料的选择上，需要考虑其强度、刚度、耐久性等性能指标。常用的结构材料包括钢材、混凝土和钢筋混凝土等。根据具体的设计要求和工程条件，选择合适的结构材料以满足抗震性能的要求。其次，在构件的选择上，应考虑其受力特点和抗震性能。例如，在剪力墙的设计中，可以采用加劲筋和剪力墙厚度的优化来提高其抗震能力。在柱子的设计中，可以通过增加钢筋配筋率和使用高强度混凝土来提高其承载能力。此外，还可以利用优化设计方法来选择合适的结构材料和构件。优化设计可以通过数学模型和计算方法，找到最佳的结构方案。例如，通过遗传算法、粒子群优化算法等，可以对结构材料和构件进行参数优化，以获得最佳的抗震性能。
2.2抗震设备与被动控制系统的应用
抗震设备和被动控制系统的应用是提高高层建筑抗震性能的一种有效手段。通过引入这些设备和系统，可以在地震发生时主动或被动地调节结构的响应，减小地震荷载对结构的影响。常见的抗震设备包括阻尼器、隔震装置和摆锤等。其中，阻尼器能够吸收和分散结构的能量，降低结构的响应；隔震装置则可以将建筑物与地基分离，减小地震波对建筑物的传递；而摆锤则通过倾斜运动来平衡结构的重心，提高抗震性能。被动控制系统如液压阻尼器、摩擦阻尼器等也可以利用结构的非线性特性来减小地震荷载。这些系统根据结构的响应和力学性质进行自适应调节，以提高结构的稳定性和耗能能力。
2.3建筑结构施工图的优化设计
对于剪力墙结构的施工图，其优化设计方法如下。①在对暗柱钢筋的最小直径进行优化设计时，设计人员可将二级约束边缘构件钢筋最小配筋面积设置为max（0.010Ac，6F16），不要求钢筋直径≥16mm，只要求配筋面积不小于6F16。②在对暗柱纵筋的最大间距进行优化设计时，如果需要适配一、二级抗震等级，那么约束暗柱纵筋最大间距应设置为200mm，构造暗柱纵筋最大间距也应设置为200mm。根据混凝土结构施工图平面整体表示方法和构造详图-剪力墙边缘构件（12G101-4），暗柱纵筋最大间距应控制在100～200mm。如果需要适配三、四级抗震等级，那么设计人员应将约束暗柱纵筋最大间距、构造暗柱纵筋最大间距均设置为300mm。这种设计方式能有效减少纵筋和箍筋的用量。③构造边缘构件箍筋的最大间距不应超过300mm，但大量实践表明，在四级抗震等级要求下和非抗震结构中，这一参数可设置为400mm。④暗柱箍筋间距应取整数。为使后续施工更加便利，设计人员可将暗柱箍筋间距设置为50mm；为了节省钢筋材料，也可将其设置为100mm[2]。
2.4建筑基础的优化设计
在对建筑基础进行设计时，设计人员需重点考虑以下三个方面。其一，设计人员应按照阶梯式、锥式的实际截面控制最小配筋率。如果设计人员未充分考虑实际情况，选择按照矩形面积控制最小配筋率，那么钢筋消耗量通常会增加10%～20%。其二，对基础上部结构重力进行优化设计时，设计人员应将该部分内容折算为基础埋深。如果设计的建筑基础为独立基础形式，那么埋深的起算位置应为室内地面标高；如果建筑基础形式为独立基础+防水板基础，那么设计人员需要重点考虑防水板地面承载力，进而对埋深进行折算。折算埋深的计算公式为：应力÷土体容重。其三，设计人员需重点考虑桩基础的优化设计，其优化设计要素如下。①设计人员应尽可能缩短从上部结构到桩之间的荷载传递路径。该路径越短，桩基础承台的受力越小，后续施工时的成本费用就会越低。②设计人员应将桩基础设置在墙柱、地梁下方区域，避免将其布置在墙柱附近[3]。
2.5提高建筑构件的承载力
开展建筑结构设计工作中，主要是为了保障建筑结构的安全性和实用性，在规定服役年限内发挥出各种预期功能，同时需要实现建筑结构的经济性。为了满足上述目标，设计人员一方面需要对建筑荷载进行研究，例如需要分析各构件重量和风压、积雪压的影响。另一方面需要分析构件对各种荷载的抵抗能力，尤其需要加强分析外加变形和约束变形。在计算结构受力性的过程中需要结合建筑构件承载能力，保证建筑最大承载力可以应对各种极限状态，优化建筑安全性能。
2.6实概念准备工作
在建筑结构设计工作之前需要开展概念准备工作，设计人员需要结合自身工作经验分析建筑结构设计过程中可能会产生的问题，提出针对性的解决措施，为建筑结构设计工作奠定好基础。为了设计工作的科学性，设计人员需要分析整体结构的力学特征，分析当前设计过程中存在的不足之处，进而可以针对性的调整结构设计参数。为了保障建筑后期使用的安全性，设计人员需要分析建筑稳定性的影响因素，并且根据工程实际情况设计不同的方案，利用计算技术建立建筑模型，得以选择最佳设计方案。
结束语
总之，通过对住宅建筑结构设计优化措施的研究，我们认识到结构设计不仅关乎建筑的安全性和稳定性，还直接影响到居住者的生活质量和舒适度。在实践中，我们应不断探索和创新，将优化措施融入设计过程中，以打造更加安全、舒适、环保和可持续的居住环境。同时，我们也需要注意，结构设计的优化并非一蹴而就，而是一个持续不断的过程。随着科技的进步和人们对居住环境要求的提高，我们应不断学习和借鉴先进的设计理念和技术，以适应时代的发展。
参考文献：
[1]袁浩.土木工程建筑结构设计中的问题与策略分析[J].门窗,2019,(24):171.
[2]刘玉东,黄俊卿.土木工程建筑结构设计中的问题与初探[J].居舍,2019,(28):88.
[3]辛路.土木工程建筑结构设计优化分析[J].居舍,2019,(07):110+117.
