摘要：随着建筑施工技术的不断发展以及人们生活水平的提升，人们对于建筑物有了更高的要求，不仅要求具有较高的使用价值，而且还要使建筑具有一定的艺术美感。在当前建筑结构的设计当中，其本身的经济性变得越来越低，不利于建筑企业的发展，因此，需要对建筑结构设计进行优化，在保障建筑性能和质量的前提下减少投入，提高其本身的经济性。基于此，本文针对结构设计中建筑结构设计优化方法进行探讨，首先对优化方法进行简要介绍，然后说明设计优化本身所具有的意义，最后对其实际应用进行阐述，可供参考。
关键词：建筑结构；设计方案；优化技术；应用
引言
注重建筑结构设计优化技术的应用探讨，有利于保持现代建筑实践应用中良好的功能特性，并提升建筑工程整体建设水平，确保其结构设计合理性。因此，需要从不同的方面入手，给予建筑结构设计优化技术应用足够的关注，并将相应的应用研究工作落实到位，从而得到理想的结构优化设计方案。
1、建筑结构优化设计的概念和必要性
建筑结构优化设计是指通过科学有效的方法找到一个设计变量，使其既能满足已知参数的各项约束条件，又能使目标函数达到一个最小值。这里提到的设计变量是指能够根据不同的设计方案形成不同的数值的量。这些设计中的设计变量也可以称之为设计点。设计变量在建筑设计中主要指的是：建筑物中各个构件的尺寸大小，面积，设计柱的高度，各个主梁的间距等等。虽然建筑结构优化设计中设计变量的内容繁多复杂，但是总体来说可以分为两大类，即连续性设计变量和离散型设计变量。建筑物除了具备一定的外观欣赏效果之外，更重要的是其具有自身的使用功能，因此在对建筑物进行结构设计的时候不仅仅要重视其外观的设计水平，更要考虑到建筑物的使用价值，因此这就需要将建筑物的施工过程与建筑的结构设计进行高度的融合协调，使建筑物达到安全、美观、经济、舒适的目的。
2、建筑结构优化设计的特点
对建筑项目的设计结构进行优化，首先需要做好建筑结构的内容分析，这是由整体建筑项目的要求决定的。对建筑结构的内容进行分析时，第一步就是全面了解建筑的设计理念，建筑的整体结构是根据建筑设计理念进行确定的，只要建筑结构确定了才能以此为基础开展建筑设计的优化工作，实现建筑资源、建设空间以及建设资金的合理化运用。对建筑设计结构进行优化时，需要充分把握建筑结构的整体性，掌握基本的建筑项目设计结构类型，了解各个类型建筑结构的施工特点，根据建筑项目施工要求对建筑结构进行设计优化处理。对建筑设计结构进行优化时，还要结合建筑的整体结构以及建筑结构特点进行综合性的结构设计调整，选择最合适的结构配置及建设施工资源构件。除此之外，进行建筑结构设计优化时，还需将整体建筑的布局类型因素加以考虑，进行科学技术与建筑艺术的结合式设计。
3、建筑结构设计优化技术的相应内容探讨
①在建筑结构设计优化技术应用过程中，充分考虑了优化理念在建筑结构设计中的应用，使得其既有的设计方式得到了一定的优化，进而增强了建筑结构设计方案的应用效果；②建筑结构设计中通过对优化技术的合理运用，有利于降低其结构设计工作开展中的问题发生率，使得我国建筑结构设计优化设计水平在长期的实践中得以不断提升，满足现代建筑建设的多样化需求；③加强建筑结构设计优化技术使用，能够增加其结构设计方面的技术含量，促使建筑工程实践过程中能够更好地适应形势变化，并为日后建筑结构设计工作开展积累丰富的实践经验。因此，实践中应重视建筑结构设计优化技术的应用，并将其应用研究工作落到实处。某建筑钢筋结构布置示意图如图1所示。
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图1 某建筑钢筋结构布置示意图
4、建筑结构设计优化的重要和遵循的要点
4.1分析建筑结构设计优化的重要
在优化的过程中：①需要注意的就是工程建筑的质量，建筑的基础就是建筑的质量，只有保证质量才会使建筑的建成有保障，才能迈进优化的第一步；②随着经济和科技的发展，将时代发展中的优秀成果加入到建筑的优化中，并与之相互融合，使建筑的设计更加现代化，增加实用性。建筑结构设计的优化可以将现代化的机器设备更好地发挥，减少人力物力不必要的浪费。优化还可以通过现代的科技，增强建设的材料的性能的发挥，更好地实现应该有的功能与作用，并且，对建筑的结构进行优化处理，可以在最大程度上减少浪费，促进资金和建筑材料的更有效的发挥，促进投资成本的减少增加建筑的施工效率与经济效益，使得建筑的功能更好的显示出来。
4.2建筑结构设计遵循优化的方面
①在进行设计的时候，我们要先了解人民现在的居住需求和使用需求，才能根据情况来决定优化的设计，使建筑具备大部分基础的性能。此外，应该加以重视的还有设计中的安全的问题以及是否环保，健康。②考虑到投资建设问题，建筑企业不仅要做到安全优化，还要在此基础上兼顾投资的问题，尽量安排的全面、效率较高。在一定的基础上节省不必要的开支，实现利益的最大化和经济效益的最大化。③建筑设计中的开发与创新，如今我国的建筑结构设计发展已经停滞不前，想要前进的唯一道路就是创新这一途径。创新在我国各方面都是长久不衰的话题，在建筑的结构设计上我们也要重视创新，创新是结构设计发展的途径，在结构设计上的创新非常重要。以上的几点原则，我们要在设计上重点把握，尽量实现建筑结构设计优化的高效果。
5、建筑结构设计优化技术的应用
5.1建立优化模型
（1）对设计变量进行合理的选择。建筑结构设计优化人员需要选择对结构具有较大影响的参数当做是涉及的变量，例如，目标控制参数以及约束控制参数等，这些包含结构可靠度以及工程造价等相关指标的参数。在进行结构优化时，对于那些变化不明显自己没有较大影响程度的参数需要使用特定参数来满足相关要求，对此，设计人员可以对设计事先预定参数，这样一来设计人员不管是在计算还是编程过程中都会最大程度上减少工作量。（2）对目标函数加以确定。在进行建筑结构设计优化时，设计人员需要对符合相关条件的钢筋截面积以及构件几何尺寸进行设定，还需要计算失效概率，确保成本最优化。（3）对约束调价加以确定。众所周知的是，结构设计的基础要求就是确保安全性以及可靠性，这是进行优化的前提。所以，在进行函数设定时，需要做好约束条件的设定工作。结构设计优化的相关约束条件主要有：尺寸约束、裂缝宽度约束以及结构强度约束等等。在进行优化时，设计人员需要将实际约束条件与假定约束条件进行对比，保证约束条件符合工程需要。
5.2优化建筑总体设计方案
在建筑结构设计优化过程中，还需要对地域问题以及自然环境因素等进行充分的考虑。例如，我国南方夏季高温且多雨，而冬季温和少雨，就需要合理选择建筑的朝向以及做好防水。另外，在进行建筑总体设计时还需要对建筑楼房之间的距离进行充分的考虑，距离太近或者太远都会对建筑结构的使用产生影响，而且还会导致建筑结构资源浪费。所以，在进行建筑结构设计时，需要对建筑设计总方向进行整体把握，从而设计出符合人们要求的建筑物。
5.3整体与局部的优化设计
①在进行设计时需要充分考虑安装、结构以及设计等子系统和与之相关的体系，而设计优化工作的开展则需要以此类系统和相关体系为基础来进行优化。②在房屋结构设计中将会涉及到施工配件、材料等内容，此时便要求开展房屋建筑设计等方面工作，从而对其整体进行优化。在建筑结构优化设计当中，计算方案和计算模型是进行优化设计的重要构成内容。对房屋结构进行优化设计的本质便是在变量当中提取出所需要的参数，并以此为基础构建出相应的函数模型，从而获得相对较为良好的优化方案。
5.4优化底部加强部位的设计
剪力墙属于建筑结构的重要支撑。在剪力墙结构设计过程中，高层剪力墙结构底部需要按照下述标准进行加强处理：底部两层高度以及嵌固部位的上方剪力墙高度需要选择二者12.5%高度的较大值；而具有转换层的高层剪力墙结构底部的高度：框支层和其上方2层高度以及墙肢高度二者12.5%当中的较大值。若是嵌固部位是在地下室顶板处，需要满足地震条件下的屈服部位在地上楼层，同时还会影响下一层，这时候以方便不可以降低地下一层的抗震等级，另一方面还需要加强边缘约束构件设计。
5.5应强化计算机技术的应用
现如今，全球进入信息化时代，计算机技术已经非常普遍，在各行各业当中都有着广泛的应用，通过计算机技术的应用，有效提升了工作效率，还大大节约了时间成本，解决了很多人脑无法解决的额问题，所以广受欢迎。在进行建筑结构设计优化时，通过计算机技术的因公，可以提高设计的高效性以及精确性，而对于设计过程中的复杂问题，可以通过相应的计算机软件进行准确的分析和计算，这样设计人员以及造价人员就可以直观的掌握建筑结构设计优化的结果。
6、结构优化设计中应注意的问题
（1）重视前期的参与。因为结构优化设计的前期参与直接影响到建筑优化的整体效果和最终成本，因此如果建筑师能够在优化设计的前期就能够积极的参与进来，就更有利于我们根据不同类型的建筑类别进行不同的更合理的优化设计选择，获得一个良好的设计开端。（2）选择适合的地基基础结构。另一个需要注意的问题就是对地基基础结构的选择，建筑地基基础结构设计优化一定要选择合适的方案，对于是桩基础的建筑要根据现场的实际地质条件合理的选择桩基类型。
结束语
建筑结构的优化设计指向的是更加科学的建筑材料和施工技术、更加合理的结构设计和性能组合。结构的优化设计要将重点放在基础结构设计和主体结构设计上，做好前期设计和后期处理，确保优化设计方案可行性和执行度高，充分发挥结构优化设计后的经济效益和社会效益。
参考文献
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[3]宗旭.结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用[J].中国住宅设施，2017（08）：35-36.
论文作者:袁利明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/14
标签：建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 结构论文; 优化设计论文; 变量论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;