摘要：在建筑结构优化设计中，合理选择结构的设计方案既能够得到技术上的要求，又能够极大的减少建设资本，但是这是一项十分复杂、综合性强且系统性较强的工作，要想实现有效的设计优化，必须对此加大研究力度，不断深入优化建筑物设计，通过设计优化的手段在建筑土地价格飞涨的今天，有效控制工程造价，实现经济效益与建筑物质量的最佳协调。并通过细节方面的优化，给予用户更为舒适、贴心的居住体验。
关键词：建筑工程；结构设计；优化设计
1、建筑结构设计优化概念
优化建筑的结构是一种需由专业性人员完成的工作。在对建筑结构进行设计优化时，相关工作人员应根据建设该项目的目的、建筑本身的特定功能及最恰当的使用方法来进行设计，建设前应准备一系列力案，全方位地综合考虑建筑设计的优化问题。我国建筑的设计方面较广，所以在建筑设计时，需要全面地进行检查。优化建筑设计包括建筑结构设计及优化建筑方案设计。进步分析时，需全方面考虑设计优化方案，如设计总图及一些建筑风格等，这些都是需要优化的对象；建筑在结构优化设计方面也包括很多内容，因此应加大检查力度，更好地进行优化，以完善建筑结构。相关建筑的设计人员在设计时，应根据建筑本身的结构来进行设计，合理安排建筑的空间结构，更加完善地建设房屋，使建成后的建筑能够满足人们的需求，居住舒适，外观美好。
2、建筑结构设计优化的重要性和遵循的原则分析
2.1建筑结构设计的优化方法重要性分析
近年来我国经济得到了快速发展，伴随而来的建筑行业也发生了革命性的发展。同时，人们对建筑物功能、外观与经济适用性也提出了更高的要求，这也就为房屋建筑结构的设计提供了广阔的发展空间。目前，我国房屋建设主要以高层建筑为主，这也为建筑结构设计带来了挑战，要想节约成本，就得通过对设计方案进行优化，寻找最优的设计方案。房屋建筑结构优化在建筑结构设计中具有较高的优势价值和实用价值。优势价值主要表现在优化将建筑结构的安全与质量放在房屋建设的基础位置，应用先进的优化设计思想与技术对设计方案进行优化，降低施工成本，提高工程质量。实用价值表现在优化过程中综合考虑了各种因素，对建筑结构进行全面的优化，使建筑结构的功能与质量水平显著提高，节约建设成本。
2.2建筑结构设计遵循的原则分析
每个建筑在设计过程中都要遵守相关的原则，这样才可较好地保障建筑设计科学合理。建筑设计过程中，应满足用户需求，在设计建筑结构时，也应注重环境保护问题，并注重对项目开发商的资金禾日用，做到科学合理地分配资金资源，翻尺大程度上为开发商节约成本。而且，在建设房屋建筑时，还要优化改善结构设计，要遵守一些相关的原则，实现建筑设计的科学合理性。
3、建筑结构设计优化新方法介绍
建筑物结构的优化设计体现在建筑物工程结构总体的优化设计和建筑物结构分部结构的优化设计两方面。在分部结构优化设计中，需要进行优化设计的内容有基础结构、屋盖层系统、围护结构以及结构细部方案的优化设计。对这些内容的优化设计涉及到选型、布置、造价分析和受力分析几个部分，并在满足其使用需求的前提下实现经济效益的最大化。并在满足建筑物结构的长期效益条件下，以减少近期投资为目的降低工程造价5%～30%。在优化技术的同时，通过合理利用不同材料的性能使建筑物内部结构的各个单元实现最佳协调。
3.1拓扑优化方法
拓扑优化方法需要设计人员在对建筑物进行设计优化过程中，找到准确的建筑结构理想化分布形式，并对建筑物结构的刚度等属性进行有效分析，通过拓扑优化方式实现减少建筑物结构重量的目的，进一步提升建筑物的性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在使用拓扑优化方法时，设计者必须充分认识到拓扑优化方法的优点，通过拓扑优化方法将建筑物结构的设计转变为概念性的结构设计方法，提升建筑物结构设计的逻辑性。
3.2截面优化方法
建筑物结构的细节是最能体现其整体可靠性和安全性能的部分，在处理建筑物截面时，设计人员必须考虑到截面结构的安全性和可靠性，对建筑物的截面进行科学计算，提升其稳定性和美观度。对于建筑物截面的优化设计，设计人员可以利用有限元方法来计算设计变量的应力特点和结构位移情况，并通过信息化的设备验算和统计所获得的设计数据，再依据所得的结果判断需要调整的范围，并对该范围内的区域进行优化设计。
3.3外形优化方法
通过外形优化方法，设计人员可以在固有的截面优化方法基础上发对建筑物的结构框架和内部形状进行更进一步的调整、完善，以便提升建筑物的结构设计质量。首先，设计人员需要了解和掌握建筑物的整体情况，以我国现行的建筑物结构设计标准对其进行修正。通过外形优化方法划分建筑物结构的外形特征，在实际工作中，主要采用的是杆系结构和连续性结构。在使用干洗结构外形设计过程中，建筑物结构的节点坐标的选取是关键点，并将选取的节点坐标作为设计的变量，用以满足建筑物外形优化设计的需求。
3.4概念设计与细部结构设计优化相结合
在缺乏详细数据的情况下，我们可以通过概念设计的方法来实现设计的优化。例如，在对建筑物的抗震能力进行设计时，因为地震的强度是不确定因素，我们无法找到与之对应的计算方法，因此，就可以引入概念设计的方法，将数值作为辅助依据。并在设计过程中结合结构设计优化的方法，从而使优化设计达到最佳效果。此外，在设计过程中，设计人员必须对结构的西部进行优化设计，例如，在进行现浇混凝土施工中，异形板料的弯曲部位十分容易开裂，为此，我们可以将其简化为矩形板，再选择钢筋，这样就可以降低凝土开裂的概率，既能满足建筑物结构的基本需求，又能够实现安全和经济的目标。
3.5建筑物下部地基基础结构的优化设计
在对建筑物的下部地基基础结构进行优化设计时，设计人员必须选择最为合适的方案。例如，以实际施工情况为基础选择对应的桩基类型，尽量降低工程造价，再根据桩端持力层的厚度对灌注桩的长度进行科学选择，并对集中优化设计方案进行对比，进一步筛选出最优的设计方案。例如，某建筑物结构的原设计使用的是桩筏基础，相对该结构设计进行优化，将桩筏基础改为桩基础，设置两桩承台、三桩承台、四桩承台和梁式承台。在这部分优化中，考虑的是基础传力的传递路径最短则越省材料，但是前提保证是总沉降值和不均匀沉降值。桩筏基础较桩基础而言增加了一块整体的筏板，将整体受力转变为局部受力，增加了传递的途径，但是也增加了材料的使用，虽然浪费了材料，但对控制不均匀沉降具有一定作用。根据实际情况而言，若要同时满足总沉降、不均匀沉降以及地基承载力的要求，使用天然基础的经济型要比桩基础更高，而且施工更为简便，所需时间也相对较少，费用也较为便宜，不失为一个较好的选择。
4、结束语
综上所述，建筑结构的优化设计能够使得建筑质量更好、更加美观、降低工程造价以及提升建筑的经济效益，在建筑行业竞争激烈的今天能够提高企业的竞争力，也能够为人们带来更有安全保障和质量保障的建筑物，因此其在建筑工程中是一个很重要的环节。但在建筑结构优化设计在实际的实施过程中，是比较复杂的，需要多方面的出发，充分结合实际的情况选择科学合理的方案，以实现对建筑结构进行最佳的优化目标。
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论文作者:程灶培
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/5
标签：建筑物论文; 结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 优化设计论文; 建筑结构论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第11期论文;