摘要：随着我国社会的不断发展，经济水平不断提高，建筑行业也迎来了发展的春天，但同时在高速发展的时候，也产生了许多许多问题。因此，需要建筑结构设计人员对其设计理念不断完善，不断提升个人能力，积极面对目前的挑战和问题，不断完善建筑结构设计，随着城市化进程的加快，高层建筑已经成为城市的主流建筑，设计者要不断完善和创新高层建筑结构设计，以保证建筑工程质量，促进城市的不断发展。
关键词：建筑结构；设计；优化方法
随着市场经济体制的不断深入，市场的需求逐渐成为发展的导向。在房建行业，人们越来越追求房屋建筑的结构设计上不光注重实用还要注重美感和空间感。这就意味着在结构设计上要考虑的因素越来越多，需要创新的点也越来越多。总的来说，将优化技术更好地运用于房建结构设计中，创造出人们更喜欢的设计成果。
1 建筑结构设计优化方法的意义
建筑结构设计优化方法是指优化建筑结构各种性能的设计方法，它的作用是使房屋结构设计更加完美。传统建筑结构设计只关注成本和实用，不关注建筑的外观和环保性能。随着我国建筑行业的快速发展，建筑结构设计得到快速发展，人们开始关注建筑的地方特色和性能。随着建筑结构设计聚焦点的增加，建筑结构设计优化方法逐渐增多。传统建筑结构设计方法的作用是提高房屋结构设计的使用性和经济性，与之相比，现代设计方法增加了生态效益和审美价值。比如现代房屋结构设计会综合计算自然采光，利用全阴天、全日照等标准模型设计建筑采光结构，提高建筑的节能性能。利用光对眼睛的刺激，优化建筑光亮度设计，提高建筑的舒适度。从地方特色出发，利用建筑结构设计外观优化方法，可全面提高房屋建筑的审美价值。比如青岛的建筑偏欧美风格，北京建筑有很多设计成四合院等。
2 住宅建筑结构优化设计的内容
一般来说，住宅建筑主要是根据不同建筑的要求来开展结构设计工作的，运用科学的设计理念、合理的设计方法，从而最终确定使用哪种结构形式、布置方案和尺寸等。我们最常见的钢筋混凝土住宅体系，对其进行结构优化设计的时候，可以从具体构件和结构的整体布局这两个方面进行考虑。建筑物的钢筋尺寸、抗侧力构件、建筑体型以及建筑层的高度是影响结构整体布局的主要因素；而构件的截面、钢筋混凝土的强度等级以及结构的布置和配筋构造等是具体构件的构成因素。对这两方面进行综合考虑是必须要有的。所以，这一目标的实现就要求工程师具有较高的专业知识，结构工程师要能够把握好结构以及构件受力的特征，能够合理有效的采用优化方法进行建筑结构的设计。
3 住宅建筑结构优化设计的方法
3.1 构建优化模型
首先，科学的选择建筑结构设计变量。在变量选择的过程中，应该将影响建筑结构设计的参数作为变量。比如，建筑物的损失期望值、建筑结构造价值、建筑结构设计的可靠性等进行严格的控制，这些技术相关的目标参数，又是建筑约束控制的参数值。对于建筑结构设计中影响范围较小、变化面积较小的因素，可以将其视为部分设计参数值；在具体的实践过程中，可以采用用预定是参数来表示，并将其作为依据来减小设计，计算变量，减小建筑结构设计方案编制过程中的工作量，有效地提升设计工作效率。其次，目标函数的确定。在进行建筑结构设计优化时，应该找到符合相关规定的尺寸和条件的钢筋截面面积、已经失效的概率函数，通过这种方法可以有效地减少建筑施工成本的浪费。最后，科学地确定约束条件。在建筑结构优化设计过程中，应该有效地保证建筑结构的安全性、整体性、科学性，合理地确定建筑结构约束条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在建筑结构设计中，应该对目标的性质、实际应用性质等约束条件科学化的进行对比与分析，保证相关约束条件能够有效地满足建筑施工的整体要求，以保证建筑结构设计的最优化。
3.2 加强房屋建筑结构的刚度设计
房屋建筑结构的刚度取决于建筑材料的含钢量，因此，在房屋建筑设计过程中，如果采用低含钢量的设计会使得工程具有极大的安全隐患，所以建筑施工企业必须注意房屋建筑的刚度设计，以保障房屋建筑的工程质量。当然，建筑结构的刚度会随着不同的地质情况而不同，比如在平原地区，地质比较稳定，房屋建筑结构对于刚度的要求就比较低，这时就可以采用含钢量稍微低一些的建材，而如果在山地丘陵地区，地质情况复杂，就要对建筑结构的刚度要求严格一些，采用含钢量高的建材。综上所述，建筑企业不能一成不变，在房屋建筑结构设计过程中，要因地制宜，不能仅仅考虑企业的利润，更多的是需要和实际情况相结合，设计出最符合要求的建筑结构刚度需求。
3.3 住宅建筑结构的概念优化设计
对住宅建筑进行结构优化设计时候，可以有很多种不同的方案，就是对于同一种布置方案，也可以采用不同的材料、结构荷载以及不同的分析方法，这样也直接使参数的取值区别很大。这些都需要设计人员进行合理的选择，根据自己的工作经验以及工程实际情况确定参数。住宅建筑结构通过概念的优化设计，可以对由外力荷载作用而产生的内力分布进行预算，也能预想出不利荷载的集中加载可能会产生的破坏力，从而有方向的采取有效的结构方案，建筑中选择使用相应的建筑材料以及构造形式，从而避免出现结构不对称或刚度不均匀等问题。所以，住宅建筑结构的概念优化设计非常重要，一定程度上能够有效避免自然灾害对建筑的摧毁程度。
3.4 房建结构细节的设计
在房建结构设计的优化过程中，细节的处理是值得注意的关键环节。例如，普遍存在的空调外机安装问题，其根本原因就在于房建结构设计不合理，导致空调安装工经常面临非常危险的高空作业，甚至有的小区只能从楼顶下去安装空调外机。在房建结构设计的过程中有很多这样的细节，只有不断地积累经验、以更加严谨和科学的态度面对每一个细节，才能不断克服存在的问题，避免由于设计的失误导致后期很多工作的难以进行的状况。除了经验之外，细节方面的优化还要注重对现场的勘查，结构的设计和优化一定要建立在对现场的足够的熟悉之上。总的来说，房间结构设计一定要注重设计中的细节问题，使结构设计更加合理，所以我们的设计师一定要更加认真、仔细、专业、严谨。
3.5 优化建筑结构的整体布局
优化建筑结构的整体布局就是要从全局的观念来进行出发，利用结构设计中的点、线、面来确定建筑结构设计的总体布局，同时要求进一步的处理好点、线、面之间的构架关系，从而保证达到新型住宅建筑设计的国家质量使用标注，实现其功能性、安全性和经济型的三重目标。
综上所述，建筑结构设计优化方法的意义是不断提高房屋结构设计的经济性、效益型、实用性和审美价值，满足愈加苛刻的建筑设计要求。它的优化设计方法主要有三个层次，分别是尺寸优化、形状优化和拓扑优化。其中，拓扑优化难度最高，但由于拓扑优化自身的优点，它最容易被房屋结构设计人员接受，也是我国目前应用最广的设计优化方法。
参考文献：
[1] 汪江.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的实现[J].中国住宅设施，2017：1-4.
[2] 余晗.浅析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建筑知识，2016：06-29.
[3] 李晋杰.绿色建筑结构优化设计探讨[J].建筑知识，2016：04-05.
论文作者:孙天阳,夏夕娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/10
标签：结构设计论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 方法论文; 刚度论文; 结构论文; 优化设计论文; 《基层建设》2017年第36期论文;