摘要：随着经济的发展和工业化进程的加快，建筑行业的竞争也越来越激烈。在这种竞争的前提下，市场中的建筑企业要想在竞争中胜出，就必要对着重对建筑施工以及建筑的结构设计进详尽的研究，更大程度地保证建成的建筑质量可靠，对结构设计进行不断优化，才能够赢得市场。本文首先对建筑结构设计原则及几种常见的建筑结构设计进行简要介绍，再对建筑结构设计优化措施进行了分析。
关键词：建筑；结构设计；优化措施
一、建筑结构设计原则及几种常见的建筑结构设计
（一）建筑结构设计原则
建筑在进行设计时，必须以建筑结构的设计原则为参考标准，在设计简化的基础上，使建筑结构设计更加具有科学性和有效性，进而使建筑结构的使用周期和稳定性得到保障，避免出现各种问题在结构设计中，甚至是在使用过程中。1）经济适用原则：在设计建筑结构时，要以建筑环境为依据，选择适合的建筑结构设计要求和施工工艺，使施工环境与施工流程相符。除了考虑适用性外，还必须考虑经济性，所选择的建筑材料必须具有较高的性价比，实现工程成本的最大化节省，使施工单位的投入降到最低；2）安全坚固原则：在设计建筑结构时，应该充分使用新的建筑结构技术，不仅能够确保建筑结构的安全性，还能保证其合理性，只要保证建筑结构具有安全性和合理性，才能使人们的财产安全和建筑工程质量得到保障，这样建筑在使用时，不仅可以保证施工现场的安全，降低施工事故的发生率，还能确保使用的稳定性；3）美观实用原则：现阶段，人们生活水平逐步提升，人们的居住观念也有了较大变化，不仅要保证建筑结构的实用性、稳定性、安全性，还必须具有美观性，只有在设计时，考虑到这一原则，才能与人们审美需求相符合。
（二）几种常见的建筑结构设计
在设计建筑结构时，必须是建筑具有足够的使用空间，确保建筑物的相对稳定性及设计的合理性，与人们的要求相符。1）砖混结构：在建筑物中，砖墙或其他类砌体为竖向受力构件，钢筋混凝土结构为横向受力构件，主要承受的压力来源于屋面、楼面和梁，此种结构为砖混结构。试用范围为多层建筑、房间面积较小或是开间进深不大的低层。在结构设计时，主要的受力构件就是墙体，因此，墙体必须具有抗震性和足够厚度以及稳定性。同时，在设计时，还应该考虑施工过程的方便性与快捷性，以最短工期确保施工工作的顺利进行；2）框架结构：在建筑物中，框架主要由梁和钢筋混凝土组成，这种结构体系可以承担侧向水平力和竖向荷载。在平面布置中，框架结构较为灵活，有利于较大空间的布置，且具有良好的抗弯能力和抗震性能，可以进行多功能使用。由于构件截面尺寸有限，框架结构在设计房层高度上也受到影响；3）剪力墙结构：侧向水平力荷载和竖向荷载是由钢筋混凝土墙来承担，这种结构体系就是剪力墙结构。钢筋混凝土墙具有承受荷载和分割空间的双重作用。由于钢筋混凝土墙为主要受力构件，所有此结构具有较多优点，比如较强的整体性、较好的抗震性与较大的刚度，且剪力墙结构具有较大的适用范围，有利于建筑物的高层设计。但是，由于受到间距影响，剪力墙具有较大的开间距，因此，结构的灵活性比较差；4）简体结构：在现代建筑中，简体结构广泛应用于高层建筑中，具有较强的防震能力和较好的刚度结构。简体结构的主要组成部分就是框筒结构和核心筒组成，此种结构具有较好的整体性、较大的抗侧刚度和灵活性，且使用空间比较大。对于来自水平的荷载，简体结构能够实现有效的抵抗，因此，对于超高层建筑较为适合。
二、结构优化设计在建筑结构设计中的步骤
（一）建立结构优化模型
建筑结构优化计算方案和优化设计模型是建筑结构优化设计的两个重要重要组成部分。结构设计优化就是在众多的变量中选出重要的参数，针对这些参数进行函数模型的建立，从而计算出最优解。通常来说，模型的建立总共分为两个部分，首先是选择较为合理的设计变量，这对模型的构建有着至关重要的作用，同时变量设计也会影响到参数的选择，合理的计算变量能够有效地减少计算编程的工作量；其次是确定目标函数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目标函数的确定要先找出能够满足函数条件的最优解，然后对约束条件进行确定，约束条件包括尺寸、强度、弹塑性以及应力等方面。在进行建筑结构优化的时候，要保证这些约束条件都在规定的范围中，满足设计所需的要求。
（二）设定优化设计计算方案
在建筑结构优化中，很多约束条件和变量参数都会对优化过程产生影响。所以在进行计算的时候应该把所有的约束条件都转化成非约束条件，确保优化过程顺利完成，同时，要全面地考虑到变量的因素，运用科学合理的计算方法进行建筑结构的优化设计工作。
（三）程序设计
程序设计就是在设计优化计算好方案的基础上，进行程序的编写，将程序导入计算机中，在后期的计算过程中只需要将相关的数据输入系统中，通过计算机计算就够更加直观的得出结果。
（四）结果分析
结果分析时结构优化设计的重要一步，对计算机结算出来的数据要进行详细的分析，才能够根据数据给出的信息确定优化设计的最佳方案。在进行结构优化设计的时候，要全方面地考虑到各种阻碍因素，最大程度地保证建筑的结构优化设计工作的完成。对于建筑工程来说，会耗费较多的财力物力和人力，进行结构优化的最终目的就是要将这些这些指标降到最低，同时保证建筑质量的可靠性。所以，在进行建筑的时候，通常要注意以下几个问题。首先要在建筑的经济和技术之间找到一个平衡点，把这两者的矛盾降到最低，在高技术的情况下，不必花费更多的经济。其次，要充分理解技术所带来的经济效益，要认识到由于技术的改进减少了不必要的经济消耗量，所以，要大力应用技术。
三、建筑结构设计的优化措施
（一）建筑的整体性和局部性优化
在建筑设计过程中，存在着一定的复杂性和层次性，这些特点在一定程度上对建筑结构的优化设计都有影响。就层次性来说，层次性包含着整个建筑体系和结构体系，在每一个单独的体系中又包含着许多下属体系，所以，在进行设计的同时，就应该充分地了解这些下属体系，进行必要的优化。对于复杂性来说，复杂性包括建筑所使用的建材以及各种零部件，所以在进行优化的时候，要从大处着眼，实现整体上的优化。
（二）建筑寿命与阶段性优化
建筑的使用年限是考察建筑质量的标准之一，在工程的有效使用时间内，对每一个阶段都要进行优化。在设计的时候，要针对建筑各个阶段的特点，并且结合当下的实际情况进行优化，在建筑的整体上提高建筑的使用寿命，从而达到既保障建筑的寿命，同时有提高经济效益的效果。
（三）建筑基础的优化
整个建筑的基础应该是建筑的钢筋混凝土，这些是构成建筑的重要前提。在进行设计优化的时候，应该采用准则法进行结构的设计优化，但是，如果知道建筑结构截面的情况下，就应该采用有限单元法，对整个建筑的受力状况进行分析，将受力结构进行具体优化，经过相关公式的验算，计算出钢筋混凝土的最优级结构。
综上所述，设计和优化建筑结构是一项庞大且复杂的系统工程，在不断探索和改革的基础上，使建筑结构更能符合设计要求，更具有合理性和科学性，与当今社会的环保理念并驾齐驱。 想要优化建筑结构设计，提升设计人员的素质和能力也是必不可少的环节，能够保证设计方案的合理性、科学性、安全性及可持续性。
参考文献
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[3]杨宏刚.有关建筑结构设计的优化设计的分析[J].企业导报,2013,23
论文作者:陈颠颠
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/13
标签：建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑结构论文; 优化设计论文; 钢筋混凝土论文; 荷载论文; 《基层建设》2017年第8期论文;