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摘要：在建筑行业市场竞争日趋激烈的同时，建筑设计企业所面临的挑战是巨大的，安全适用、经济合理的结构设计是提高设计企业市场竞争力的有力支撑。因此，在结构设计中需要运用优化的理念及方法进行指导，合理有效的优化方案能在保证满足结构设计目标实现的前提下降低项目成本，从而提高设计质量，增强企业竞争力。
关键词：结构设计；优化方法；房屋建筑
1建筑结构设计优化方法应用理念及主要步骤
1.1应用理念
建筑结构设计是一个比较复杂的系统工程，涉及到专业本身以及与相关专业的配合问题，这就要求在对其进行优化设计时应遵循相应的优化设计理念。优化设计应该包括从结构体系到结构构件，从整体布局到原材料选择，从初步设计到施工图设计，从全面设计到控制性节点设计等多个方面去考虑。寻求最为接近实际的优化模型；制定出明确的优化目标，包括多目标统筹等方面；再根据项目的实际特点，选取寻优算法，包括制定寻优准则，在既定模型系统中采用一些先进的数学模型进行计算求解，例如数学规划法、最有准则法、仿生学方法等。只有在充分了解项目目标，约束条件等特点的前提下，才能对结构设计的各个阶段进行全面而深入的优化，才能真正起到提高房屋建筑质量，降低建筑成本的重要作用。
1.2主要步骤
（1）制定结构优化模型。制定科学合理的结构优化模型是应用建筑结构优化设计方法的重要途径，模型的搭建要结合建筑结构工程实际情况，并根据工程要求进行模型优化，在建筑结构模型中体现建筑结构性能。将影响因素以预定式参数的形式表示出来，为具体的模型设计人员提供参考。预定式参数的应用能够使建筑结构优化模型搭建过程中的设计数量和计算数量减少，从而提高模型质量。
（2）明确结构优化设计的基本目标。建筑结构设计优化行为需要在理清所有建筑环节的基础上执行。在结构优化之前，对建筑使用功能目标、结构安全目标、抗震性能目标等进行综合分析，找出其控制性目标，从而明确建筑结构设计优化的基本目标，为控制建筑结构优化设计成本提供便利条件。
（3）制定科学的约束条件。建筑结构设计的操作人员要严格遵循建筑结构优化设计标准，重视建筑结构质量，确保建筑整体质量。在进行建筑结构的优化设计时，不能随意更改原先的设计方案，要在基本约束条件的制约下执行优化设计措施。科学的约束条件的制定能够体现出设计人员对工程的了解程度，一般情况下，可制定的约束条件主要是针对结构设计中的具体参数，包括房屋建筑中的裂缝宽度、各种建材材料的常用规格等。建筑结构的优化设计需要把控影响建筑结构安全性、稳定性和使用性能的因素，把握住约束条件，合理开展优化设计活动。在当前信息社会的发展背景下，设计人员可充分借助信息技术将约束条件编辑成计算机程序，提高运算核验效率，确保约束条件发挥效益。
（4）科学的对比设计方案。建筑结构优化设计方案的制定需要多重筛选，要将各种建筑结构优化设计方案中涉及到的参数计算出来，得出基本的计算结果并进行综合比较，按照企业、业主等各方面的要求，选择经济效益和社会效益兼具的建筑结构设计优化方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建筑结构的优化设计方案中要体现对可能出现的结构问题的优化，并建立专项设计项目，深入研究和分析建筑结构设计中存在的不合理之处，确保按照整体结构实用和安全的要求进行建筑结构的整体优化设计。
2房屋建筑结构设计优化方法的应用
2.1使局部优化与整体优化相得益彰
建筑结构设计工作具有复杂性与层次性的特点。所谓房屋建筑工作的复杂性，就是对诸如选择建筑材料、选择建筑构配件、施工团队的选用等多方面进行综合考虑。然后寻找最优化的搭配方案，实现保证房屋建筑的安全稳定、舒适美观的同时，降低成本投入，追求利益最大化的优化方案。而层次性就是建筑的结构设计体系、安装体系等细节问题。因此，对于房屋建筑项目的复杂性及层次性，要从建筑工作的整体角度出发，将整体优化与局部优化有效结合，从而完成房屋建筑结构的设计优化工作。
2.2结构的抗震性能设计优化
在日益恶劣的生态环境面前，建筑用地应得以更为严格的控制，未来的建筑会更多的以高层建筑为主。而对高层建筑而言，建筑结构的抗震能力对于建筑物的安全稳定有着巨大的影响，由于高层建筑的重心很高，如果建筑物结构本身的抗震能力不强，就会很容易造成高层建筑的倒塌。因此对高层建筑抗震能力的设计优化工作就显得尤为重要。高层建筑物抗震能力的强弱关键在于高层建筑物本身的结构强度以及结构的刚度这两方面。在设计中就要加强对高层建筑物结构的强度以及刚度的控制。
（1）根据不同抗震标准合理控制屈服部位的受力机制，采用桩基、地基夯实稳固建筑物上部结构，消除地基液化沉陷等有效的抗震措施，避免设置建筑物的防震缝，提高高层建筑物的抗倒塌能力。
（2）要在高层建筑物设计施工过程中，使用减震、隔震、耗能技术以及相关抗震减震的建筑材料，使用延性结构的抗震体系，结合软垫、摆动、滑移及悬吊等相关的隔震措施，以改变高层建筑物的动力特性，尽量减少对高层建筑物的能量传入，以减轻结构的反应，提升高层建筑物结构的耗能能力，降低剪力对高层建筑物的不利影响，从而实现最大限度降低高层建筑物在地震中的破坏程度。
2.3钢筋混凝土框架结构设计优化
钢筋混凝土结构是大多数土建项目的主要结构，在工程建设中具有极其重要的地位和作用，因此，对钢筋混凝土结构的优化设计是必须要进行的且非常重要的环节。部分钢筋混凝土框架结构比较适合用准则法对其进行优化设计，根据建筑物框架的截面的大小，采用有限单元法进行建筑物结构的优化分析，最终制订出房屋建筑中合理的混凝土框架结构的优化设计方案。
2.4房屋建筑物上部结构设计优化
在对房屋建筑物上部结构进行设计优化时，剪力墙是非常重要的一部分，因此，在对房屋建筑上部结构进行优化设计的过程当中要非常注意剪力墙的布局，对其进行科学合理的布局，并保证剪力墙的质量均匀，此外还要重视楼层结构中心和楼层平面刚度中心的结合，以实现降低诸如风力、地震等外力对房屋建筑物的不利影响的目的。一般而言，如果条件允许的情况下，剪力墙应尽量沿建筑物周边均匀布置，这样不仅增强了整体结构的刚度，还降低了过多使用钢筋混凝土带来的成本，同时，还降低了基础设计难度。。但在地质条件较差的地方建造房屋，因这样的情况下对房屋建筑物的抗震能力要求更高，就不适宜采用较大开间的剪力墙结构。
2.5分阶段优化
所有的建筑物，在其使用年限之内，每个环节都设计了数套设计方案以供选择，因此，建筑物建设中可以进行分阶段优化。这样建筑设计单位即可根据各阶段工程的性质以及特点设计出不同的优化方案，把建筑物的寿命进行合理的优化，从而降低了建设成本的投入，提高了经济效益。
3结语
在建筑结构设计中应用建筑结构设计优化方法是与社会可持续发展要求相吻合的，建筑行业的发展需求才能得到满足，人们居住的房屋建筑才能更加安全、美观，建筑材料的性能才能得到最好发挥。此外，这也有助于工程成本的节约控制，房屋建筑将会取得更多的经济效益，所以说，建筑结构设计优化方法的应用十分必要，且有待进一步深入研究。
参考文献：
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[2]刘鹏程,冯玉斌.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].江西建材,2016(10):15+17.
[3]彭辉.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建材与装饰,2016(10):115-116.
论文作者:蔡宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/29
标签：结构设计论文; 建筑物论文; 建筑结构论文; 结构论文; 建筑论文; 房屋建筑论文; 优化设计论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;