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摘要：建筑是实现地区进行现代化经济建设目标的重要组成部分，其易受外力环境与本身构建设计复杂性的影响，而降低工程项目建设使用的耐久性。基于此，相关建设人员应从问题的角度出发，即在明确结构设计现实意义与设计技术应用局限的情况下，找出具有针对的优化控制策略。这是缓解当前现代化经济建设背景下，住房压力不断增加的重要发展方向与研究课题，因此，相关建设人员应将其充分重视起来，以作用于实践。
关键词：结构设计；拉氏乘子法；Powell 计算法
1 研究建筑结构设计与优化的现实意义
建筑（Civil Architecture）是由多个不同大小的室内空间环境组成的，其空间的形成是由各种实体组成的。这些实体被称为建筑构配件，主要用来满足建筑用户对工作环境与生活空间场所的需求。然而，研究表明，外界环境会对建筑构造的技术应用效果造成影响，而降低整个建筑物的作用稳定性。这里的外界环境是指：外力、气候以及人为等；施工技术是指：施工材料选用、结构技术以及各个施工环节的施工技术等。要想实现工程项目的建设使用目标，结构设计人员需从实践角度出发，来满足用户对其的需求。但实际情况的复杂性，使得建筑结构的设计过程存在诸多的问题影响，例如，计算复杂性、地基基础设计不合理以及局部设计与整体设计不配等。为此，研究人员应在掌握建筑结构设计应用局限的情况下，找出具有针对性的优化控制策略，以缓解当前城市发展的建筑使用压力。
2 建筑结构设计应用局限
2.1 结构计算复杂
建筑结构设计的计算复杂性主要体现在三个方面，即结构作用可靠度、荷载计算以及建筑物所处环境。这里的结构作用可靠度是由抗压抗拉能力、抗剪强度设计值以及轴心抗拉弯曲等设计，来进行保证的。荷载设计，则要考虑所处环境的差异，来选用不同的修正系数。而建筑物所处的环境以及采用不同的计算方式，更是会给结构设计的效果带来较大差异。上述几点，均是造成建筑结构设计缺陷的原因所在，因此，设计人员要采用必要的优化手段来进行处理控制，以达到工程项目的建设使用要求。
2.2 局部结构设计不合理
为保证建筑结构的空间效益，结构设计人员经常会忽略抗震墙承重柱的设计控制。即上下节点均不在同一位置上，这就降低了结构作用的稳定性。此外，此结构状态，还会导致荷载传递的减弱，即结构的抗震能力存在减弱情况。同时，在工程建设过程中，也存在结构设计与实际情况不符的问题，即设计图纸的受力计算与构建的实际受力情况存在较大差异。这种情况，就与相关管理部门制定的建筑抗震设计规范标准要求不符，从而结构作用于实践埋下了不小的安全隐患。这些都是结构设计存在漏算、错算现象导致的。
2.3 地基基础与上部楼层设计缺陷
对于完整的建筑物来说，是由地基基础与上部结构两部分组成。其中地基基础的不稳定会影响整个建筑的建筑质量。建筑初期勘探不充分，会导致后期的工程在施工甚至投入使用的时候，出现下陷或是承载能力不足的现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在遇到大的灾难面前，会发生坍塌，有人身安全的风险。对于上部楼层的设计，计算长度往往会出现取值错误的现象，造成底层的截面和配筋率偏小，结构体系不安全，降低了建筑的可使用年限。
3 优化建筑结构设计应用控制策略
3.1 优化结构计算
在对建筑结构进行设计计算时，设计人员应了解，设计中的变量、影响条件，并不是采用单一的线性优化方式就能达到优化处理效果的。而是应该在设计计算过程中，对存在限制影响的条件进行转换，使其成为无限制影响条件，而后，再进行计算控制。例如，设计人员可采用拉氏乘子法、复合型以及 Powell 计算法，来降低环境可能带来的问题影响。
3.2 提高结构设计水平
据权威数据统计证明，要想提升建筑结构设计实际水平，应清楚了解建筑物的结构类型，并进行合理化选用。建筑结构设计类型可以从以下几个方面进行阐述：首先，建筑物钢结构，当钢结构与砖混结构以及混凝土进行对比的过程中，钢结构往往具有较高的性价比，强度与综合经济效益也相对较高。因此，建筑设计期间应合理选择钢结构，实施大开间布置，防止设计结构距离过大引起建筑物自身质量问题。此外，钢结构还能够减少材料使用以及降低建筑造价。其次，应用建筑物矩形柱的框架结构，如果没有特殊条件，则一般的建筑结构设计都会选择矩形柱结构。究其原因在于矩形柱具有相对较强的承受力，且计算体系也相对完善，在实际应用过程中非常广泛，可以在一定程度上确保建筑物使用的安全性与可靠性。最后，优化地基的建筑物基础结构，建筑结构设计期间，地基建筑起着关键性作用，必须要选择合理化的优化方案。因此，在方案选取过程中，必须要选择多种备用方案实施分析。
3.3 优化异性截面柱设计
以上部楼层设计缺陷中的异性截面柱设计缺陷为例，在进行建筑的异形截面柱的结构进行优化时，通常情况下，设计人员均采用矩形柱来作为建筑构架的结构柱，但在特殊环境下，设计人员可利用圆形柱或者三角形柱来对矩形柱加以代替。在建筑的各种形状的结构柱中，矩形的结构柱相对于其他的形状的结构柱来说受力能力比较强，能够对建筑在使用时的安全性加以保证。此外，对于矩形柱来说，其作为框架结构柱的作用过程也存在一定的局限性。例如，当建筑的层数达到设计高度要求后，矩形柱的截面会产生扩大现象，这就会对建筑使用以及构造效果造成一定影响。为此，相关建设人员应加大异形柱的设计研究力度，以规避矩形柱设计应用效果的缺陷，进而实现建筑结构设计应用科学合理性的目标。
4.结束语
综上所述，要想提高建筑结构的设计效果，相关建设人员应在明确建筑结构设计应用局限，如结构计算复杂、局部结构设计不合理以及地基基础与上部楼层设计缺陷的情况下，找出优化控制的方法策略。事实证明，只有将现有的科学技术充分利用起来，才能满足工程建设对其的需求。这是解决城市人口总数不断上升对建筑业提出快速稳定发展需求的有效方法，研究人员应将其充分重视起来，以明确未来建筑行业发展建设的方向，从而实现现代化经济建设对的快速稳定发展目标。
参考文献：
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[2]陈俊.浅谈结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J].科技向导，2013，（2）：172.
论文作者:吴宏洲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/12
标签：建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 矩形论文; 建筑物论文; 环境论文; 设计人员论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;