赵程勇
中建三局集团有限公司 人防与地下空间设计院 湖北武汉 430000
摘要：现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，建筑工程的发展也有了很大的提高。人们对建筑结构的要求也越来越高。在我国当今的建筑结构设计行业中，不断拓展了新的建筑结构设计，其中，应用建筑结构优化设计就是其中的一项重要建筑结构设计方式。它的出现首先适应了社会发展需要，进而才能满足如今建筑行业的发展需求，同时改善人们的居住建筑区环境，使建筑材料本身性能得到最大程度的发挥。此外，优化的建筑结构设计能够有效降低工程成本，取得更高的经济效益，所以在建筑结构设计当中，必须应用建筑结构优化设计方法。通过对建筑结构优化设计方法的重要性的了解，明确建筑结构优化设计的方法与特征，并通过数据分析选择设计过程中建筑结构可优化范围。
关键词：建筑结构；设计；优化措施；分析
引言
建筑行业快速发展，人们对房屋建筑提出了更多的要求，比如房屋的功能、经济性能等。在结构设计过程中也会考虑到施工的方便，这就需要对设计方案进行深入研究，不断优化。科学的结构设计优化，不仅能够满足人们的基础需求，同时可以尽可能减少不必要的成本投入和资源浪费，对于建筑企业的利益也十分重要。希望通过本文研究对建筑行业的发展以及结构设计优化起到积极作用。
1建筑结构设计的重要性
随着经济的不断发展，人们的生活水平日益提高，也越发重视对建筑的设计。随着建筑技术的不断进步，人们更加注重生活品质，并通过不断提高建筑的质量，实现建筑功能的多样化，满足人民日益增长的需求。目前，关于建筑的建设规模正在日益扩大，有关建筑的质量的控制则尤为重要。提高建筑安全性的前提是要对建筑结构合理设计。在设计中，需要考虑到许多结构问题，这样才能提高建筑的安全性与可靠性。
建筑设计的技术含量越高，就意味着建筑结构设计会越来越复杂。在不断变化之中，建筑结构的设计需要在满足人们需求、确保建筑质量的前提下，进一步扩展建筑的功能。在不断设计的过程中，建筑设计师所面临的难题越来越多，需要解决的问题日益棘手。因此，在结构设计中，需要进一步完善设计方案，减少设计中存在的不足之处。结构设计是建筑设计的重点，要考虑到结构的整体和细节，合理选择材料，对结构设计中的重点进行分析，确定具体设计方案，这样才能确保建筑质量。
2建筑结构设计特征
（1）建筑结构设计的安全性。在建筑结构设计中，需要遵循其安全性。建筑的结构安全一直是需要高度重视的问题，如果出现问题，就会使得居民身心健康遭受巨大的影響。为了提高建筑结构的安全性，需要融入严谨的数学思维和物理设计原理，还要配合计算机辅助设计，使设计更加精确，有严格的数据作为支撑。在一系列的设计思想之下，建筑结构的安全性会有所保障。（2）建筑结构设计的经济性。为了进一步提高建筑结构设计质量，就需要遵循经济性。建筑设计的目的是为了供人们使用，因此，不能忽视建筑的使用价值。这种价值的体现，与结构设计是否有经济性息息相关，优秀的建筑结构设计不仅能够带来可靠的结构，还可以提高建筑的使用价值，提高建筑的经济效益。（3）建筑结构设计的适用性。建筑结构设计中，要凸显适用性，融入以人为本的设计理念，才能充分展现建筑的功能。如今，建筑的功能日益多元化，满足人们日益增长的需求，而这更需要展现适用性。比如，要注意到建筑的采光，温度，通风等方面的设计，尽量满足使用者的需求。（4）建筑结构设计的创新性。在建筑结构设计中，创新性是一个不能忽视的特点。随着时代的不断发展，建筑结构设计不能遵从传统思维，否则就无法提高建筑的功能。在设计中融入创新理念，一方面可以使建筑结构更加合理，另一方面还可以方便更多居民和使用者。在建筑结构设计中融入创新理念，会使结构设计的特殊性充分彰显，使建筑的使用价值充分体现。
3建筑结构设计优化措施的优点
3.1满足经济的发展
近些年来经济的飞速发展，不断满足了人们对物质生活的丰富需求，同时人们对衣食住行的质量要求也越来越高。一般情况下，人们怀有一种可持续发展的理念来购买住房，为了满足人们对住房的要求，建筑工程企业要在建筑物中融入优化后的设计思维。此外，我国建筑行业为了响应国家号召，学习各国管理的方针政策，不但实现了遵循保护环境的可持续发展战略，同时，也将这一政策运用到建筑行业中。积极响应国家和广大人民的号召，不断优化建筑结构设计，满足人们的广大需求。而建筑结构的设计优化方法，还有利于降低工程资金，提高房屋利用率，提高建筑企业经济收入效益。
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3.2提高建筑的总体效益
众所周知建筑工程是一个规模比较大，建设周期比较长，所需要的建筑资金比较多的工程。为了促进社会的可持续发展，建筑行业要适当淘汰一些建筑过程中的弊病，尽可能的缩小成本，实现利益最大化。只有很好地控制建筑成本，才能够使房屋建筑的利用得到很好的保障，房屋的后续使用需求才能够得到满足。而建筑结构的优化设计，能够使得建筑材料更好的发挥性能，实现更加合理的结构建设活动，提升了房租建筑结构安全性。同时，经过优化的房屋结构有利于促进节约，降低建筑工程的预算成本，提高经济效益，推动建筑业迅猛发展。这种优化设计有利于变通房屋格局，使建筑的安全性、实用性、美观性得到提升，建筑结构的优化设计与房屋建筑需求是一脉相承，更够更好的为广大市民服务。
4房屋建筑结构设计的优化措施
4.1抗震结构通病的解决措施
建筑结构设计人员，应该细化抗震结构的设计，预防抗震结构设计中的通病问题。建筑在抗震结构设计方面，需要根据建筑工程的具体情况聘请专业的抗震设计人员，有针对的进行抗震设计，全面了解建筑工程所在位置的地质情况，调查地区发生地震的情况，在此基础上设计抗震结构方案，保障建筑结构抗震设计的规范性和严谨性[3]。抗震结构通病的解决措施中，比较重要的是抗震数据的计算，综合考虑与抗震结构相关的地基、主体等，以便提高建筑的抗震能力，规避设计通病的风险影响。例如：建筑抗震设计中，规范设计剪力墙结构，根据抗震结构的要求，按照由下到上的顺序设计结构承重等，而且不能排除地下室空间的设计，充分发挥抗震结构的设计优势。
4.2结构整体及局部优化
房屋建筑设计有着鲜明的层次性、系统性。基于层次性看，涵盖着建筑整体设计、结构、安装等体系，每各独立体系又涵盖多个子体系。在设计房屋结构时，设计人员需要对每个子体系进行针对性优化，打破关联横向性，以实现叠加型建筑工程；基于系统性看，主要包括建材、零部件的选用等方面。在对房屋建筑结构设计开展优化必须从整体出发，对整体设计予以合理优化。
4.3抗风结构通病的解决措施
抗风结构设计通病的解决措施中，需要根据建筑结构的抗风实质，完善抗风结构的设计。设计师在建筑抗风结构设计中，分析风力荷载在水平方向对建筑结构的干扰，在建筑抗风结构中，设计安全极限，确保其可承受风力荷载引起的水平冲击，保障建筑结构的平稳性，避免风力荷载超出抗风结构的水平荷载。建筑工程企业为了减少抗风结构设计通病的发生机率，将建筑整体结构做为设计的对象，尤其是主体工程设计，使用加固的方法，提高建筑结构抗风设计的水平。例如：某38层高层办公建筑，在主体结构设计时，选择混凝土加固的方法，先设计混凝土主体结构，再根据建筑结构的抗风需求，提升主体结构的承重水平，针对楼板等，采取耗能设计的方法，保护建筑结构的安全性能，杜绝风力的影响，促使建筑抗风结构设计能够达到最优的状态。
4.4转换层结构设计
首先是对转换层结构的抗震性能进行设计。抗震设计是建筑结构设计的关键，为了确保该功能可靠，可以有效提高建筑的安全性，就需要结合规定和相关的标准进行设计，比如，针对框支剪力墙的转换层设计一般会设置固定的层数之上，那么该结构的下部抗震等级需要在原有的基础上再度升级。对于转换层的底部框架而言，若是采用密柱框架，就可以维持原有的等级。对于转换层的构件，一般要进行相应的调整，这样才能使其更好的适应更高层次的地震。第二，对转换层楼板的设计。转换层的功效是将结构分成两个部分，这样就会导致不同部位的受力情况存在一定的差异。上下部位的楼层会因荷载的力度方向而呈现出其独有的受力情况，而且，会根据剪力墙的刚度情况决定这一部分楼层受力情形。下方部位的楼层也会根据刚度的差异性存在着不同水平的受力情况与荷载分配。转换层的楼板一般会因不同的受力情况会出现变形，因此，楼板还要具有自身的刚度。
结语
在房屋结构设计中应用建筑结构的设计优化方法，既可以很好的符合房屋建筑行业发展的客观要求，还可以符合科学发展和可持续发展的要求。采用合适的优化方法和方案，可以在提升建筑安全和美观的同时，更好的提升建筑的性能，同时还能在一定程度上降低建筑物的造价。建筑结构的优化涉及到的方面很多，既有局部的优化，也有整体的优化，是一个系统性的设计和优化的过程。在房屋建筑结构设计上应用好建筑结构设计优化的方法，以更好的为房屋建筑工程质量和效率的提升服务。
参考文献
[1]刘露旭.遗传算法在建筑结构优化设计中的应用[D].锦州：辽宁工业大学，2015.
[2]张冰.建筑与结构整合设计策略研究[D].南京：东南大学，2015.
[3]庹梦云.结合Ansys的框架结构优化设计[D].锦州：辽宁工业大学，2014.
[4]张红标.建筑结构设计成本优化研究[D].杭州：浙江大学，2012.
论文作者:赵程勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/11
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