楚雄市城市建筑规划设计有限公司 云南楚雄 675000
摘要：在建筑结构优化设计中，合理选择结构的设计方案既能够得到技术上的要求，又能够极大的减少建设资本，但是这是一项十分复杂、综合性强且系统性较强的工作，要想实现有效的设计优化，必须对此加大研究力度，不断深入优化建筑物设计，通过设计优化的手段在建筑土地价格飞涨的今天，有效控制工程造价，实现经济效益与建筑物质量的最佳协调。并通过细节方面的优化，给予用户更为舒适、贴心的居住体验。
关键词：建筑结构设计；优化设计；新方法；探析
引言：
随着我国国民经济水平的不断提高，人们对精神及物质方面的追求也越来越高，同时更加注重居住的舒适性和安全性。衣食住行自古就是人类最基本的需求，对于现代人来说，居住问题仍然是人们共同关注的问题。面对建筑需求越来越丰富的市场，如何使我们的建筑结构更加合理、外形更加美观、居住更加舒适、造价更为低廉都是需要我们设计人员去考虑的问题。下面将从建筑结构设计优化的现实意义出发进行相关探讨。
1、建筑结构设计优化概念
优化建筑的结构是一种需由专业性人员完成的工作。在对建筑结构进行设计优化时，相关工作人员应根据建设该项目的目的、建筑本身的特定功能及最恰当的使用方法来进行设计，建设前应准备一系列力案，全方位地综合考虑建筑设计的优化问题。我国建筑的设计方面较广，所以在建筑设计时，需要全面地进行检查。优化建筑设计包括建筑结构设计及优化建筑方案设计。进步分析时，需全方面考虑设计优化方案，如设计总图及一些建筑风格等，这些都是需要优化的对象；建筑在结构优化设计方面也包括很多内容，因此应加大检查力度，更好地进行优化，以完善建筑结构。相关建筑的设计人员在设计时，应根据建筑本身的结构来进行设计，合理安排建筑的空间结构，更加完善地建设房屋，使建成后的建筑能够满足人们的需求，居住舒适，外观美好。
2、建筑结构设计优化的基本原则
2.1功能性
在进行建筑结构设计的过程中，应最大发挥建筑结构的科学性及合理性，这是至关重要的。其功能性主要体现在建筑施工结束后与建筑结构使用过程中所产生的相关经济效益。对建筑结构设计功能进行充分发挥，从而在一定程度上提升建筑结构的整体使用率。
2.2绿色环保
当下，伴随人们生活水平的不断提升，建筑环保材料的使用将更多地应用于建筑结构的设计中，不但降低了环境污染率，在一定程度上还有效提升了建筑工程的质量，保证了人们居住环境的整体安全。
2.3安全性
安全性是进行建筑结构设计的首要原则，进行建筑结构设计的过程中，应保证各构件、各环节的安全性以及实际可操作性，并与实际的施工作业有效结合，只有在实践中充分使用建筑结构设计，才能使其发挥最佳作用。
2.4经济性
在进行建筑结构设计的过程中，也应考虑其经济性，使其经济成本尽可能地降低，不断创新建筑结构设计，这是当今时代的发展趋势，起初为木石结构，接着是混凝土结构，现今则使用的是钢结构。例如：钢结构中，通常情况下钢结构的优化结构为空间网架，其优点在于造价很低、受力较均匀、质量较轻；还有工形梁这一结构的使用，可将建筑物的施工材料有效节省，将经济成本降低。
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3、建筑结构设计优化新方法分析
3.1拓扑优化方法
此方法的内涵在于，对房建结构进行优化设计的过程中，应先找出最精准的房建结构形式，并对建筑结构强度进行全面分析，采取拓扑优化方法来将建筑结构的自身重量有效降低，进而全面改善建筑物的整体性能。且在利用此方法的时候，相关设计人员应对此方法的优势进行全面分析，并采取拓扑优化方法把建筑物结构设计转化为概念性的建筑结构设计，进而在一定程度上将结构设计的逻辑性有效加大。
3.2截面优化方法
在进行建筑结构设计优化的过程中，其细节在于其可靠性及安全性，在处理建筑物截面的时候，相关设计人员应对截面结构的可靠性及安全性充分考虑，并保证计算的合理性、科学性，全面提升建筑物结构的整体美观度及稳定性。另外，在对建筑物截面设计进行优化的时候，相关设计人员在计算处理结构位移的实际状况及设计变量的相关应力特点的时候，可采取有限元分析的方法，接着利用统计所获得的相关数据与信息化设备的验算方法，然后判别处理结构技术的调整范围，进而得出最佳的优化设计。
3.3外形优化方法
通过外形优化方法，设计人员可以在固有的截面优化方法基础上发对建筑物的结构框架和内部形状进行更进一步的调整、完善，以便提升建筑物的结构设计质量。首先，设计人员需要了解和掌握建筑物的整体情况，以我国现行的建筑物结构设计标准对其进行修正。通过外形优化方法划分建筑物结构的外形特征，在实际工作中，主要采用的是杆系结构和连续性结构。在使用干洗结构外形设计过程中，建筑物结构的节点坐标的选取是关键点，并将选取的节点坐标作为设计的变量，用以满足建筑物外形优化设计的需求。
3.4概念设计与细部结构设计优化相结合
在缺乏详细数据的情况下，我们可以通过概念设计的方法来实现设计的优化。例如，在对建筑物的抗震能力进行设计时，因为地震的强度是不确定因素，我们无法找到与之对应的计算方法，因此，就可以引入概念设计的方法，将数值作为辅助依据。并在设计过程中结合结构设计优化的方法，从而使优化设计达到最佳效果。此外，在设计过程中，设计人员必须对结构的细部进行优化设计，例如，在进行现浇混凝土施工中，异形板料的弯曲部位十分容易开裂，为此，我们可以将其简化为矩形板，再选择钢筋，这样就可以降低凝土开裂的概率，既能满足建筑物结构的基本需求，又能够实现安全和经济的目标。
3.5建筑物下部地基基础结构的优化设计
在对建筑物的下部地基基础结构进行优化设计时，设计人员必须选择最为合适的方案。例如，以实际施工情况为基础选择对应的桩基类型，尽量降低工程造价，再根据桩端持力层的厚度对灌注桩的长度进行科学选择，并对集中优化设计方案进行对比，进一步筛选出最优的设计方案。例如，某建筑物结构的原设计使用的是桩筏基础，相对该结构设计进行优化，将桩筏基础改为桩基础，设置两桩承台、三桩承台、四桩承台和梁式承台。在这部分优化中，考虑的是基础传力的传递路径最短则越省材料，但是前提保证是总沉降值和不均匀沉降值。桩筏基础较桩基础而言增加了一块整体的筏板，将整体受力转变为局部受力，增加了传递的途径，但是也增加了材料的使用，虽然浪费了材料，但对控制不均匀沉降具有一定作用。根据实际情况而言，若要同时满足总沉降、不均匀沉降以及地基承载力的要求，使用天然基础的经济型要比桩基础更高，而且施工更为简便，所需时间也相对较少，费用也较为便宜，不失为一个较好的选择。
4、结束语
近年来我国社会发展迅速，人们对于自己居住的房屋有了一定的要求，这对现在的建筑企业带来了新的挑战。为能够更好地建设，让建筑的每个建设方面均可受到关注，建筑企业提出了很多措施以保障建筑的质量。现在建筑整体的质量基础是建造房屋的结构是否合理，在建筑结构设计时，一定要加大优化力度，保障建筑工程施工的正常运行。
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论文作者:刘海东
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：结构设计论文; 建筑论文; 建筑物论文; 结构论文; 方法论文; 建筑结构论文; 优化设计论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;