摘要：随着我国经济建设的发展，我国基本已经完成小康建设任务，社会的整体环境已经有了一定的变化和改变，对于建筑市场而言，其面临的机遇和挑战也逐渐增加。对于建筑企业而言，需要解决的问题和面临的压力也逐渐增加，业主对于建筑的性能提出了更多的要求。所以，要想提升建筑企业的市场竞争力，增加企业的社会效益，企业就很有必要对业主的要求进行全面的分析与研究，在施工设计过程中进行一定的满足。基于此，本文就建筑结构设计优化的新方法进行一定的分析和探究，希望能够满足建筑结构设计的新需求。
关键词：建筑结构；优化设计；新方法
引言
随着全面建成小康社会的来临，整个社会环境发生了翻天覆地的变化，建筑市场在迎来各种发展机遇的同时，也面临着异常激烈的竞争。建筑企业面临着前所未有的压力，业主对新建建筑提出了实用性、美观性、安全性等要求。为了能在建筑市场站稳脚跟，企业就需要认真研究业主提出的要求，从施工和设计上进行满足。因此，无论是从激烈的市场环境、业主的要求还是企业的经济效益上来说，对建筑结构设计进行优化都是非常有必要的。
1 建筑结构设计优化的重要意义
1.1 结构设计优化有利于降低工程总成本
近些年，由于城市人口的大幅度上涨，导致城市用地紧张，所以城市的高层建筑不断增加。它与普通多层建筑不同之处在于，高层建筑在纵向上占据的空间大而相应的单位建筑面积占用的土地比较小，从而降低了建筑物的用地成本，但这并不是说明，楼层越高节约的成本就越大，而是要充分考虑建筑物的单位占地面积与它的总造价间的比例关系，通过对建筑物结构设计的合理优化，达到降低建筑总造价成本的目的。
1.2 结构设计优化有利于加强建筑物的经济效益
若增加高层建筑物的层数，会相应增加建筑物整体框架的梁和柱的承载能力，进而加大墙体的面积和梁柱的体积，导致整个建筑物自身重量大幅增加，使房屋中的基本配置增加。相对而言，普通建筑物的建筑材料就会节省很多，且能提高抗震强度。建筑物高度不同，会导致墙面的范围不同，当建筑物选择圆形或接近方形时，外墙的周长系数减小，这样建筑物的基础部分包括外墙车体、内部和外部的装修表面都会减小，不仅有效提高其受力性能，同时也能增强建筑的整体经济性能。
2 建筑结构优化设计新方法
建筑结构优化设计的效果主要是通过其建筑工程总体设计的优化措施体现的，同时还可以通过其结构分部优化设计进行体现。分部结构优化设计过程中，需要对其优化设计内容进行一定的优化，其中主要有基础结构的设计优化和屋盖系统的设计优化，同时还有对节点细部方案和围护结构的设计优化等内容。以上内容主要包含布置和受力等部分的优化设计。
2.1 地基基础结构的优化设计
基础结构的工期大约占整个建筑工期的25%左右，其造价大约占总造价的10%～20%，设计人员须合理规划设计方案。此外，基础结构的设计方案与地质条件息息相关，所以在设计时要严格参考地质勘探报告的相关数据，选择合理的建筑结构基础，把控好基础结构的截面大小，从而在设计时可以适当的进行优化改进，降低总工程造价。
2.2 拓扑优化方法
拓扑优化方法主要是通过设计人员在进行建筑结构设计环节，对其结构进行理想的分布，同时对其结构刚度进行适度的分析随后进行优化。合理的利用拓扑优化方法能够降低建筑结构的负重，增加其结构的使用性能。在对其应用的过程中需要设计者对该方法的有点进行合理的运用，对其设计方法进行一定的转变，保证其建筑结构设计的科学性和合理性。
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2.3 截面优化方法
建筑物结构的设计质量直接影响着整个建筑的安全和稳定。因此在进行建筑截面的处理过程中其设计员需要注重截面结构的稳定性，保证其结构的安全性。要保证其截面的计算的精确性和科学性，务必保证其建筑的稳定性。在进行建筑截面结构设计优化的过程中，设计员可以通过有限元方法对其变量进行结构位移和应力的计算，合理的运用其先进的设备，对计算结果进行统计和判断，随后进行优化设计工作。
2.4 外形优化方法
外形优化方法有助于设计员对其建筑结构框架的调整，同时对建筑内部形状进行相应的完善，从而保证其建筑结构优化的设计质量和效率。第一，设计员很有必要在进行结构设计之前对建筑物的整体状况进行科学全面的分析和调研，根据我国现行的建筑结构设计要求进行建筑结构的调整和完善。外形优化方法能够对建筑结构外形进行一定的区分，在进行应用过程中，通过杆系结构和连续性结构的应用进行其划分。在进行杆系结构外形设计中，一般是将其建筑结构的节点进行关键点的制定，同时作为设计变量，从而保证其建筑外形结构优化设计工作的顺利进行。
2.5 房屋结构与电气的协调优化
对于房屋建筑工程而言，电气工程是建筑工程的施工环节之一，在设计房屋的结构过程中，需要将房屋结构与电气相应的工作进行相应的结合和协调。电气管线在进行安装过程中，对于楼板处的安装工程，会大大的影响房屋结构的正常施工工作。由于电气管线是需要经过房屋结构梁体的穿过，从而保证其电气管线的作业安全。以此，在进行建筑结构的设计过程中，需要严格的遵循建筑顺序，首先进行建筑梁体孔洞预埋工作，随后进行电气管线预埋孔洞位置的明确，和对孔径大小的明确工作。同时，很有必要将梁体宽度进行相应的考虑，保证与墙体厚度的相统一，保证其梁侧平面与墙体一侧的相吻合，保证电气管线裸露的正常性。建筑梁体内的孔洞数量比较多，所以很有必要对建筑的电梯房结构进行相应的设计，保证其设计强度的规范性。
2.6 房屋结构与给排水的协调优化
对于房屋建筑而言，其给排水的设备也是比较多的。对于一般情况，需要在地下室进行水泵房的设计。鉴于给排水管道的相关系统复杂性和管道的长短差异性，因此很有必要进行建筑结构的优化设计，对给排水管道的预埋孔洞进行科学的研究。对于水平的给排水管道而言，其主要进行承重墙的贯穿，主要是进行承重墙体的相应加固工作。在实际的工作过程中，一般通过建筑信息模型进行给排水系统的相应检查工作，对其设计方案进行优化。
结束语
总而言之，建筑结构设计的优化对提高建筑的经济效益、节约造价成本和提高建筑美观等方面都有着重要意义。它的综合性和系统性都比较强，这不仅要求相关的设计人员深刻认识自身的不足，努力提高思想认识和专业设计技能水平，而且需要设计人员认清建筑结构设计优化的严峻形势，在不断的建筑结构设计优化的过程中，总结优化建筑结构设计的方法，提高建筑设计的综合能力，以实现整个建筑的经济效益、提高建筑物质量。
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论文作者:刘云涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/22
标签：建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 优化设计论文; 建筑物论文; 建筑结构论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第36期论文;