尹向东
中国民用航空飞行学院 四川广汉 618307
摘要：目前，随着我国社会市场经济的日益完善，城市化建设也十分完善，因此建筑物的经济性能受到越来越多人的重视。因此，尽可能使用最少的材料或者最少的造价成本来建造出满足国家规范和设计使用要求的建筑物，是现今建筑行业人士的追求。但同时，我们需要保障建筑物的安全性能，所以在这种背景下，建筑结构的优化设计作用就体现出来了。建筑结构优化设计并不是简简单单的减少混凝土材料用量和钢筋等的用量，而是要需要通过不断调整各构件刚度之间的比例关系，做到充分利用各构件的受力作用，发挥它们各自的优点长处，使建筑物的整体结构达到最优。
关键词：结构优化；建筑设计；重要性
1 导言
近几年，国家的发展速度逐渐增快，在现阶段市场经济的背景下，建筑设计行业的市场竞争力度不断增加，不论是建筑设计企业或人员，都面临着不小的压力和挑战，想要有效改善眼前的情况，需要更加注重建筑结构优化的运用，根据使用者对建筑的需求，制定相应的设计方案，在确保建筑符合国家标准的前提下，对设计中的各个环节进行优化，提高建筑的美观性和舒适性，充分考察当地的实际情况，包括天气、地质、环境等外在因素，可能对建筑造成的影响，并设计相应的处理措施，增加建筑的安全性、功能性和协调性，选择性价比更高的建筑材料，降低建筑工程的成本和资源，实现建筑整体优化与局部优化的有机统一，给使用者提供更加美观、舒适、安全的房屋建筑，提高客户对于建筑设计行业的服务评价，促进建筑设计行业的可持续发展。
2 结构优化在建筑设计中的重要性
就目前我国的情况而言，群众对于建筑的需求不断增加，要求也随之提高，想要确保建筑设计行业的市场竞争优势，结构优化是建筑设计过程中的必要手段。能够有效的增加建筑工程质量，增加建筑的实用性和功能性，给客户更加良好的使用体验，促进建筑设计行业的长久发展。
2.1 结构优化在建筑设计中的意义
根据时代的发展，不断优化建筑结构设计，可以保证建筑的使用效率，增加建筑的使用年限，赋予建筑更长的生命力，给建筑设计带来更加广阔的空间，通过结构优化，给使用者提供更加良好的居住环境，不仅能够提高使用者对建筑设计的评价，还能减轻建筑设计行业目前面临的压力，真正实现建筑设计行业的发展目标。
2.2 建筑设计中结构优化的特点
建筑结构优化能够给予设计人员更加丰富的建筑设计空间，增加了建筑设计的多样性，并充分结合当下的流行趋势和审美标准，实现建筑美观性的提升，给使用者带来更加良好的视觉体验，提高了使用者对于建筑的直观感受；建筑结构优化能够适当的降低建筑建设过程中对于周围环境的污染，通过优化选材，利用更加绿色健康的建筑材料，不仅贴合了当下国家对于建筑工程的绿色发展要求，还能确保建筑周围生态环境的平衡状态；建筑结构优化能够降低建筑工程的成本，增加建筑设计的经济效益，从根本上控制建筑工程成本的流失，大大减少了资源浪费的现象，增加了原材料的使用效率，不仅有效的降低了施工成本，还给建筑设计行业发展奠定了良好的基础。
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3 建筑结构设计优化策略
3.1 建筑结构的整体优化方法
建筑结构优化主要是指房屋建筑的整体构造与部分构造的设计两个部分，这两个部分相互依赖相辅相成，互为条件缺一不可。而建筑部分的设计优化包含很多内容，诸如屋顶的设计优化、框架的设计优化、基础的设计优化、维护优化等。这就需要工程技术人员运用所学专业认真思索、精心设计，在每一具体项目的设计过程中，不但要保证结构的安全性和适用性，还应当有效控制成本。智慧来源于实践，要实现科学严谨的设计优化，设计人员有必要亲自到拟建项目场地实地考察论证，掌握项目相关的第一手资料，做到心中有数，并在设计中充分考虑现场条件进行优化设计。比如，在建筑材料的选择上，除满足结构设计的安全性要求及建筑功能设计要求外，尽可能结合当地的生产条件及市场条件进行合理选取。再比如，当遇到较为复杂的地质条件时，设计人员也要结合当地的施工条件，采取合理可行的基础设计方案。这样，设计出来的建筑才能在施工中少发生问题，确保项目的顺利实施，从各方面保证建设项目的安全性，并尽可能节约成本，满足项目的投资要求。
3.2 结构模型的设计
3.2.1 选择变量
在进行建筑结构设计优化时，设计师作为工程专业人员，一定要把影响方案设计的数值作为设计变量，例如，工程项目目标控制参数与限制参数等等。如果把影响原因或改变幅度相对小的参数作为变量，那么，房屋建筑无论是在结构设计，还是计算以致编程等，难度将会大大降低。
3.2.2 确定目标函数
就是说，在实施构造设计优化操作中，专业设计人员要计算出能够满足有关预定条件的截面几何尺寸、钢筋的截面积和相关的失效概率函数，有效降低项目成本。
3.2.3 确定约束条件
就房屋构造的设计优化来说，结构的可靠度必须要保证。同时，确定实施优化设计也要有一定的约束条件，不能随心所欲。所谓约束条件有不少内涵，比如裂缝宽度的约束、结构强度的约束、尺寸、应力、构件单元、结构系统、可靠性指标以及正常应用极限状态下的弹性、弹塑性等等。此外，还要对目标约束条件和现实约束条件有效进行对比和分析，以合乎相关规定要求。
3.3 选择最优程序进行统计分析
设计人员完成模拟设计工作后，再根据已知条件选取最佳计算方案，实现设计流程的最优化，使其有比较齐全的用途和完善的实践作用，完善建筑设计功效与作用。要不断总结经验教训，通过比较查找设计的薄弱环节，多层次多角度思考问题，既要注重经济利益、施工材料成本，也要顾全大局，提升信誉树立形象，更要改进技术发明创造，提升企业发展后劲。
3.4 基础结构设计优化
房屋基础结构的质量，直接关系房屋构造的整体作用与稳定。基础结构好，整体作用一定强，稳定性一定更牢固。因此，合理运用建筑构造设计优化方法，对基础构造设计至关重要。值得一提的是，要对地基地质、桩基种类、基础构造等方面的设计实施有效控制，适时确定桩基项目方式，把握桩身长度与直径，优化基础构造方案，确定科学的基础结构、施工技术与资金投入的平衡节点。在全面落实建筑结构设计优化的基础上，全面提升房屋整体构造强度和结构的稳定性。
3.5 节能结构设计优化
节能结构设计的优化必须以绿色建筑思维理念为前提和基础，设计人员要正确运用结构设计方法。具体方法包括：第一，要结合项目所处的地理位置、气候条件和所在地城市规划的具体情况，有的放矢地选择建筑的朝向，这么做不仅可使住户有好的采光照射，也为室内通风营造了温暖温馨的良好环境，可谓是一举多得；第二，要统筹兼顾，不能只顾建筑的美观而不考虑座向风向，只要设计科学合理，则会有效降低室内热量损耗，实现高效节能的最佳效果；第三，要采取优化措施，完善房屋建筑的维护工作，对屋顶、门和窗户等要提高设计标准，在面对阳光一侧，窗面积可适当扩大，有条件的也可增加窗户数量，这种设计方式会提升室内的采光度。在背光一侧，可适当减少窗的面积或数量，避免热量过多散失，以利节能。
4 结束语
综上所述，随着现代化建设进程的不断深入，对建筑结构优化设计是社会发展的必然趋势，符合社会发展的需要。建筑结构设计的优化方法在房屋结构设计中的使用十分广泛，对提高建筑行业的发展有着推广价值。因此我们需要不断加强对建筑结构优化设计方法的研究，掌握建筑结构设计优化的具体方法和应用，最大可能的提高建筑结构设计的质量，推动我国建筑行业蓬勃向上发展。
参考文献
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论文作者:尹向东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/8
标签：建筑论文; 建筑设计论文; 结构设计论文; 条件论文; 结构优化论文; 基础论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;