广东水利电力职业技术学院 广东 广州 510610
摘要：随着我国社会经济的不断发展，人民的生活水平得到了很大的提高，对建筑的性能和舒适性的要求也越来越高，这就要求建筑物的结构设计要更加安全、可靠。由于建筑技术的不断发展，建筑结构也随之发生变化，建筑的外形和功能的变化也就更复杂，这就给结构设计带来了更大的挑战。在建筑设计的过程中，应该把结构设计放在首要的位置，并具体分析建筑结构的总体布局以及材料的选用等的设计要点，保证建筑结构的可靠性。
关键词：建筑结构；结构设计；优化设计
引言
如今，人们的经济水平不断提高，日常生活也出现了巨大的改变，但与此同时资源的枯竭和自然环境的破坏也逐渐成为当下十分严峻的问题。建筑行业在我国经济发展中一直占据着主导位置，在资源枯竭与自然环境遭到破坏的背景下，实施绿色建筑结构设计将有利于我国的资源枯竭的缓解和保护自然生态环境。
1建筑结构设计中常见的问题
1.1结构设计软件的运用
现在市场的结构设计软件各式各样，功能也越来越强，已达到了“没有干不了的”的程度，以至于人们认为以后不需要人进行设计，这是一种认知的误区。任何软件都是在特定的条件下完成的，其结果都应经过分析确定无误后才可以采用。如果参数错了，后续的也就不可能正确了。更可怕的是不对计算结果判断就直接采用。在审图中发现，设计师在使用PKPM软件时，输入荷载时没有输入楼板自重，且在后续计算中未选取“楼板自重自动计算”这一选项；在另一个项目楼板计算时，楼板的边界条件复杂，软件无法准确计算，楼板配筋偏小，在施工中该楼板挠度很大、开裂严重。所以，软件功能越强大，对使用者的要求也就越高。
1.2结构基础选型不合理
结构基础选型是建筑设计的基础。在现阶段建筑行业，因为设计人员的经验不足，设计水平不过关等原因，造成许多建筑基础选型不合理的现象时有发生。有些建筑物所选用的基础，没有很好的考虑地质情况，造成计算模型不合理、计算不准确，基础造价偏高，在这样的地基上建的楼房安全性差，而且严重浪费资源。
1.3结构构件超筋
在计算结构构件后，构件超筋是一种常见问题。如：剪力墙体系的连梁超筋，就是由于各墙肢通过连梁形成整体，成为连肢墙，从而使该墙具有良好的抗侧刚度。要想达到此目的，主要依靠连梁的约束弯矩，而造成连梁超筋的实质则因连梁的剪扭能力不足，连梁超筋的部位通常在房屋总高度1/3左右的楼层。
1.4结构设计图纸太过简单
建筑结构的图纸设计是建筑施工基础。合格的建筑图纸应该包含结构设计的每一个环节，如：结构的类型、抗震等级、设计、墙体的材料等等。现阶段，在建筑行业有些设计人员的制图标准不规范，比如柱、梁的编号混乱，层高标注不清晰，大样和平面不对应，标注比例不一致等。这给施工带来了很大的困难，严重的会影响了施工的质量。
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2建筑结构优化设计新方法
2.1拓扑优化方法
拓扑优化方法，主要就是在具体进行房屋建筑物设计优化的时候，将其中最为精准的建筑结构形式找出来，并且有效的分析建筑物结构的刚度，利用拓扑优化的方式来达到降低建筑物结构自身重量的目标，最终就可以从根本之上加大建筑物自身的性能。在利用拓扑优化方式的过程之中，相应的设计人员可以充分的意识到拓扑优化方法的优势，利用拓扑优化的方式来将建筑物结构设计转化成为概念性的结构设计方式，从根本之上来有效的加大建筑物结构设计的逻辑性。
2.2截面优化方法
建筑结构的细节部分主要表现在安全性与可靠性上，在对建筑物截面处理的过程之中，设计人员务必要充分考虑到截面结构的安全可靠性，要进行科学、合理化的计算，来有效的加大自身的稳定性与整体的美观度。在对建筑物截面的优化设计中，设计人员利用有限元分析方式将设计变量的应力特征与结构位移的情况加以计算和处理，并利用各类信息化的设备来验算，结合统计获取的数据，再应用结构技术将需要调整的范围判别处理，最终进行相应的优化设计。
2.3外形优化法
外形优化是在界面优化的基础上进行完善的，以达到更好提升建筑的结构设计质量的目的。在对建筑结构进行外形优化时，相关人员要对建筑的整体情况掌握得很清楚，再根据我国现行的建筑柱结构设计的相关标准，在掌握的建筑情况的基础上进行改进。建筑结构的外形特征就是利用外形优化法来进行划分的。外形优化方法在实际的实施过程中，通常会采用连续性结构与杆系结构。建筑结构的节点坐标选取是杆系结构的重要环节，节点坐标在选取好后，要将其作为设计的一个变量，来实现建筑外形优化设计的目标及需求。
2.4细节部分结构设计与概念设计相结合
概念设计优化方法，是在比较缺乏详细的相关数据的情况下进行的。某些因素是具有不确定性的，比如地震，在对建筑的抗震能力进行设计时，由于缺乏详细的数据，只能通过概念设计的优化方法，将一些存在的数据当作辅助来进行。同时，通过结合上诉的一些结构优化方法，使得优化效果更佳。另外，在设计的过程中，对建筑结构的细节部分进行优化设计是必须要做的工作，如现浇混凝土施工过程中，异形板料的弯曲部分容易开裂是一个比较突出的问题，对此我们将其进行简化，然后再选择钢筋，这样能有效的降低混凝土开裂的几率，不仅提高了经济效益，最重要的是满足了建筑结构的基本需求。
2.5绿色建筑结构设计
绿色建筑结构设计与传统的建筑结构设计的目标在总体上基本相同，主要包括两点：目标评估和目标设计，这两种目标又涉及到不同的内容。
①在环境目标上，为了能使目标更加符合现代化理念，设计人员应该使用清洁高效的能源，如：太阳能、风能等，并且尽可能的提高资源的利用率，大幅度减少对不可再生资源的使用。虽然在绿色建筑结构的建设过程中对自然环境的干扰是不可避免的，但是对于这种干扰应该做好有效的控制，以此来保证绿色建筑结构设计能够促进人们居住的环境与生态自然环境相结合。
②在经济目标中，从整个绿色建筑结构设计结束到交付及后期使用的过程中，都应该建立在满足经济目标的基础上，避免其经济需求与环境之间产生矛盾冲突。
③社会目标。绿色建筑结构的设计理念可以为人们带来良好的居住环境，满足人们生产生活的需要，让居住其中的人们身心健康发展。同时，和谐健康的生存环境，不仅是人们追求的生活目标，还是绿色建筑结构设计人员所要达到的社会目标。
设计目标的特征主要表现在系统性和普适性两方面。具体来说，系统性是绿色建筑结构受多种因素影响和作用的复杂系统，在发展中需要整合其它的专业领域，应该由相关的主体在社会组织、经济支持、技术研发和管理决策层面来共同实现。普适性则是针对广大群众来说的，绿色建筑结构不应该仅仅为个别案例或示范性、实验性项目，而应该广泛存在于人类居环境中。
结束语
综上所述，建筑结构的优化设计能够使得建筑质量更好、更加美观、降低工程造价以及提升建筑的经济效益，在建筑行业竞争激烈的今天能够提高企业的竞争力，也能够为人们带来更有安全保障和质量保障的建筑物，因此，其在建筑工程中是一个很重要的环节。但是建筑结构优化设计在实际的实施过程中，是比较复杂的，需要从各个专业角度出发，充分结合实际的情况选择科学合理的方案，以实现对建筑结构进行最佳的优化目标。
参考文献
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[3]周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]中华民居（下旬刊），2014（1）：117.
论文作者:张黎
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/12
标签：建筑结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 目标论文; 建筑物论文; 优化设计论文; 《防护工程》2017年第24期论文;