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摘要：建筑结构设计作为建筑工程前期准备的重要环节，对工程质量及施工效率具有直接影响。基于此，本文就建筑结构设计优化方式进行相关概述，旨在切实提升建筑结构设计合理性与稳定性，实现延长建筑使用寿命目标，以供参考。
关键词：建筑结构；优化设计；新方法
前言：随着社会经济的快速发展，大众对建筑工程安全性、功能性及经济性提出了更高要求。而建筑结构设计作为影响工程质量的关键所在，也应在当前背景下做好建筑结构设计优化工作，通过拟定建设方案、合理安排施工工序等方式，提升建筑结构设计方案可行性，促进建筑工程稳定有序开展。
1、建筑结构设计优化的理论分析
1.1建筑结构设计优化概念
从广义上来讲，建筑结构设计优化主要就是在保障施工效率的前期下，将审美学、艺术学与建筑结构设计进行有效融合，更好实现建筑功能，延长建筑结构使用寿命。与传统建筑结构设计方式相比，建筑结构设计优化涉及到的学科多，知识面覆盖广[1]。同时，建筑结构优化设计对美观性及安全性的要求更高，需要具备一定专业素质及职业素养的设计人员参与其中。
1.2建筑结构设计优化目标
在建筑结构设计优化过程中，不仅要满足结构设计的安全要求，更要提升结构的观赏性及审美性，力争用最小投资换来最大化综合效益。同时，通过建筑结构设计优化手段，还需切实保障设计方案及设计决策的科学性，将建筑工程施工成本控制在目标范围内，降低及控制建筑工程施工风险与质量问题发生几率。
1.3建筑结构设计优化的重要意义
高质高效的开展建筑结构设计优化工作可更好提升工程成本利用率，满足大众对建筑结构功能性及实用性需求。相较于传统建筑结构设计方式而言，建筑结构设计优化的重要性主要体现在以下几个方面：第一，提升建筑结构的安全性，确保各结构之间受力平衡；第二，有效协调房屋建筑结构中的全部单位；第三，合理利用施工材料，防止材料浪费情况出现；第四，深入贯彻落实环境保护工作，推动绿色施工目标实现。
2、建筑结构设计优化流程
2.1目标函数选择
在建筑结构设计优化期间，设计人员需明确建筑结构的目标函数，采取相应的计算方式对建筑结构所需达到的安全标准及面积参数进行确认[2]。结合建筑工程材料使用需求，准确计算出建筑结构优化设计后的工程造价。同时，基于不同造价方式，对建筑结构设计方案进行拟建，在保障结构质量符合相关标准的前提下，选择最低造价方案，实现控制建筑工程施工成本的目标。
2.2变量选择
注重建筑结构设计优化变量的选择工作。一方面，对可能影响到建筑结构设计的变量进行深入分析，选择出其中最大变量进行计算机控制；另一方面，结合 建筑结构设计优化要求，将变量分析结果与实际设计方案进行有机结合，切实提升设计方案中的可行性，达到控制变量的目标。因此从一定角度上来说，变量的选择与建筑结构设计优化质量密切相关，只有正确选择变量内容，才可真正意义上的优化及完善建筑结构。
2.3约束条件选择
在建筑结构设计变量选择完毕后，设计人员还需依据建筑结构的可靠性，对结构设计中的定量与约束条件进行优化，将约束条件与建筑结构设计标准机型有机结合，切实提升建筑结构设计方案的可行性。举例而言，在建筑结构应力、尺寸大小及结构强度等设计优化过程中，应结合建筑结构实际情况与建筑工程施工需求等因素，切实提升建筑结构设计期间的专业性及规范性，为促进建筑工程顺利开展奠定坚实基础。
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3、建筑结构设计优化新方式
3.1拓扑优化法
建筑结构设计优化中的拓扑优化法需设计人员结合建筑工程特征及具体施工需求，找寻出建筑结构理想型分布形态，对建筑物结构刚度等属性进行深入分析，力争在保障建筑质量及施工寿命的基础上，减轻建筑结构重量，提升结构的各项性能[3]。同时，在使用拓扑优化法期间，设计人员还应认知到拓扑优化法操作难度较大等弊端，将建筑结构设计理念转变为概念性设计方式，保障建筑结构设计中的逻辑性。
3.2截面优化法
建筑结构细节与参数数据可直接影响到结构整体安全性及稳定性，因此在处理建筑截面的过程中，需将关注重点放置结构截面稳定性及美观度等方面。对建筑截面进行优化计算，通过有限元方式分析出建筑结构设计变量应力的分布与结构位移情况，最后利用相关信息化对统计到的参数数据进行全面分析，正确判断出建筑截面结构所需调整的范围，制定出该范围的重点优化方案。
3.3上部结构优化法
在建筑上部结构设计优化过程中，相关设计人员应从以下几方面入手：第一，对建筑砖混结构进行优化。在建筑方案设计期间，应避免砖混结构出现较大洞口或错洞等情况，确保洞口两侧墙体长度、构造柱设置等满足国家现行标准，切实提升建筑结构传力均衡性，确保结构计算结果准确；第二，剪力墙结构优化。为保障剪力墙结构中心与建筑平面形心重合，防止结构刚度分布均匀等情况出现，剪力墙墙体应与建筑隔墙重合，减少建筑情况浪费情况出现。同时，明确墙体长度，减少墙肢数量，及时发现及处理施工不稳定原因。剪力墙设需采用从下至上的顺序设置，注重混凝土、钢筋及模板材料的节约，防止墙体悬、重叠等情况出现，切实提升剪力墙施工期间的经济效益。
3.4基础结构优化法
对建筑基础结构进行优化可直接影响到结构整体的稳定性，需设计人员对基础结构优化工作基于高度重视，选择更加合理的建筑结构设计优化方式。一方面，对地基地质、桩基种类及基础结构等设计工作进行控制，明确建筑桩基项目具体设计方式；另一方面，紧抓建筑基础结构设计方案的优化工作，明确基础结构、施工技术工程造价之间的契合点，在保障建筑结构全面优化的基础上，提升结构强度及结构的稳定性。
3.5钢筋混凝土框架优化法
目前工业或高层建筑中，钢筋混凝土框架结构较为常见，因此需对原钢筋混凝土框架结构进行进一步优化[4]。针对不同建筑构件特征，采用与之相应的安全系数。由于大部分建筑垮塌事故均于墙、柱体结构有关，需借助钢筋混凝土框架结构提升楼盖梁承载力，确保竖向构件、独立构件等安全系数符合建筑结构标准。同时，对楼板及楼盖梁的参数进行适当调整，在保障建筑结构安全度的前提下控制工程造价，实现全面优化建筑结构设计的目标。
3.6外形优化法
为切实提升建筑工程施工期间的有序性及经济适用性，需对建筑外形结构进行优化，进一步增强建筑原截面结构功能性，不断调整建筑框架类型及内部结构[5]。以建筑结构设计标准划分外形结构特征，积极采用杆系结构及连贯性结构等。同时，将实践工作经验与建筑结构设计优化理论进行有机结合，确保建筑结构优化设计能够在促进建筑工程顺利开展的过程中发挥出积极促进作用。
总结：总而言之，对建筑结构设计进行不断的优化可切实提升工程成本利用率，满足工程功能要求。这就要求设计部门能够认清工程特征及施工需求，制定出科学长效的工程设计管理机制，充分发挥出建筑结构设计在实现工程经济利益最大化发展目标中的重要作用。
参考文献：
[1]方杰. 略谈建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]. 建材与装饰,2017(12):120-121.
[2]徐龙坤. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J]. 江西建材,2017(23):13+20.
[3]王鹏. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J]. 中国建材科技,2014,23(04):162-163.
[4]武彦章. 建筑工程中结构设计优化方法的应用[J]. 建筑设计管理,2017,34(12):76-78.
[5]李南生. 浅析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J]. 低碳世界,2018(08):254-255.
论文作者:陈卓平,,
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第05期
论文发表时间:2019/6/21
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