关键词：建筑结构；优化设计；方法
引言
近年来，随着我国的经济飞速发展，居民的生活质量水平也有了进一步的提升，人们对住宅的舒适性和外观性、安全性、经济和使用等方面的要求也越来越高。其中建筑物结构在整体建筑中起着十分重要的作用，因为建筑构造对建筑物整体的质量和使用性能都有着重要的影响作用。设计人员必须要在建筑结构设计方面投入大量的资金，对建筑结构设计进行优化从而达到增加经济效益的目的。另外，还要对建筑的设计制定相关的实施计划，改进相关的方案科学合理的安排建筑物施工的进度和工期，优化建筑结构设计，促进建筑的可持续发展。
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
在众多建筑当中高层建筑占用的土地面积较小纵向上占据的空间很大，极大的降低了建筑物在用地上的成本。但这不能说明楼层高的建筑物其成本就越小，还要看建筑物单位占地面积和它本身造价的比例关系，只有这样设计人员在对高层建筑结构进行设计时才能通过合理优化的手段实现降低建筑总造价成本的初衷。
1.2有利于加强建筑物的经济效益
设计师在进行建筑设计的过程中，如果要增加楼层的层数，那么与其相对应地就要增加建筑工程内部横梁和柱子的整体承重能力，在这个过程中，建筑墙体的面积以及梁柱的体积都会相应地在一定程度上有所增加，那么整个建筑物的质量自然就会有所增加。如果能够对建筑工程的设计进行优化，这样不仅可以提高建筑物内部结构的受力性能，还在一定程度上提高建筑工程施工企业的经济效益。
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，应发挥建筑结构的科学性及合理性，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，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
将绿色环保的理念深入到建筑结构设计的过程中，有效结合现阶段高新技术资源，建筑环保材料的使用将运用到建筑结构的设计中，不但降低了环境污染率，还能有效提升建筑工程的质量，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，应该保证各构件、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，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，现今使用的是钢结构，其优点在于造价很低、受力较均匀、质量较轻，可将建筑物的施工材料有效节省，降低经济成本。
3进行建筑工程设计优化的步骤
3.1 对目标函数进行科学合理的选择
进行建筑优化设计的人员在设计之前，应该对建筑工程中各个结构的各项数据进行精准的计算，然后对施工材料的种类和数量作统一地规划，使得各项数据达到规定的标准，最后再根据计算得出的建筑工程的工程总造价来选择最适合建筑施工的优化设计，再确保建筑施工质量的同时要将施工成本降到最低，尽可能地提高建筑企业的收益。
3.2 优化设计过程中要对变量进行正确精准的选择
对相关的变量进行正确精准的选择是设计师在进行建筑工程优化设计的过程中较为重要的环节之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计师在完成了对目标函数的选择之后，要结合建筑结构所具有的特点以及实际情况来对变量进行选择。变量的选择就是设计师要对所有对建筑工程结构的设计有所影响的因素进行全面地了解和详细地分析，选择出对建筑设计影响最大的一个变量，然后对这个变量进行精准地计算和分析，并按照相关规定对其进行严格地控制，这样就能在一定程度上实现建筑工程设计的优化。
3.3 优化设计过程中要对约束条件进行科学合理的选择
设计师在进行设计时，对所设计建筑结构的可靠度在一定程度上进行创新，并尽可能地将其优化，设计师就可以较为精准地判断出所设计建筑结构中的定量以及起约束作用的条件，这样设计师就可以将约束条件设置在国家对建筑设计结构所规定的标准范围之类，这样就能在最大程度上使建筑工程的设计得到优化，还能使建筑工程的施工质量得到一定的保证。
4建筑结构设计优化设计新方法分析
4.1 拓扑优化方法
拓扑优化方法，就是通过在建筑结构设计优化过程中，结合建筑自身的特点以及实际的用途和情况，正确找到理想化的建筑结构分布形式，全面的分析建筑结构的刚度和其他与结构相关联的属性，来减少建筑结构自身的重量，从而提升建筑的性能。相关设计人员应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。
4.2 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，在处理建筑物截面时，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，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。
4.3 外形优化方法
①相关设计人员应对建筑物的具体状况进行全面了解及掌握，依照国家的相关设计规范来进行整改。在建筑结构外形的区分上，可采取外形优化的方式，在实际设计的时候，则采取连续性结构与杆系结构；②对干洗结构外形进行设计时，应合理选取建筑结构的相关节点坐标，再将所选的节点坐标作为设计的一般变量，从而确保建筑结构设计优化的最大化满足及需求。
4.4 概念设计与细部结构设计优化相结合
概念设计方法主要是针对于建筑结构设计数据不全的情况进行其优化设计工作的。由于地震的不可预测性，造成设计人员无法进行针对性的抗震结构设计，所以，采用概念设计的方法，通过收集的数据进行辅助从而进行设计，保证其抗震结构设计的最佳效果。另外，设计人员还要根据建筑属性进行设计。例如：对于现浇的混凝土，由于其异形板很容易发生开裂，一般可以通过矩形板与钢筋的选择和确定，减小其混凝土开裂的问题发生，从而保证工期建筑结构设计的质量。
4.5 建筑物下部地基基础结构的优化设计
对于建筑物下部地基基础结构的优化设计过程中，设计员应该制定最佳的优化设计措施。如对建筑桩基类的施工情况而言，应该在进行下部地基基础结构优化设计过程中，最大限度的降低其工程成本，同时以桩端持力层的厚度进行灌注桩长度的确定，并优化设计方案进行科学的选择和对比，保证最后的优化设计方案的科学性。对于建筑结构的桩筏基础的结构设计优化工作而言，需要将桩筏基础改为桩基础，通过对桩基的设置和分类，对其基础传力路径进行确定，从而节省施工材料。桩筏基础与桩基础进行对比，前者通过一块整体的筏板提高其受力局面的转变，同时还提高了其传力的传递的途径，增加材料的使用率，但是保证其桩基的均匀性。
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，但在建筑结构优化设计在实际的实施过程中，是比较复杂的，需要多方面的出发，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
[1]李永辉.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].建材与装饰,2017(47):91.
[2]卢占玺.论建筑结构设计优化设计新方法解析[J].工程技术:全文版,2017(2):00268-00268
论文作者:刘浩洋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/6
标签：建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 优化设计论文; 建筑物论文; 过程中论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;