关键词：建筑结构；优化设计；结构设计
1.导言
近年来，人们不断提高的生活质量要求，逐渐从实用转向的要求建筑功能、安全性、可靠性，这种建筑结构设计提出了更高的要求，如何提高建筑结构设计质量，已成为迫切需要解决的问题了在构建企业，也从社会各界广泛关注的焦点。将建筑结构优化设计方法应用于建筑结构设计中，可以有效地保证建筑的功能、经济和实用性。
2.建筑结构设计优化方法的概念以及重要性分析
2.1 建筑结构设计优化方法的概念
建筑结构设计的优化方法是从理论和经验的角度对驻军结构设计进行优化。它以建筑结构优化设计理论为基础，以经验为基础，对建筑结构进行分析和认知，从而优化建筑的整体结构，优化和完善建筑设计和工程部分的设计。在结构设计过程中，为了保证结构设计的经济性，减少结构设计分析的难度，必须严格控制结构设计的各个环节，确保结构设计能够满足实际需要。
2.2 建筑结构设计优化方法的重要性
建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，能够实现对房屋建筑结构的优化设计，不仅能够有效的控制房屋建筑工程的造价，还能够满足建筑的实用性与美观性。对于建筑企业来说，希望以最少的投资获得最大的利益，因此必须保证房屋建筑结构设计的安全性、可靠性以及科学性，这就要求对房屋结构设计进行优化。与传统房屋结构设计相比，结构优化设计方法的优点在于：保证房屋建筑结构的安全性；合理协调房屋建筑结构内部的所有单位；合理的利用材料的性能；降低工程造价6%-35%。由此可见，通过将建筑结构优化设计方法应用在房屋结构设计中，能够有效的提高房屋建筑结构的安全性、实用性以及经济性。
3.房屋建筑结构优化设计的原则
3.1 经济适用原则
在进行建筑结构设计时，要根据建筑的环境对建筑结构的施工工艺和要求进行选择，保证在施工时尽量选择难度低的施工工艺，使各项施工流程都能符合施工环境的需求。同时还要考虑到经济原则，尽量选择性价比高的建筑材料，最大程度地节省工程成本，降低施工单位的投入。
3.2 安全坚固原则
在进行建筑结构设计时，为了保证建筑工程质量和人员财产安全的问题，必须考虑建筑结构的安全性，在进行设计时要考虑到结构的合理性，运用各种先进的建筑结构技术，保证建筑在使用过程中的安全稳定。同时还要兼顾施工现场的安全，减少施工事故的发生。
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4.建筑结构运用结构优化技术的步骤
4.1建立建筑结构优化模型
在选择设计变量的过程中，应将对建筑结构有重要影响的主要参数确定为变量，如约束控制参数和控制目标参数。对于能够满足设计要求的变化范围小、影响小或局部相关要素的参数，可以用预先确定的参数表示，从而减少计算和设计的工作量，自然减少工作量，提高工作效率。确定目标函数是非常重要的。在优化建筑结构设计过程中，应采用满足预定条件的失效概率函数和相应的钢筋截面面积，以降低建筑工程总造价。在建筑结构优化设计中，需要保证结构具有较高的可靠性，确定与优化设计相关的约束条件。约束主要包括结构强度约束、构件单元约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束等约束。在房屋结构设计过程中，必须对目标约束条件和实际约束条件进行仔细的对比分析，确保每个条件都能满足要求，力求达到最佳设计。
4.2合理设定优化设计方案及有关程序设计
基于可靠度的建筑结构优化设计具有多约束条件、多变量的特点。在分析计算过程中，通常将带约束条件的优化问题转化为无约束优化问题求解。复合形式法、拉普拉斯乘子法和鲍威尔法是计算最优设计的常用方法。根据房屋结构设计优化模型的基于可靠性和使用的计算方法在实际的设计过程中，为了更好地实现他们的效果，这些都可以转变成一个程序与强大的功能和操作速度很快，这样可以完全实现优化设计方案。
4.3综合结果的分析
计算结构设计得出各种结果后要对这些结果进行分析与比较，通过选取各种方法的优缺点选择效果最好的设计方案。分析计算结果时，一定要全面考虑有关问题，并多角度分析这些问题。结果分析在整个建筑结构优化设计里占有重要地位，选取科学的设计方案可以确保房屋建筑安全性、美观感和实用合理性，并降低整个房屋结构的建设施工成本。优化建筑结构过程中，需要注意重视有关建筑技术要求，全面考虑对建筑工程具有重要影响，分析过程中，必须全面考虑科学配置，进而才能实现预期目标。
5.结构设计优化在房屋建筑中的应用
5.1建筑阶段性优化和寿命优化
建筑工程使用年限期间内，对各个阶段都要做相应优化。房屋设计人员必须清楚每个阶段特征，按照实际计算分析结果确定优化方式，进而能够科学优化工程整体寿命。最终不仅确保建筑工程建设质量，而且提高建筑施工企业经济效益。
5.2建筑局部性优化和整体性优化
住宅建筑在设计方面具有相应的复杂性和层次性。从层次的角度来看，它包含了与建筑结构相关的系统、总体设计系统和安装系统，而每个单独的系统又包含了许多从属系统。在房屋设计过程中，设计师应相应地优化各个附属系统，打破横向关联。从复杂性的角度看，建筑复杂性包括建筑材料的选择和建筑构件的选择。对于每一栋建筑，都要从整体优化入手，才能实现真正的设计优化。
5.3建筑上部结构优化
设计房屋建筑上部结构需要先构建对应模型再进行系统优化。科学设计剪力墙工作非常重要，剪力墙的设置要注意确保剪力墙整体质量均匀，才能使楼层平面刚度中心点和楼层整体结构重心相重合，进而减少风力或地震给建筑带来的破坏性作用。建设房屋建筑过程中，要尽量大开间构造剪力墙，加长剪力墙墙肢的长度，进而减少墙肢数量。
5.4结构优化和排水系统优化、电气优化相协调
机械设备的负荷强度和负荷容量的排水系统房间非常大，所以有必要安排机械设备在地下室，并确保管道的预定深度和大小可以满足规范和标准的要求，并加强楼板本身的钻孔位置。另外，要注意水平管道通过梁或柱的可能性，尽量降低管道通过梁或柱的可能性。建筑物中电气管道的安装通常以导线的形式安装在楼板、墙体或金属管体的外部。这种安装方式将增加预制结构的施工难度。因此，为了使管道通过梁体，应在梁体上预留孔，以保证墙体的宽度与梁体的宽度相同。
6.结论
介绍了结构优化技术在建筑结构的设计，是巨大的和深远的意义，有助于建筑工程降低成本，缓解建设和土地价格，建筑材料的成本上升，之间的矛盾，确保施工安全，实用，美观，舒适，有利于建筑开发商经济利益最大化。特别是随着高层建筑的进一步建设和发展，建筑结构优化技术是一个更广阔的发展市场。
参考文献：
[1]孙静.关于混凝土房屋结构设计课程教材建设的思考[A].2009土木建筑教育改革理论与实践研讨会论文集[C].2009.
[2]聂金琪.试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].科学与财富，2012，（3）
论文作者:史建奇
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/31
标签：结构设计论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 房屋论文; 过程中论文; 优化设计论文; 方法论文; 《防护工程》2019年第5期论文;