摘要：随着人们生活水平不断提高，不仅对建筑实用性与安全性有所要求，而且对经济性与外观也有所要求。然而，在对建筑结构设计的时候，必须考虑到施工的方便性，以便快速完工。对于建筑结构设计进行必要的优化，不仅能获得建筑结构的经济性、安全性以及合理性，还能使建筑更加美观。本文将对建筑结构设计优化方法在建筑结构中的应用进行相关的阐述。
关键词：建筑结构设计；优化技术；应用
1、结构设计优化方法的理论体现
当我们进行结构设计以及工程项目的相关设计的时候，不仅要对设计对象的安全性可靠性以及其基本使用功能进行必要的考虑外，设计还要尽可能的突出建筑的美感，这些便是结构以及工程项目的最优化的相关问题。也就是说利用相应的数学上的方法，对所有设计方案进行必要的分析比较，得出最满意的设计方案，以满足预期的目标。从理论上对结构设计优化方法进行相关的分析可知，房屋工程结构总体的优化设计以及房屋工程分部结构的优化设计是结构设计优化方法在实际应用中具体的表现。房屋工程结构总体的优化设计主要是对围护结构、屋盖系统以及结构细部等进行相应的设计方案的优化设计。在设计的时候还必须考虑到相应的布置、选型、造价以及受力等方面的问题，然后根据工程的实际情况以及结合房屋筑相应的经济性，对建筑结构进行相应的优化设计。为了适应时代发展的要求，建筑的结构形式必须不断的进行必要的创新。对于建筑结构的设计师来说，要确保建筑结构具有一定的安全保证，在此基本上考虑设计出新的结构形式。对于建筑结构的设计，我们要求尽量缩小质量中心和刚度中心的差异以及建筑的平面结构尽量对称与规则，不过这些必须满足设计师的基本设计意图。还要要求在水平荷载作用下建筑物不会产生很大的扭转效应。必须在满足建筑相应的功能条件下，在竖直方向布置尽量让竖直方向的相应的承重构件上下贯通。在结构设计中，为了减少结构设计与分析上的难度以及经济性，我们应该尽量避免使用转换层结构。对竖直方向的刚度也有着相应的要求，要求刚度的变化必须是渐变的而不是突变的，否则在刚度突变的地方会出现严重的应力集中，这不利于建筑结构抵抗水平方向的动力载荷作用。
2、建筑结构优化方式在房屋建设应用上的具体步骤
2.1创建建筑结构的优化模型
（1）合理化、科学化选择设计的变量。在选择相应的变量的时候，我们主要是将影响建筑本身结构的主要参数作为变量。例如严格控制目标的相关参数值（建筑损失的期望值c2、建筑结构造价值c1）、建筑约束控制的相关参数值（建筑结构的相对可靠度ps）等。对于一些影响并不是太大的、变化范围很小或者由局部性相关要素就能满足设计要求的一部分参数，我们一般是通过预定式参数进行表示，这样一来就能减少我们相应的设计数量与计算数量，还可以相应的减少编程的工作量，进而提升工作效率。
（2）确定相应的目标函数。对建筑结构进行优化设计时，必须找到一组符合预定条件的相应尺寸的钢筋截面面积，以及已经失效的概率函数，这样能使建筑工程的整体造价达到最少。
（3）科学化的确定约束条件。对于结构的优化设计，我们要保证结构整体的可靠性，科学化地确定与优化设计方面息息相关的约束条件。而约束条件主要指的是建筑裂缝的宽度约束、建筑本身的强度约束、尺寸大小的约束、构件的相关约束、结构体系相关约束等约束条件。在设计结构之时，要对目标性质的约束条件与实际性质的约束条件进行科学化的比较与分析，要保证每一个相关的约束条件都满足整个建筑工程的要求，实现效果最佳化的设计。
2.2科学设定优化设计的相关方案
依据可靠度而开始进行房屋结构设计的优化通常都具有很多约束条件，有时会遇到非线性的相关优化问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以在相应的计算中，会进行相应的转换，将有约束的优化转化成无约束的优化，而相关的计算、方式有拉式乘子法、powell法等。
2.3设计相关应用程序
依据可靠度而开始进行房屋结构设计的优化基本模型，以及在设计时运用的相应的计算方式，为了可以更好地实现其效果，能够将这些编纂成一个运算速度较快而且功能全面的综合性、科学性的应用程序。这样能使整个优化设计更加全面地、有效率地进行实施。
2.4综合结果分析
在得出一定的计算结果之后要对其进行一个必要性的分析和比较，然后再折中选择一个效果最佳的设计方案。在分析的过程中，我们务必要全面考虑相关的问题，而且对相应的问题要多角度分析。这一步在整个建筑结构优化设计中是至关重要的，选择一个合理的设计方案能够保证房屋建筑整体的美观感、安全性以及实用合理性，同时还能影响工程整体施工的资金投入。进行建筑结构的相关优化，我们要确定一点，不能只强调相应的经济节约而忽略对建筑技术的要求;同样也不能仅仅强调技术的要求而忽略经济节约的要求，单一的考虑永远是不正确的，而且都是对建筑整体影响较为巨大的。所以，在进行分析时，要同时考虑二者的科学化配置，只有这样才能达到预期的目标。
3、结构优化技术在建筑结构设计中的应用
3.1重视概念设计优化技术的分析
建筑物的结构布置方式有很多种选择方案，对于同一个建筑结构，也可以有多种结构布置方案选择。同一种建筑物结构布置方案也可以有多种结构分析方法。由于建筑物结构布置方案的不唯一性，以及建筑物结构分析方法的不同，建筑物设计所选用的设计参数与指标以及选用的建筑材料、标准规范等等都会有所差别。因此，对于结构的设计处理，不应仅仅依靠计算机软件来得以实现，更重要的是要通过设计人员来进行概念化设计；但是不同的设计人员的设计方式、设计经验都会有所不同，对于概念设计的理解就会有着完全不同的模式。因此，处理上述的问题时，就需要相关的设计工作人员对于一些方案以及设计参数进行最合理的选择与判断，这就是一种概念优化设计的技术过程，这种优化技术最重要的在于设计人员的经验积累。经验越丰富的人，对于设计的一些参数就可以做出越合理的判断与选择，就越能实现建筑物的结构优化设计。
3.2如何解决建筑结构设计的实际复杂问题
建筑结构设计最主要的目的在于实现建筑本身的安全性以及功能性，当然对于建筑物的耐久性要求也是一项非常重要的指标。能够在所设计的规定年限内实现建筑物的各种功能需求，并且能够最大限度减少建设成本是建筑结构设计的优化目的。使用概念化设计技术就是指通过建筑物的结构优化实现建筑物抵抗外部作用因素的能力提高，在一些外部因素的综合作用下，建筑物的使用功能以及耐久性都不会受到相应的影响。因此，进行建筑物在复杂应力环境下的最优化设计是结构设计的最主要内容。其中外部因素作用中，地震作用较为特殊，因为地震荷载作用的时间、地点以及强度都无法准确预测，地震活动没有任何规律性。一旦发生能量等级高的地震作用时，建筑物的破坏可能是毁灭性的。因此，建筑结构设计中应对于地震荷载作用进行充分考虑，尽可能减小地震作用对于房屋建筑的损毁程度。
4、结语
对于建筑结构设计优化来说，其在建筑结构设计中极为重要，因为合理的选择结构的设计方案不仅能够到达相应的技术要求，还能够减少经济上的消耗。然而，建筑结构设计优化是一个极为复杂且综合性比较强的系统性问题，所以我们必须加大对建筑结构设计优化方法进行深入的研究。
参考文献
[1]万年春.浅论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究，2013.
[2]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，2014.
论文作者:伍燕辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：结构设计论文; 建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 建筑物论文; 优化设计论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第11期论文;