略談建筑結構設計優(yōu)化設計新方法

【摘要】隨著社會經濟的不斷發(fā)展，城市化水平不斷提高，城市人口數(shù)量也在不斷增加。在這種背景下，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑工程的數(shù)量也在不斷增加，建筑企業(yè)為了進一步提高建筑工程質量，降低建筑成本，提高建筑工程的經濟效益和社會效益，對建筑結構設計越來越重視，這不僅關系著工程的質量、美觀度，更關系著工程的成本與性能。因此，需要根據(jù)建筑工程的實際情況，采用新的設計方法，對建筑工程的結構設計加以優(yōu)化。本文主要對建筑結構設計優(yōu)化設計新方法進行簡單探討。

【關鍵詞】建筑結構設計；優(yōu)化設計；新方法

建筑結構設計是建筑工程建設的重要階段，結構設計的水平高低直接影響著建筑工程的質量、安全、性能以及建筑成本。在結構設計中，相關設計人員要根據(jù)工程的實際情況，結合工程的施工方案，與時俱進，采取新的設計方法對結構設計加以優(yōu)化，對原有的結構設計進行不斷的改進與創(chuàng)新，使建筑工程不僅能夠滿足實際需要，更符合人們的審美需求，同時保證工程的質量，這也是促進建筑行業(yè)健康、長遠發(fā)展的關鍵。

1、建筑結構設計優(yōu)化的作用分析

1.1有利于減低工程造價

建筑工程的結構設計關系著建筑工程的成本，通過對結構設計進行優(yōu)化，能夠促使設計人員正確分析建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢，結合建筑行業(yè)市場行情，根據(jù)建筑工程施工的實際情況，對建筑工程的樓層數(shù)量，占地面積，投入資源等情況進行綜合分析，從而對結構進行調整與優(yōu)化，例如：盡量節(jié)省建筑用地，做好建筑工程的房頂結構設計等，從而使工程建設的各個階段，各個環(huán)節(jié)成本降低，有效的控制了工程的造價，有利于提高建筑工程的經濟效益。

1.2有利于提高建筑結構的經濟效果

對于建筑結構設計，重要的要求就是突出其經濟性。一般隨著墻體面積和柱體面積的增加，建筑工程的荷載也會增加，水電等相關設備的投入也會增加，如果樓層降低，這些投入都會相應減少。建筑工程高度的減小，同時也有利于減少工程用地。因此，在建筑面積相同的情況下，對結構設計進行優(yōu)化，選擇合理的建筑形狀，盡量減少墻體面積，裝修面積，提高建筑工程的受力情況，更有利于提高建筑工程的經濟效果。

2、建筑結構設計優(yōu)化的具體過程

2.1合理選擇結構設計的目標函數(shù)

在建筑結構設計過程中，首要的設計工作就是對建筑結構的目標函數(shù)進行設計與選擇，要根據(jù)建筑工程的安全與質量標準，科學審核建筑工程的面積參數(shù)，對目標函數(shù)進行科學規(guī)劃，使之與建筑工程的建設情況相符合。這也會結構設計優(yōu)化的基本要求。[1]其次，要根據(jù)建筑材料的具體情況對目標函數(shù)進行準確計算與規(guī)劃，相關設計人員要對工程造價進行綜合分析，在符合工程建設標準與要求的基礎上，盡可能的降低工程的造價，實現(xiàn)結構設計的優(yōu)化。

2.2優(yōu)化設計結構變量

對于建筑結構設計的優(yōu)化，合理選擇變量很重要。在目標函數(shù)確定后，要對建筑結構進行綜合分析，從而合理選擇相關變量。在選擇變量的過程中，結構設計人員要對建筑工程的整體和細節(jié)進行分析，正確預見建筑鋼結構設計的各種影響因素，分析造成的各種影響，采取怎樣的措施進行控制。為了保證建筑結構設計的科學、合理，要盡可能選擇影響較大的變量，對其進行準確計算，采取有效地控制方法，從而達到建筑結構設計優(yōu)化的目的。

2.3科學選擇建筑結構設計的約束條件

約束條件的選擇，對于建筑結構設計來說非常重要，合理選擇約束條件，主要是針對建筑工程的施工情況，在結構設計中，要對施工情況的各種定量和約束條件進行分析，保證選擇的約束條件符合工程建設的各種標準，從而在整體上對建筑結構進行優(yōu)化設計，這也是保證結構設計與施工實際相符的重要環(huán)節(jié)。

3、建筑結構設計優(yōu)化設計新方法分析

3.1截面優(yōu)化方法分析

在建筑結構優(yōu)化設計中，要對建筑結構的細節(jié)進行分析，這也是保證建筑結構安全可靠的關鍵。[2]在對截面進行優(yōu)化設計時，要高度重視截面結構的安全性，根據(jù)建筑結構的具體情況，準確計算截面，進而提高界面的質量和穩(wěn)定性。此外，在截面優(yōu)化設計中，相關設計人員要采用科學的方法，對截面設計的結構位移和應力特點等方面進行計算，記錄真實可靠地設計信息數(shù)據(jù)，對此進行綜合分析得出可靠地結果，作為截面設計的具體依據(jù)，確定需要調整的范圍，并且實現(xiàn)調整區(qū)域的優(yōu)化設計。

3.2外形優(yōu)化方法分析

對于建筑結構設計的外形優(yōu)化方法來說，主要是在截面優(yōu)化的基礎上，進一步調整建筑工程的內部形狀和結構框架，從而提高建筑結構設計的水平。[3]具體的優(yōu)化方式過程如下：首先，要對建筑工程的實際情況進行全面了解，根據(jù)建筑結構設計的標準進行核查和改進。以外形優(yōu)化方法對建筑結構的外形特征進行合理劃分。其次，一般主要是以桿系結構和連續(xù)性結構為主。特別是在干洗結構設計中，要準確選擇結構的節(jié)點坐標，以此作為結構設計的變量，從而實現(xiàn)建筑結構的外形優(yōu)化設計。

3.3拓撲優(yōu)化方法分析

在建筑結構優(yōu)化設計中，相關設計人員要對建筑結構的理想化分布形式進行總結，綜合分析建筑工程結構的剛性等情況，采用拓撲優(yōu)化方法，盡量減少建筑結構的重量，同時要提高建筑工程的整體性能和質量。在充分認識拓撲優(yōu)化方法優(yōu)勢的基礎上，強化建筑結構設計的概念性和邏輯性，從而保證建筑工程的整體性，保證建筑工程的美觀度，此外對建筑結構設計中存在的問題進行優(yōu)化升級，進而提高建筑工程的質量和經濟效益。

結論：

綜上所述，建筑結構優(yōu)化設計是促進建筑工程安全發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)，相關設計人員要在充分了解建筑工程的情況下，根據(jù)建筑工程建設的具體標準與要求，堅持科學發(fā)展觀，合理利用建筑資源，綜合分析建筑工程的整體結構，在此基礎上，采取合適的優(yōu)化防范實現(xiàn)建筑結構設計優(yōu)化的目標。通過結構優(yōu)化設計，盡量降低工程造價，提高工程的質量與性能，促進建筑行業(yè)的快速、健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]王也.建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用[J].中華民居（下旬刊），2013，03：81-82.

[2]李貴江.建筑結構設計優(yōu)化設計新方法探析[J].江西建材，2017，02：82+87.

[3]張愛霞，周世忠.建筑結構設計的優(yōu)化方法及應用分析[J].低碳世界，2016，07：153-154.