建筑結構設計中優化技術應用探討

文/黃躒 江西省贛西土木工程勘測設計院 江西宜春 336000

建筑行業的發展機遇與挑戰共存，并且隨著越來越多的建筑企業參與到市場競爭中，使得建筑行業的競爭也越發激烈。因此，如果建筑企業想要在暗流涌動的市場格局中爭得一席之地，就必須要改進原有的建筑結構設計，優化設計技術水平。因此，當前對建筑結構設計中優化技術的研究是必不可少的。

1、建筑結構設計優化的重要性

就我國社會經濟發展趨勢以及人地關系來看，未來我國的建筑結構會以高層建筑為主，對此，如何提高我國建筑結構的質量和安全，滿足時代發展的需要，減少建筑資金投入成本成為了建筑行業需要解決的問題，尤其是建筑結構設計技術的優化是必不可少的。

（1）優化建筑結構設計是減少資金投入成本的重要環節。優化技術利用先進的科學信息技術以及時代發展新觀念，可以對建筑結構設計的工程造價環節進行科學的控制。而據相關的數據研究顯示，經過優化后的建筑結構設計，資金投入成本明顯要低于未經過優化的建筑結構設計。

（2）建筑結構設計中的優化技術可全面地發揮機械設備以及建筑材料的功能，提高建筑結構設計的質量和安全。與傳統的建筑結構設計相比而言，建筑結構設計優化可以從建筑設計、工程造價以及施工等過程對資金成本投入進行限制，不僅使得建筑工程經濟效益進一步提升，還能夠實時地監測建筑設計優化的各個步驟和環節，從而觀察建筑是否出現質量問題。

2、建筑結構設計優化的基本原則

（1）功能性原則。在對建筑結構設計進行優化時，最重要的就是將建筑結構的科學性與嚴謹性充分地體現出來。而建筑結構優化設計的功能性原則即充分發揮建筑結構設計的功能，從而讓建筑的整體使用功能得到進一步提升。

（2）安全性原則。建筑結構設計優化是否遵循了安全性原則，會直接地影響到整個建筑結構設計優化工作的安全性。因此，在建筑結構設計優化時要對其結構設計中的材料使用設計、部件結構設計以及各個環節的安全監測投入更多的關注，還要對建筑結構設計的圖紙進行實際化的模擬操作，從而檢測建筑結構設計優化是否足夠安全。

（3）經濟性原則。在建筑結構設計優化的過程中，建筑結構設計的安全性與經濟性需給與同等的重視，即在進行設計優化的過程中要在確保建筑結構質量安全的基礎上盡可能地減少資金投入成本。

（4）綠色環保性原則。現如今，從人類社會發展與環境質量的關系來看，兩者之間已呈現出負相關的關系，人類的發展是以犧牲環境為代價的。建筑材料的使用不僅會給生態環境造成許多的不良影響，也會危害到居民的身體健康。因此，在建筑結構設計優化時要遵循綠色環保性原則，選擇綠色環保的建筑材料，這樣不僅減少了對生態環境的破壞，還可以提高居民居住環境的安全性。

3、建筑結構設計優化技術的具體應用

3.1 設計結構模型

優化技術在設計結構模型中應用主要分為三個部分：其一是選擇變量，即設計者在進行建筑結構設計優化時選擇的變量一定要是變化幅度較小且需要考慮的因素較少，只有這樣在建立設計結構模型的時候才能有效的減小模型與建筑結構實際應用之間的誤差，從而提高設計結構模型的準確性和適用性；其二是確定函數，由于設計結構模型所涉及到的函數是由中非線性函數，就需要設計者根據建筑結構梁柱橫截面尺寸以及鋼筋面積來建立相關函數，選擇最優函數后對設計結構模型函數的性質進行分析；其三是衡量條件，即設計結構模型時要充分地考慮到結構模型的穩定性、耐用性，對結構模型的房屋尺寸、框架結構、受力及變形限度以及架構剛性等條件進行衡量。

3.2 決定計算方法

優化技術在決定計算方法中的應用，主要是將多種復雜多變的變量及設計條件進行簡化的計算過程。設計者在進行計算時要充分考慮到建筑結構設計優化的各種限制條件和附加問題，并將這些問題轉換為不帶附加條件的問題，簡化計算過程后再進行計算，這樣可以有效提高建筑結構設計優化計算方法的效率。

3.3 選擇最優程序

在進行結構模型設計以及計算方法確定后就可以開始選擇建筑結構設計優化程序了，而設計者要選擇的程序必須是最優的，且它們是由一個個的小程序結合而成的，同時必定要具備完整的功能、全面的用途以及高質高效的運行能力。

3.4 分析統計結論

在對建筑結構設計優化的各項數據進行計算后，最重要的是要對其結論進行分析統計，找出各類數據之間的關聯性以及同實際數據之間的誤差，并根據這些數據形成最終的優化方案。若建筑結構設計優化計算結論出現誤差時，則需要將這些結果進行不同的區分，并將每類結論與建筑結構模型的運行參數進行比較，然后對運行參數數據進行分類與管理，得到與其相對應的運行規則后再對統計結論進行相應的修改。

結語：

總之，建筑結構設計優化對促進建筑結構設計進一步提高意義重大，其優化好壞決定著建筑結構設計的效率和安全。在我國，目前針對這一方面的技術還存在許多的問題和不足，因此，為進一步促進我國建筑行業的發展以及滿足社會發展的要求，建筑行業的相關人員必須要在結構設計優化技術方面投入更多的心血。