建筑結構設計優化方法的應用

張建利

[摘要]隨著人民生活水平的提高，人們對于物質享受水平也有較高的要求，而在建筑界當中，優化建筑結構設計也是不可避免的趨勢。當今社會對于建筑結構的要求已經不滿足于過去的“遮風避雨”，更加要求建筑的安全性，舒適性，美觀性，節能性，環保性。本文著重討論建筑結構設計優化方法在生活中的應用。

[關鍵詞]建筑設計;建筑結構優化;方法應用

文章編號：2095-4085（2019）03-0041-01

1建筑結構設計優化的意義

建筑架構優化設計能最合理地利用建筑的材料性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協調。建筑結構優化設計是實現建筑設計最終目標一適用、安全和經濟性的最有效途徑。根據實際情況的要求，通過科學、合理和有效的優化設計來構建數據模型，在滿足安全性的前提下，減少資金投入控制建筑成本，延長建筑的使用年限，減少建筑材料的二次污染。既符合國家的可持續發展理念，也貼合人們當前的綠色環保理念。

2建筑結構設計優化方法

2.1優化設計概念

建筑結構優化設計是指在特定的約束條件下，按某種目標，如剛度最大，成本最優控制，重量較輕等，找出最優的建筑結構設計。建筑結構優化設計，是實現建筑基本功能與建筑投資成本的主要手段。

首先要對建筑設計概念進行優化，在進行概念設計時，最合適的方法是人工與計算機結合2），將人工與計算機有機結合，才能做出最優建筑設計。在對建筑材料進行優化挑選時，最優選是通過人工對材料性能進行相關分析處理;對于設定建筑的相關參數時，比如建筑比例模型，體積耗材，色彩搭配等，運用計算機處理數據能極大地減少人力浪費，并且可以保證數據的精確性，以后再對概念進行修改時，通過計算機也非常的方便快捷。

2.2優化建筑設計模型

其次是對建筑的數據模型進行優化，在保證建筑材料性能安全可靠的前提下，挑選合適的設計變量，保持變動條件比較小的預定變量，再以減少資金投入控制建筑成本為目標，建立以建筑尺寸和有關數據所代表的的目標函數，結合房屋的尺寸要求，承力大小，結構強度，變形程度，仔細考慮結構的許多限制因素，以實現最好房屋的設計標準，符合客戶要求。

2.3宏觀與局部

完成以上宏觀優化后，應對建筑細節進行優化。對建筑局部整體和部分進行優化，建筑結構設計具有層次性特點，因此設計人員在設計建筑時一定要對建筑安裝體系予以重視，設計整個建筑體系時，會從中延伸出許多其他相關體系，首先從整個建筑安裝體系入手，優化衍生體系，打破體系之間的橫向關聯性，使疊加工程呈現出完美的效果，從建筑物的源頭進行設計優化。建筑結構是由很多部分以及細節構成的整體，因此要對每個小部分進行優化，協調好小部分與整體間的關系。充分認識整體優化的必要性及優點，從宏觀到細節，完整把控設計節奏。

2.4階段性優化

建筑結構優化應該具有一定的階段性，根據實際情況參考施工進程，由此確定優化方案。其中混凝土澆筑施工的進程會影響整個工期的進度，因此優化施工設計方法非常有必要。

2.5優化主體結構

結構優化設計是一個十分復雜的系統工作。因為一個建構筑物本身就是一個從上到下的結構系統。選擇合理的、規則的平立面方案，是一個成功的優化結構設計的開始。越是復雜的建筑造型，越增加結構抵抗地震的建筑成本。選擇合理的結構體系，對造價影響較大，如剪力墻含鋼量比普通短肢剪力墻低。通過選擇合理的基礎形式，能實現降低基礎造價和增加，上部結構整體穩定性。不同的結構形式，結構優化的重點各不相同，例如，剪力墻結構，剪力墻中所占上部結構鋼筋量在60%左右，剪力墻是這種結構優化的重點;框架結構中梁的鋼筋用量在整體結構中占比較大，故框架結構上部優化的重點在梁的優化上。

2.6優化輔助性建筑設計

在優化房屋結構里的排水系統時，需要考慮的更加長遠，延長排水系統的工作時間以及使用壽命，對水管尺寸和管道孔洞的預留以及預埋件都要做到精確。

安全是電氣設計需要最先考慮的問題，電氣設計優化主要是針對老化或者復雜的線路進行處理，防止線路與墻體發生摩擦，一旦發生漏電問題，那么便是設計發生了缺陷，要保證管道的始終暢通狀態，對輸水管道和氣體管道選用不同的處理方法，給氣體管道的預留口設計一個合理安全方便的位置。

3結語

建筑是人類生活的載體，在生活中占據著非常重要的地位，對建筑結構設計進行優化非常有必要。優化結構設計后的建筑，安全性，美觀性，舒適性都有大幅提升，在傳統中建筑，美觀性往往不被人們重視，其實美觀性意義非凡，對于推動社會審美和發展建筑藝術都有重大意義。優化的建筑結構還會節省社會資源，由更小的空間容納更多的人和物資。優化建筑結構設計是順應時代發展潮流的必定選擇，在優化過程中，要使用科學的優化應用方法。運用實際有效的方法設計建筑結構，對于缺陷建筑設計及時修改處理回收，完善建筑體系，提高建筑優化性能，提升建筑設計體驗。

參考文獻：

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