建筑結構設計的優化策略及其在建筑結構設計中的有效運用

陳凱

摘 要：隨著我國建筑工程的不斷發展，促進了我國建筑工程質量的不斷提升，與此同時人們對建筑工程也出了更高的要求，為此還應采取有效的策略，不斷優化房屋建筑結構，提高房屋建筑設計水平，滿足人們的住房需求，從而實現我國建筑工程不斷發展。

關鍵詞：建筑結構設計;優化策略;有效運用

隨著我國社會經濟的快速發展，促進了人們生活水平的不斷提高，在住房方面提出了更高的要求，因此建筑結構人員還應根據人們的需求，采用科學、合理的建筑結構設計優化策略，制定完善的建筑結構設計方案，不斷提高住房的實用性、功能性以及安全性，為人們提供良好的住房條件，這對我國建筑工程行業的發展也具有重要作用。

一、建筑結構設計優化概述和原則

建筑結構設計優化是指運用力學理論，通過結構優化設計方法將相關因素設定不定的變量，形成結構設計優化方案域，并利用數學思想和方法，綜合分析和論證結構設計優化方案域，最終形成具有可行性的設計方案。建筑結構設計優化在建筑結構設計中發揮了重要作用，具體表現在一是可以有效提高建筑的實用性、功能性以及欣賞性;二是可以有效提高建筑結構的安全性、可靠性以及科學性;三是在保證建筑工程質量的同時，有效降低了建筑工程成本，提升了建筑商的經濟效益。在建筑結構設計優化過程中，還應遵循一定的原則，具體主要包括以下幾個方面：

（一）綠色環保原則

近年來，國家越來越重視環境保護，倡導建設環境友好型社會，因此建筑行業應積極響應國家的號召，遵循綠色環保理念，將其貫徹在建筑工程建設中，優化建筑結構設計，減少更多有害物質的產生，采用綠色環保的材料，避免給環境帶來更多的負擔。

（二）功能性原則

通過建筑結構設計，使得房屋建筑達到良好的功能性，具體包括安全性、審美性以及實用性等等。在建筑結構設計過程中，采用設計優化策略，可以進一步完善房屋建筑功能，增加住戶對房屋的滿意度，使得人們的生活更加的舒心，也能夠為建筑商樹立良好的形象，為開發商帶來更多效益。

（三）安全性原則

安全性是建筑結構設計首要考慮的重要因素，在建筑結構設計過程中，還應通過建筑結構設計優化方法，建立完善的結構體系，保證建筑結構體系的安全性，使得每個構件都安全耐用，切實保證建筑結構設計符合相關的設計標準，為人們的生命安全提供重要保障。

（四）經濟性原則

經濟性是建筑結構設計達到的重要目標之一，通過建筑結構設計優化，可以在保證建筑結構安全性的基礎之上，對建筑工程造價進行有效控制，可以減少相關材料的浪費，這樣可以獲得良好的經濟效益。

二、建筑結構設計優化策略

（一）建筑結構的整體優化

建筑結構優化主要包括兩個方面，一方面是房屋建筑的整體構造設計，另一方面是部分構造的設計，其中部分構造設計主要包括屋頂的設計優化、基礎設計以及框架的設計優化，整體構造設計與部分構造設計具有密切的關系，在具體建筑結構設計優化過程中，還應通過從整體角度出發，利用所學的專業，結合人們的實際需求，對部分構造進行科學、合理的設計，使得建筑結構各個部分構造在整體上都能夠有序、協調，滿足安全性、適用性以及審美性等要求。因此這就要求設計人員應到工程施工現場，通過現場考察獲得項目相關材料，充分了解建筑工程項目的實際情況，然后進行建筑工程的整體性設計，制定整體設計方案，確保建筑工程整體的安全性以及協調性。

（二）結構模型優化設計

在建筑結構優化設計過程中，首先應合理選擇變量。建筑結構設計人員應明確影響方案設計的因素，并將其作為設計變量。需要注意的是設計變量要選擇影響原因相對小的參數，或者也可以采用改變幅度小的參數，這樣就會大大降低建筑結構設計的難度。其次應確定目標函數。在建筑結構設計優化過程中，專業設計人員還應通過科學、合理的計算，計算相關截面幾何尺寸的目標函數。最后應確定約束條件。建筑結構設計優化必須有一定會的約束條件，包括結構強度的約束、裂縫寬度的約束等等，這樣才能保證建筑結構設計的可靠性。

（三）基礎結構設計優化

基礎結構與房屋建筑的質量具有直接影響。因此還應通過基礎結構設計優化，加強基礎結構的穩定性，從而保證房屋建筑的整體質量。因此在基礎結構設計優化過程中，還應加強對基礎構造、地基地質以及樁基種類進行優化設計，合理確定樁基項目方式、樁身長度與直徑。在優化基礎構造方案過程中，還應考慮施工技術以及資金投入，保持二者關系的平衡。

（四）節能結構設計優化

在建筑結構設計優化過程中，還應融入綠色建筑思維理念，通過正確的結構設計優化方法，加強建筑結構的節能效果。具體做法如下：首先應結合建筑項目所在地區的天氣情況，科學、合理的設計建筑朝向，使得建筑內部具有良好的通風以及采光，這樣就可以減少空調等電器的使用，大大減少了對能源的運用。其次應加強門窗的設計，根據設計標準，設置門窗比，增強門窗的密閉性，避免熱量的散失。最后還應合理的設計構件截面，這主要是因為構件截面對建筑材料的投資成本具有直接影響，因此合理設計構件截面至關重要。

三、建筑結構設計優化策略的有效運用分析

在建筑結構設計優化過程中，還應將結構設計優化策略科學、合理的運用在建筑結構設計中，保證建筑結構設計優化效果。對于不同的建筑，由于其建筑參數以及資料是不溝通的，因此其建筑結構布置方式也存在不同，這就需要具體問題、具體分析，通過計算機是無法完成的，因此這就需要建筑結構設計人員將建筑結構設計基本理論作為主要依據，運用結構設計優化策略，憑借設計人員的經驗，設計建筑結構方案。與此同時建筑結構設計優化策略還可以幫助設計人員解決一些實際問題，避免各項因素對建筑結構產生不利影響。例如可以利用對稱和剛度均勻設計，對建筑結構的抗震非常有利;利用延性設計，可以加強對地下結構的保護等。從上述內容可以看出，建筑結構設計優化策略在建筑結構設計中能夠發揮至關重要的作用，因此還應具體的設計過程中，科學、合理的運用建筑結構設計優化策略，制定完善的建筑結構設計方案，不斷提高住房的實用性、功能性以及安全性，為人們創造良好的住房環境。

四、結語

綜上所述，隨著我國建筑工程的不斷發展，促進了我國建筑工程質量的不斷提升，建筑結構設計是房屋建筑設計中的一項重要環節，與建筑工程的整體質量具有直接影響，為此還應采取有效的策略，不斷優化房屋建筑結構，提高房屋建筑設計水平，滿足人們的住房需求。因此在建筑結構設計過程中，還應遵循房屋建筑結構設計原則，包括安全性原則、功能性原則、綠色環保原則、經濟性原則等，同時還應將建筑結構整體性優化設計、結構模型優化設計、基礎結構優化設計以及節能環保優化設計等建筑結構設計優化策略運用在房屋建筑中，幫助設計人員及時解決建筑結構設計中存在的問題，不斷提高建筑工程設計水平，促進我國建筑工程長久、穩定的發展。

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