青岛鑫旭辉建筑结构设计有限公司

随着经济的发展和工业化进程的加快，建筑行业的竞争也越来越激烈。在这种竞争的前提下，市场中的建筑企业要想在竞争中胜出，就必要对着重对建筑施工以及建筑的结构设计进详尽的研究，更大程度地保证建成的建筑质量可靠，对结构设计进行不断优化，才能够赢得市场。

1 建筑结构设计优化方法的含义和特点

1．1 含义

所谓建筑结构设计优化方法就是在建筑施工的过程中，在考虑到施工的便利性的同时，还要将艺术审美和艺术学等结合起来，将房屋的使用功能和艺术性全部包含在一起的一种结构设计方法。在进行设计的过程中，会将全部设计出来的设计方法进行选择，得到最佳的一个结构优化设计方案，最大程度地保证建筑的质量、实用性以及艺术的完美型。

1．2 特点

因为建筑结构设计优化方法是选择最佳的一套方案，在具备一些标准的前提下，还具有以下特点。第一，在进行建筑结构设计优化方案设计时，所牵涉的领域较广，其设计的方法多具备科学的联系性;第二，具有较强的美观性;第三，结构优化的方法具备较强的实用性以及较高的质量安全保证;第四;具有环保性以及经济实用性。

2 建筑结构设计优化在建筑中的现实意义

作为建筑行业建筑结构优化的相关人员，应该能够了解建筑结构优化设计对建筑本身或是对于居住的人来说都是具有重大意义的。一方面，建筑结构优化设计能够大幅度地增加建筑的整体美感，给人带来一种美的享受。而且，在满足了人们这种美的享受的同时仍就还保持价格的优越性，最大限度的控制建筑的造价。另一方面，对于建筑商来说，都希望在一个工程中用最小的投资获取最大的回报，同时也保证建筑的质量，这就需要通过对建筑结构进行科学的优化才得以实现。和传统的建筑相比，现代建筑的现实意义在进行结构优化之后能够一定程度地减少工程造价，将建筑的各项指标趋于平衡，从而保证建筑材料使用的合理性，提升建筑的经济实用性。

3 结构优化设计在建筑结构设计中的步骤

3．1 建立结构优化模型

建筑结构优化计算方案和优化设计模型是建筑结构优化设计的两个重要重要组成部分。结构设计优化就是在众多的变量中选出重要的参数，针对这些参数进行函数模型的建立，从而计算出最优解。通常来说，模型的建立总共分为两个部分，首先是选择较为合理的设计变量，这对模型的构建有着至关重要的作用，同时变量设计也会影响到参数的选择，合理的计算变量能够有效地减少计算编程的工作量;其次是确定目标函数。目标函数的确定要先找出能够满足函数条件的最优解，然后对约束条件进行确定，约束条件包括尺寸、强度、弹塑性以及应力等方面。在进行建筑结构优化的时候，要保证这些约束条件都在规定的范围中，满足设计所需的要求。

3．2 设定优化设计计算方案

在建筑结构优化中，很多约束条件和变量参数都会对优化过程产生影响。所以在进行计算的时候应该把所有的约束条件都转化成非约束条件，确保优化过程顺利完成，同时，要全面地考虑到变量的因素，运用科学合理的计算方法进行建筑结构的优化设计工作。

3．3 程序设计

程序设计就是在设计优化计算好方案的基础上，进行程序的编写，将程序导入计算机中，在后期的计算过程中只需要将相关的数据输入系统中，通过计算机计算就够更加直观的得出结果。

3．4 结果分析

结果分析时结构优化设计的重要一步，对计算机结算出来的数据要进行详细的分析，才能够根据数据给出的信息确定优化设计的最佳方案。在进行结构优化设计的时候，要全方面地考虑到各种阻碍因素，最大程度地保证建筑的结构优化设计工作的完成。对于建筑工程来说，会耗费较多的财力物力和人力，进行结构优化的最终目的就是要将这些这些指标降到最低，同时保证建筑质量的可靠性。所以，在进行建筑的时候，通常要注意以下几个问题。首先要在建筑的经济和技术之间找到一个平衡点，把这两者的矛盾降到最低，在高技术的情况下，不必花费更多的经济。其次，要充分理解技术所带来的经济效益，要认识到由于技术的改进减少了不必要的经济消耗量，所以，要大力应用技术。

4 建筑结构优化方法在房屋结构设计中的实际应用

4．1 房屋的整体性和局部性优化

在建筑设计过程中，存在着一定的复杂性和层次性，这些特点在一定程度上对建筑结构的优化设计都有影响。就层次性来说，层次性包含着整个建筑体系和结构体系，在每一个单独的体系中又包含着许多下属体系，所以，在进行设计的同时，就应该充分地了解这些下属体系，进行必要的优化。对于复杂性来说，复杂性包括建筑所使用的建材以及各种零部件，所以在进行优化的时候，要从大处着眼，实现整体上的优化。

4．2 建筑寿命与阶段性优化

建筑的使用年限是考察建筑质量的标准之一，在工程的有效使用时间内，对每一个阶段都要进行优化。在设计的时候，要针对建筑各个阶段的特点，并且结合当下的实际情况进行优化，在建筑的整体上提高建筑的使用寿命，从而达到既保障建筑的寿命，同时有提高经济效益的效果。

4．3 建筑基础的优化

整个建筑的基础应该是建筑的钢筋混凝土，这些是构成建筑的重要前提。在进行设计优化的时候，应该采用准则法进行结构的设计优化，但是，如果知道建筑结构截面的情况下，就应该采用有限单元法，对整个建筑的受力状况进行分析，将受力结构进行具体优化，经过相关公式的验算，计算出钢筋混凝土的最优级结构

5 结语

建筑结构优化设计能够让建筑以最完美最经济形态呈现在人们面前，满足人们对建筑的质量、经济和艺术欣赏的要求。同时，建筑企业充分发挥结构优化设计的优势，能够为企业创造更多的经济效益，实现企业的长期发展。

王志，南漳县建筑勘察设计院，湖北襄阳441500