建筑结构设计优化方法的应用
张建利
[摘要]随着人民生活水平的提高，人们对于物质享受水平也有较高的要求，而在建筑界当中，优化建筑结构设计也是不可避免的趋势。当今社会对于建筑结构的要求已经不满足于过去的“遮风避雨”，更加要求建筑的安全性，舒适性，美观性，节能性，环保性。本文着重讨论建筑结构设计优化方法在生活中的应用。
[关键词]建筑设计;建筑结构优化;方法应用
文章编号：2095-4085（2019）03-0041-01
1建筑结构设计优化的意义
建筑架构优化设计能最合理地利用建筑的材料性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调。建筑结构优化设计是实现建筑设计最终目标一适用、安全和经济性的最有效途径。根据实际情况的要求，通过科学、合理和有效的优化设计来构建数据模型，在满足安全性的前提下，减少资金投入控制建筑成本，延长建筑的使用年限，减少建筑材料的二次污染。既符合国家的可持续发展理念，也贴合人们当前的绿色环保理念。
2建筑结构设计优化方法
2.1优化设计概念
建筑结构优化设计是指在特定的约束条件下，按某种目标，如刚度最大，成本最优控制，重量较轻等，找出最优的建筑结构设计。建筑结构优化设计，是实现建筑基本功能与建筑投资成本的主要手段。
首先要对建筑设计概念进行优化，在进行概念设计时，最合适的方法是人工与计算机结合2），将人工与计算机有机结合，才能做出最优建筑设计。在对建筑材料进行优化挑选时，最优选是通过人工对材料性能进行相关分析处理;对于设定建筑的相关参数时，比如建筑比例模型，体积耗材，色彩搭配等，运用计算机处理数据能极大地减少人力浪费，并且可以保证数据的精确性，以后再对概念进行修改时，通过计算机也非常的方便快捷。
2.2优化建筑设计模型
其次是对建筑的数据模型进行优化，在保证建筑材料性能安全可靠的前提下，挑选合适的设计变量，保持变动条件比较小的预定变量，再以减少资金投入控制建筑成本为目标，建立以建筑尺寸和有关数据所代表的的目标函数，结合房屋的尺寸要求，承力大小，结构强度，变形程度，仔细考虑结构的许多限制因素，以实现最好房屋的设计标准，符合客户要求。
2.3宏观与局部
完成以上宏观优化后，应对建筑细节进行优化。对建筑局部整体和部分进行优化，建筑结构设计具有层次性特点，因此设计人员在设计建筑时一定要对建筑安装体系予以重视，设计整个建筑体系时，会从中延伸出许多其他相关体系，首先从整个建筑安装体系入手，优化衍生体系，打破体系之间的横向关联性，使叠加工程呈现出完美的效果，从建筑物的源头进行设计优化。建筑结构是由很多部分以及细节构成的整体，因此要对每个小部分进行优化，协调好小部分与整体间的关系。充分认识整体优化的必要性及优点，从宏观到细节，完整把控设计节奏。
2.4阶段性优化
建筑结构优化应该具有一定的阶段性，根据实际情况参考施工进程，由此确定优化方案。其中混凝土浇筑施工的进程会影响整个工期的进度，因此优化施工设计方法非常有必要。
2.5优化主体结构
结构优化设计是一个十分复杂的系统工作。因为一个建构筑物本身就是一个从上到下的结构系统。选择合理的、规则的平立面方案，是一个成功的优化结构设计的开始。越是复杂的建筑造型，越增加结构抵抗地震的建筑成本。选择合理的结構体系，对造价影响较大，如剪力墙含钢量比普通短肢剪力墙低。通过选择合理的基础形式，能实现降低基础造价和增加，上部结构整体稳定性。不同的结构形式，结构优化的重点各不相同，例如，剪力墙结构，剪力墙中所占上部结构钢筋量在60%左右，剪力墙是这种结构优化的重点;框架结构中梁的钢筋用量在整体结构中占比较大，故框架结构上部优化的重点在梁的优化上。
2.6优化辅助性建筑设计
在优化房屋结构里的排水系统时，需要考虑的更加长远，延长排水系统的工作时间以及使用寿命，对水管尺寸和管道孔洞的预留以及预埋件都要做到精确。
安全是电气设计需要最先考虑的问题，电气设计优化主要是针对老化或者复杂的线路进行处理，防止线路与墙体发生摩擦，一旦发生漏电问题，那么便是设计发生了缺陷，要保证管道的始终畅通状态，对输水管道和气体管道选用不同的处理方法，给气体管道的预留口设计一个合理安全方便的位置。
3结语
建筑是人类生活的载体，在生活中占据着非常重要的地位，对建筑结构设计进行优化非常有必要。优化结构设计后的建筑，安全性，美观性，舒适性都有大幅提升，在传统中建筑，美观性往往不被人们重视，其实美观性意义非凡，对于推动社会审美和发展建筑艺术都有重大意义。优化的建筑结构还会节省社会资源，由更小的空间容纳更多的人和物资。优化建筑结构设计是顺应时代发展潮流的必定选择，在优化过程中，要使用科学的优化应用方法。运用实际有效的方法设计建筑结构，对于缺陷建筑设计及时修改处理回收，完善建筑体系，提高建筑优化性能，提升建筑设计体验。
参考文献：
[1]彭文军.建筑结构设计优化在房屋结构设计中的具体应用[J].居舍，2018，（21）：110.
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