王成付

摘要：在现代建筑工程中，不仅需要考虑建筑需要它的使用价值，还需要考虑建筑在不同地区和不同环境中的审美观。建筑的安全、施工难易、经济适用、实用以及美观等等都是我们在建筑机构设计初始阶段就要考虑的基本问题。所以，合理、安全、可靠、节能的建筑基础结构优化可以使得建筑空间资源的合理利用。本文简析了现代建筑结构优化的方法，对建筑结构优化在设计工作中优化进行了简单阐述，以供在工作中学习和参考。

关键词：建筑；优化设计；结构；方法；

随着中国经济的快速发展，中高层建筑已经越来越多的受到人们的青睐。人们对自己的住房要求也越来越高，安全性、美观性、经济适用性等是人们的主要选择。建筑设计就需要根据时代的不同去调整和优化房屋结构的设计，以满足人们的需要，同时建筑设计者们又要从消费者角度考虑，在提高房屋建筑安全、经济性等条件下，又要考虑经济成本和不同需要的消费者，在同一个建筑上甚至需要做不同层次不同风格的结构优化以满足不同需求的客户，所以，在这样的市场环境下，结构设计如何优化，如何在现有的资源条件下高效利用空间和优化建筑结构的设计是值得所以设计者去思考的课题。

一、建筑结构优化

1、设计方案的优化

为了保证建筑基础结构优化设计的合理性，工程设计人员必须依据工程的实际情况，制定合理的设计优化方案，结构设计的优劣觉得了设计优化方案的成败。在结构方案的选择上，要遵循以下几个方面的原则，首先是在整体和特定的结构设计上要处理好构件和结构、结构和结构之间的关系，充分利用和发挥结构之间最佳受力状态，使结构具备足够的承载力、刚强度；其次尽可能使结构的受力与传力途径简单、明确、直接；再次结构布置的抗側力刚度中心尽量接近或重合，以避免外力作用下结构的扭转效应，提供建筑物经济效益。

2、正确的结构计算

为保证建筑结构计算的准确、高效，计算机系统的利用和计算给设计者们提供很大的方便并提供了工作效率。设计者可以在理论概念，经验，估算中利用计算机应用计算软件进行可靠的分析，经过多次计算比较和调整，使结构更加合理和经济。在计算过程中我们要注意以下几个问题：一是结构设计要与工程实际相结合，必须对建筑工程的实际做有效的调查和分析，以确保结构数据的准确性；二是保证数据准确输入，计算机准确性高，但難免人为因素会导致数据错误。

3、材料的合理利用

建筑结构的设计最重要的目的就是提高建筑的经济效益，花最少的钱，做最好，最安全，最适用的建筑。建筑结构是建筑的“骨架”，承载着整个房屋的重力，其对材料的选择是比较苛刻的，所以在材料的选择上要根据构件的不同受力情况，工作环境和材料的受力特点选择合适的材料。如在钢筋混泥土结构中主要受压的主结构，我们可以采用比较高标号的混泥土，这样不仅可以满足承重需要，减轻自身重量，还可以增加使用空间。所以，根据结构的需要合理选择合适的建材是建筑结构优化的重要环节。

二、建筑结构优化方法

建筑的结构优化主要集中于建筑的各个具体部分，包括房屋结构的选择、屋顶部分规划设计、护栏结构设计、地下室结构规划设计等等。在这些地方的结构优化上，设计者应着力于其选材、地质勘查、成本分析、可行性分析等方面，有针对性的高效率的进行建筑结构优化设计。在设计的过程中，设计者应拟出多份不同角度的设计图，以供日后在审查时全方位的观察，避免设计定型后与设计理念不符的情况产生，同时应注意在布置结构的过程中注意方向平衡，不应将受力集中在一个方向，避免出现安全问题。

1、建筑结构优化模型法

结构优化模型是指在结构设计过程中，利用数学知识，将各种变化量列举出来，选择出由主要影响力的参数，利用函数模型建立起优化模型，并且通过计算得出最佳答案。在设计优化过程中，首先应挑选出合适的建筑变量，或者将若干变量进行影响力大小的相对排列，重点关注影响力大的参数，一些相对较小的影响因素作为保留参数，这样既可以减少后面工作的计算量，也能够保证不漏掉任何一个重要影响因素，以免忽略掉可能有微小影响的因素。其次，我们需要找出影响因素和建筑结果之间的确定关系，这样可以在变换参数的情况下通过精准计算得出其他答案。最后要控制无关变量，让对结果没有影响的量成为一个标准值，这样才能保证每一次的计算差异都是由主要参数引起的。同时，在设计之中要确定相关无关变量是符合国家行业规范与标准。

2、结构优化计算方法

结构优化有多种计量模式，也是一个复杂的计量模式，需要将各种情况加以汇总统筹考虑。最常见的是将相关限定量通过转换变成无限量，以使用的方法有拉氏变换法则、符合性法和powell等等，直接得出精准的结果，把结果纳入我们编制的运算步骤中，最终优化的结果也显而易见了。

三、在建筑结构优化中应该注意哪些方面

在保证建筑的可靠性、安全性和经济适用性的前提下，运用相关结构优化技术，可以达到优化整体结构、控制建筑成本、提高工程效率等目的。但是在结构优化的实际操作和计算模型的运用中，有很多需要注意的方面：

1、注重优化工作的前期准备

在一个工程的前期准备过程中，最重要的问题就是要确定方案的总投资，但实际情况却是很多项目的前期工作根本就不充分，设计师并不注重初期阶段的设计总结，忽视方案的实际操作性。但是因为设计方案与施工方案并不完全对等，一些不符合施工要求的方案不仅让施工有一定难度，而且使得施工周期延长，增加项目投资，与项目秉持的节省开支保证质量的原则相违背。所以，如果在项目的前期就已经做好充分的准备，针对具体情况制定出一套合适的方案，减少日后的各种障碍，为圆满完成建筑工程打下基础。

2、地基结构设计优化

地基是建筑的最基本构造，其重要性不言而喻，所以必须设计出一个合理可行的结构方案。如果是打桩，就需要考量利用什么材料、勘探地质结构、选择打桩地点，这样才能够尽量节约造价。还应该进行现场考察，尽量制定出多种方案进行选择，集思广益之后做出最终的决定。

3、结构设计概念方案与具体部分综合优化

概念方案没有一个具体的规定值，比如说防寒效果，因为其具有变化性，无法利用科学计算公式得出一个定量来解决，这时候我们就需要将具体部分与概念方案进行结合优化，把利用公式得出的数据拿来参考，或者其他现成的例子。根据施工人员和设计人员的从业经验，灵活的运用相关设计优化方法，得出一个最好的结果。

参考文献：

[1] 齐建民.建筑结构设计中提高建筑安全性的几点建议[J]. 科技资讯. 2015（13）

[2] 曾建宁. 高层建筑结构抗震设计优化措施探讨[J]. 科技创新导报. 2015（16）

[3] 范国兴.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J]. 鸡西大学学报. 2014（08）