建筑結構設計優化設計新方法探析

錢錦

摘要：隨著經濟的發展和科技的進步，我國建筑行業也在不斷地發展中，同時建筑行業中各個企業之間的競爭變得越來越激烈，因此對于建筑工程企業來說，對建筑工程結構的設計進行優化成為一項非常重要的工作，這樣不僅能夠提高企業的經濟效益，還可以使企業在激烈的競爭中處于優勢地位。

關鍵詞：建筑；結構設計；優化設計；新方法

1建筑結構設計優化的主要原則

1.1功能性原則

功能性原則是建筑工程的結構設計工作中十分重要的一個設計原則，該原則在建筑結構的使用功能和建筑創造的經濟效益上都有所體現，倘若建筑的結構設計功能性比較強，就會在一定程度上增加其使用價值與使用頻率，進而提高建筑的經濟效益。而不同類型的建筑的功能性也有所側重，比如銀行建筑，在結構設計中要著重考慮建筑的安全性，并加強安全通道設計的科學性和合理性。此外，建筑材料也要符合銀行建筑的條件，有一定的荷載力，進而更好的保證銀行功能的使用。

1.2安全性原則

在進行建筑工程設計時，最應該考慮的就是建筑的安全性，這是建筑設計的核心。今年來，豆腐渣工程事故層出不窮，除了建筑材料不合格這項因素影響，還反映了這些建筑工程在進行結構設計時，并沒有考慮到安全性原則，進而導致悲劇的發生。由此可見安全性原則在建筑設計中的重要性，在進行建筑結構設計時，相關管理人員要對構件的可靠性進行分析，根據建筑施工的實際情況進行科學的設計，提高設計的使用價值，進而提高整體建筑的經濟效益。

1.3綠色環保原則

隨著經濟的發展，人們的生活水平都有了一定的提高，對生活質量也有了更高的要求，要求建筑工程使用低碳材料。因此，在對建筑結構進行設計時要綜合考慮綠色環保原則，在保證建筑質量的基礎上提高建筑的環保性，保證住戶居住的舒適度和健康，提高建筑的環境效益。

2進行建筑工程設計優化的步驟

2.1對目標函數進行科學合理的選擇

進行建筑優化設計的工作人員在設計建筑之前，應該對建筑工程中各個結構的各項數據進行精準的計算，然后再對施工材料的種類和數量作統一地規劃，使得各項數據達到規定的標準，最后再根據計算得出的建筑工程的工程總造價來選擇最適合建筑施工的優化設計，再確保建筑施工質量的同時要將施工成本降到最低，盡可能地提高建筑企業的收益。以上過程就是建筑工程設計流程中目標函數的選擇，這是建筑工程設計過程中一項非常重要的工作。

2.2優化設計過程中要對變量進行正確精準的選擇

對相關的變量進行正確精準的選擇是設計師在進行建筑工程優化設計的過程中較為重要的環節之一。設計師在完成了對目標函數的選擇之后，要結合建筑結構所具有的特點以及實際情況來對變量進行選擇。從專業的角度來講，變量的選擇就是設計師要對所有對建筑工程結構的設計有所影響的因素進行全面地了解和詳細地分析，然后在這些因素中，選擇出對建筑設計影響最大的一個變量，然后再對這個變量進行精準地計算和分析，并按照相關規定對其進行嚴格地控制，這樣就能在一定程度上實現建筑工程設計的優化。

2.3優化設計過程中要對約束條件進行科學合理的選擇

設計師在進行設計時，對所設計建筑結構的可靠度在一定程度上進行創新，并盡可能地將其優化，在這個過程中，設計師就可以較為精準地判斷出所設計建筑結構中的定量以及起約束作用的條件，這樣設計師就可以將約束條件設置在國家對建筑設計結構所規定的標準范圍之類，這樣就能在最大程度上使建筑工程的設計得到優化，同時還能使建筑工程的施工質量得到一定的保證。

3建筑結構設計的優化策略

3.1對設計方案做出科學歸納

對于建筑工程來說，科學合理的設計方案能夠在最大層面上影響房屋建筑的最終效果和質量，而在房屋建設過程中，要想實現更好的優化效果，就需要建筑設計師在規劃結構設計方案的過程中，將影響建筑物修建效果的各類因素進行整合調控，以此來保證建筑結構的改良設計達到預期目標，而工作人員在編寫相關方案的同時也要遵循建筑結構優化的一些原則。

第一，在挑選原材料的過程中，需要細致到每一個部件都精心選擇，以此來保證不同零件在建筑結構中能夠發揮其作用，不同結構雖然有相異的作用，但是要使其在整個房屋建筑中達到和諧一致的效果，保證優化水平能夠符合預期要求。

第二，草擬優化設計方案時，需要兼顧不同因素會對結構優化產生的各類影響，立足于房屋建筑全局，統籌零部件之間的聯系，使它們能夠在建筑中物盡其用。

第三，房屋建筑的內部結構要盡可能精簡化，因為復雜的內部結構會導致構件的承載力變高，計算的誤差增大；這樣一來，不但工程造價會相應增加，危險性也會跟著提升。

第四，最初設計的方案也需要關注到外界因素，尤其是外力對內部構造造成的影響，單純想要利用強化內部構件來達到防止結構變形是不可取的，不僅耗費大量原材料，無益于實現更大的經濟效益，還有可能會引發安全隱患。

3.2采取針對性的優化方法

切實可行的設計方案能夠促進建筑優化活動展開，是實現結構優化的基本保障。房屋建筑工程的設計活動應當將建筑工程師的設計方案作為主要依據，熟悉不同階段的主要環節，明晰房屋內部結構的具體情況，在資金周轉合理的情況下，進一步明確不同結構設計的區別和聯系。設計師在編寫方案時，要對結構計算結果進行大致估計，并將運算結果清晰得表述在規劃方案上，還要考慮到內部及外部因素對建筑結構可能造成的影響。除此之外，由于外界環境存在諸多不可控因素，修建時也要盡量避免對設計方案的死搬硬套，從而在面對突發情況的時候，能夠迅速采取有針對性的措施，防止因應變不及時所造成的建設損失。

3.3培養專業優化設計人才

工作人員的專業素養和設計才能能夠在最大層面決定建筑優化結構的總體質量，優秀設計人才也能幫助團隊在結構優化設計活動中少走彎路，達到事半功倍的效果。而能夠滿足大眾審美需求，彰顯建筑設計之美的作品實際上大多數都是優秀工程設計師的手筆，在如今建筑行業的不斷壯大發展、拉動相關產業發展的同時，也給了建筑設計工作者更大的挑戰。因此，作為建筑設計師而言，在平時應當注意專業知識的學習，將建筑學、藝術學和設計學等理論知識靈活運用在實踐活動中，利用理論促進實踐活動，用實踐活動來鞏固理論知識，不能忽略優化設計的基本原則。另外，在設計過程中還需要將力學原則和優化設計方法結合在一起，實現建筑設計的最優化。設計者也應當樹立發展的觀念，以創新性設計觀念來進行建設活動；利用辯證的眼光來看待相關問題，擬定設計方案時要將建設時長控制在合理范圍內。

3.4實現資源的合理配置

原材料作為建筑活動中的基本要素，在房屋建筑過程中起著舉足輕重的作用。所以在對建筑結構進行優化設計的時候，需要對建筑材料進行適度挑選，控制建筑材料使用量及投入比重，以免出現原料大幅度耗損浪費的問題，這也是實現建筑資源合理配置的重要過程。此外，在建設活動開始之時，要以不同零部件的結構特征為基礎，因地制宜的將其利用在不同的部件構造當中，以小部件的優化構造來達成大的建筑構造，從而保證內部結構的抗壓力和承載力能夠滿足預期目標，以合理配置資源的方式來達成理想的結構優化設計效果。

結論

建筑設計優化作為建筑工程的重要環節，和科學可行的歸納方案、專業的建筑學素養脫離不了關系，正因為如此，建筑設計師更應該放眼未來，從建筑設計需遵循的角度出發，利用所學知識反復對設計方案進行改良，樹立前瞻性的發展眼光，在實現建筑結構多樣化的同時，不斷提升房屋建筑的綜合實用價值。

參考文獻

[1]謝海波.房屋結構設計中的建筑結構設計優化策略[J].住宅與房地產，2017（9）：94.

[2]范國興.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].雞西大學學報，2014，14（8）：23-25.

（作者單位：杭州福卡裝飾工程有限公司）