浅谈建筑结构设计中优化技术的应用

摘要：建筑结构的优化对于提升我国人民的生活水平有着很大的作用，值得所有的建筑施工人员注意。为此，本文对现实生活中的建筑结构优化进行了分析和研究，具有一定的现实意义的，能够促进建筑结构在未来朝着更加绿色更加符合人们现实需求的方向发展。

关键词：建筑结构；设计；优化技术；应用

引言

如今，在人们生活质量不断提高的局势下，社会对房屋建筑的要求越来越高，完全按照传统模式设计出来的建筑已经无法满足实际需求，这就需要设计人员明确需求，在设计过程中合理应用优化技术。

一、 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值

在现实生活中，建筑结构的设计及其优化方法的运用具有一定的现实意义。以下主要是针对其优化方法的应用和实践价值进行研究和分析。

（一）结构设计优化方法的应用

一般来说，结构设计优化方法的应用主要体现在以下两个方面。第一，房屋工程结构总体的优化设计；第二，房屋工程分部分优化设计。这些优化设计都是围绕着建筑的选型、受力还有造价方面进行分析的。而且，这些优化设计都是有相应的使用前提的，都是必须满足工程的实际情况，围绕建筑工程的经济效益来进行的。

（二） 结构设计优化方法的实践价值

为了保证建筑结构的长远效益，应该在建筑结构施工的过程当中减少近期投资，提高对工程结构的可靠性的关注度。跟以前的一些设计相比，设计优化技术可以让建筑工程的价格变低，成本也能够得到节约。优化技术并不是牺牲工程的质量达到节约成本的目的，而是采取最合理的材料，使建筑结构的每一个环节都得到最好的调节。其还可以对建筑结构的整体方案產生影响，是使建筑结构设计达到安全经济的最好途径。

二、建筑结构设计优化技术具体应用

（一）整体优化结构

优化包含整体构造的优化与部分构造的优化两部分，它们之间相互依赖，缺一不可。在各部分设计工作中，优化涉及到很多内容，如模型设计优化、受力构件优化，基础优化及围护结构优化、框架部分优化、基础部分优化和围护结构优化。对此，需要设计人员充分运用自身所学进行深入的思索和分析，在不同的设计项目当中，除了要保证适用性与安全性，还需要做好成本的控制。想要保证设计的科学性与严谨性，对设计人员而言，应当场做好实地考察与论证，尽量掌握齐全的资料，然后在设计过程中对现场各项条件予以充分考虑，为之后的优化奠定良好基础。例如，选材时，不仅要符合安全性需求，还应充分考虑当地实际情况。当建筑所在地区的地质条件比较复杂时，作为设计人员，需要从实际情况入手进行基础方案的编制。只有这样才能避免无谓问题的发生，并实现节约成本、保证安全的基本目标。

（二）模型设计

首先，选择适宜的变量，设计优化中，全体设计人员都应把握所有对方案设计有影响的参数，将其作为优化设计过程中的变量。若在优化中错误的将影响很小的参数视作变量，则不仅影响正规的结构设计，而且不利于计算编程，对优化设计也造成很大的影响。其次，选择正确的目标函数，在设计优化中，应计算可以满足要求的结构或构造尺寸，以及和钢筋截面积等指标有关的数学函数，以此帮助模型设计顺利完成，这是设计中的关键环节之一，正确选取函数，能简化设计过程。通过参数合理设置，在满足规范要求的同时，减少含钢量，或通过模型中假定及边界约束条件，提高整体经济性。最后，确定所有约束条件，保证结构安全性与可靠性是设计与优化设计前提，这就需要在实际的优化设计必须是在一定约束下进行的，并不是设计人员自由发挥的结果。而约束条件包含很多内容，如缝宽、强度、尺寸等。确定了不同的约束条件后，还应与目标约束条件实施对比与分析，确定是否满足现行规范的要求。

（三） 基础优化

在房屋建筑中，基础质量在很大程度上影响着整个建筑的质量和稳定性，如果基础不稳固，可能会在后续的施工与使用中发生安全隐患。因此，有必要对基础和设计进行优化。具体方式是对基础选型、构造设计等进行严格控制，确定适宜的基础类型，包括长度、深度等关键参数，通过适当的修正使地基承载力得到提高，并减少基础断面和配筋，也可通过对水浮力的充分考虑，减少基础设计成本。进而在深入落实设计优化的前提下，保证基础设计的合理性与可行性。

（四）注重细部优化

在充分考虑整体设计的基础上，还应做好结构局部构件分析和精心设计。比如，对现浇板进行设计时可将异形板划分成矩形板，以此在保证受力合理性的基础上，从根本上防止拐角裂缝的产生。对于底部框架抗震墙，其底框梁箍筋的配箍量都很大，此时如果将冷轧带肋钢筋作为箍筋，则可以减少箍筋的肢数，或者减小箍筋的直径，这样可以在降低造价的基础上为施工提供方便。另外，为了减小柱构件的底截面大小，可以选用高强度混凝土，但对于水平构件，其混凝土标号可以适当减少，从而既满足受力，又节约成本。

（五）计算机设计与人工设计相结合

在进行建筑结构设计和优化时，将计算机技术和人工技术结合起来，才能更加有效地表现结构设计的实际效果。如在计算结构参数时，利用计算机进行模拟和计算，同时设计师需要根据工程的实际情况，参照相应的设计标准，完成设计师的概念表达，使得设计方案具有合理性，与项目实际情况相符。

结束语

其实，在如今的建筑结构当中使用优化设计是非常常见的。同时，其也是能够让建筑结构进行更新改造的一种方法，符合现在的发展水平和人们的需要的。但是，在使用的过程当中，对于一些施工要点需要去引起注意。希望通过本文的研究和分析，可以帮助相关人员对建筑结构优化设计有一个基础的了解。同时，也希望能够促进我国建筑行业在未来能够持续健康发展。

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