刍议如何优化结构设计减少建设投资成本

陈斌

【摘要】建设投资成本是进行一个建筑工程之前首先要考虑到的一个问题。实现经济效益的最大化是每一个建设方追求的最终目标。从技术与经济相结合的角度出发，优化建筑结构设计是减少建设投资成本的最好方法。本文将详细阐述何为结构优化设计、结构优化设计的意义以及如何进行结构优化设计。

【关键词】优化结构；技术；投资成本

随着经济与社会的快速发展以及科学技术水平的提高，人们对于建筑物的要求日益提高，不仅要求建筑物具有适用性、安全性，还要求建筑物具有美观性、新奇性等特点。人们日益提高的建筑需求给建筑结构设计者带来了全新的挑战，优化建筑结构设计，减少建设投资成本，实现经济效益的最大化，势在必行。本文将在下文中详细阐述如何进行建筑结构优化设计。

一、建筑结构优化设计技术介绍

（一）建筑结构优化设计的含义

随着生活水平的提高，人们对于建筑物结构设计的要求日益提高，要求设计者在进行结构设计时，不仅要考虑到建筑结构的安全性、适用性，还要考虑到建筑结构的美观性、新奇性等特性。建筑结构优化设计方法就是从多个针对设计对象的方案之中进行对比、选择，最终找出最符合要求的设计方案，从而满足相关要求。

（二）建筑结构优化设计的应用价值

简单来说，优化建筑结构设计，就是要以合理、有限的资源投入来获取最大的经济效益，不仅要保证该建筑结构的安全性、适用性、美观性以及可靠性，还要保证该建筑结构的经济性。通俗地讲，就是要花最少的钱来达到较好的效果，物美价廉。考虑建设成本是进行每一个建设工程之前首先要考虑的一个问题，建筑商都会尽可能地减少建设成本。必须要注意的是，减少建设成本并不是毫无原则地进行减少，而是在保证建筑结构安全性、可靠性的条件下合理进行。在社会主义市场经济条件下，优化建筑结构设计，能够实现经济利益的最大化，避免资源浪费，这样不仅能够带来更好地市场效益，更是践行可持续发展观的典范。在进行建筑结构设计优化时，必须要讲求技术的专业性以及合理性，充分考虑到材料性能等各个方面的条件，合理地进行结构设计优化。

二、如何进行建筑结构优化设计

（一）构建建筑结构优化模型

在对建筑结构进行优化设计时，必须要采取一定的设计方法，具体来说，要按照以下三方面的内容依次进行：第一，合理进行设计变量的选择。所谓设计变量，就是那些对建筑设计要求能够起到决定性影响作用的参数的统称，例如，约束控制参数以及目标控制参数等都是设计变量，而那些对建筑设计要求不具有决定性影响作用的参数则统称为预定参数，合理进行设计变量的选择，能够使设计者在建筑结构设计、程序设计、设计计算等方面的工作量大大减少，提高工作效率；第二，合理选择目标函数。对截面几何尺寸、失效的概率以及钢筋的截面面积进行合理选择，使这三者数据能够满足预定条件以实现减小建筑总费用的目的；第三，科学进行约束条件的确定。对于房屋结构可靠性优化设计来讲，它的约束条件主要包括结构体系的约束、结构强度的约束、裂缝宽度的约束、应力的约束、构件单元的约束、变形约束、从可靠指标的约束最终到确定性的约束等等。在對建筑物结构设计进行优化时，要想保证该建筑物结构优化设计方案能够实际应用于现实的建筑物结构工程之中，必须要将目标约束条件与建筑物结构设计中现实的约束条件进行比较，实现目标与现实的统一，保证以上各个约束条件能够符合我国法律法规以及行业规范的要求，从而保证实现建筑结构设计的最优化。

（二）对建筑结构设计方案进行优化

建筑工程的设计工作是一项难度系数非常高的、非常复杂的工作。对建筑结构设计方案进行优化的工作必须要由具有一定资历的专业设计人员来进行并最终决定。在进行建筑结构设计方案优化时，必须要注意以下几方面的问题：第一，在对建筑结构设计方案进行优化时，必须要遵循科学性以及合理性的原则，采取多种优化计算方法，实现优化效果的最大化；第二，在进行优化建筑结构设计方案过程中，充分考虑到各方面的因素，把握好局部与整体的关系，实现整体设计效果的最优化。

（三）程序设计

建筑结构优化设计是一项十分复杂的工程，不仅要构建建筑结构优化模型、设计建筑结构优化方案、使用设计计算方法，还要特别重视高科技的综合程序的应用。在对建筑结构设计进行优化的整个过程中，为了能够更快速更高质量地完成建筑结构优化设计，必须要进行程序设计。

（四）总结分析

在进行完以上三部分的工作之后，设计者需要根据计算结果，从各个设计方案中选择出最优的设计方案。必须要注意的是，由于建筑结构设计优化工作是一项难度性极高、极为复杂的大工程，涉及到方方面面的内容，因此在进行以上几部分的工作时，相关操作人员必须要全方位地从各个角度进行多角度思考。在建筑设计中，经济与技术是矛盾的两个方面，既对立又同一。相关设计人员必须要正确处理好两者的关系，在进行结构设计优化的过程中，既不能够为了只重视技术的专业性、合理性，而造成建筑资源浪费，影响建筑业的可持续发展，同时也不能够只重视经济性而忽视技术性，为了能够减少建设成本，而不能保证技术的合理性以及专业性，使建筑物失去其适用性。

结语：

优化结构设计，减少建设成本，是落实可持续发展观，实现经济效益最大化的有效方式。建筑结构设计的优化工作是一项难度系数极大、工作量极大的工程。在进行建筑结构设计优化时，设计人员必须要具有整体意识、全面意识，多角度多方面的考虑问题。

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