浅谈建筑结构优化设计

王丽丽 陈学敏

摘要：我国经济水平的不断提高，使得建筑行业的发展也空前迅速，建筑企业为了满足市场需求，不断的加大建设施工的速度以及规模，因此，往往对于建筑物的质量有所忽视，建筑物的整体质量与建筑结构设计的合理性有着密切联系。为了能够最大限度的提高结构的可靠性与稳定性，根据实际施工需要不断地优化其结构设计，是非常必要的。文章论述了建筑结构优化设计的原则，并提出了建筑结构优化设计的具体对策，以期为建筑结构优化设计提供一定参考。

关键词：建筑结构；优化设计；对策

引言

近年来，我国人口仍然呈现增长趋势，建筑的需求量越来越多。土地价格飞涨，无疑增加了建设单位的建设成本，加剧了建筑行业各企业之间的竞争，在建筑结构设计中应用建筑结构优化设计方法，是建设单位进行成本控制的有效方法。近年来，国家采取一系列的办法对国民经济进行宏观调控，明确要求建筑设计单位在确保建筑外形美观合理的前提条件下，要最大限度提高建筑物的使用舒适度。优化建筑设计结构，是当前建筑单位面临的重要课题，也是建设单位响应国家号召，与时俱进的重要体现。探究建筑结构设计中建筑结构优化设计方法的应用，具有很重要的现实意义。

一、建筑结构优化设计相关概述

（一）建筑结构优化设计的内涵

在现代的建筑施工中建筑结构优化设计主要体现在建筑工程的决策阶段、设计阶段和建设阶段。首先，在决策阶段要明确进行结构优化设计的目的，并在实现本体结构功能的基础上进一步保障建筑结构的安全性，降低建筑施工资本投入。其次，在设计阶段，要明确和完善建筑整体结构以及每个子系统的优化布局设计；最后，在建设阶段，将建筑结构优化设计作为建设施工的主要指导原则，组织并建设建筑结构的每个环节，进而实现建筑结构设计的整体优化。这三个阶段互为补充、缺一不可，在建筑结构优化设计中起着重要的作用。

（二）建筑结构设计优化意义

建筑结构设计优化方法的实际应用，既能降低工程成本投入，保护当地环境，还能切实保证建筑物使用和美学价值的实现，达到建筑工程综合效益的最大化。与传统的建筑结构设计方法相比，结构设计优化不仅能够减少工程造价，还能提高各种资源的利用率，保证各个分项工程的有序施工。另外，结构设计优化注重设计理念的创新，在保证建筑物质量、安全的基础上，还注重美观和环保。

二、建筑结构优化设计的原则

（一）安全性

建筑物是人们进行生活以及生产活动的主要场所，因此建筑物的安全性是建筑结构优化设计的关键因素之一。如果一味追求建筑结构的优化设计，而忽略了建筑结构设计施工等各方面的安全性，对建筑结构的优化有害无益，给人们的正常生活、生产活动造成巨大的潜在危害。

（二）经济性

经济性主要是指通过建筑结构优化设计，对建筑材料、工具等进行科学合理的资源配置，减少建设成本的浪费，进而控制建设过程投入。与此同时，由于部分建筑材料具有一定的稀缺性，进行建筑结构优化设计能合理地控制建筑材料的使用，节省建筑成本。

（三）功能性

功能性是建筑结构优化设计的本质的要求，随着经济的发展以及科学技术的不断的发展，使人们对建筑功能的要求也越来越高，因此对建筑结构设计的优化设计还要满足建筑设施的协调性、美观性、舒适性以及实用性，增加建筑的功能，以满足使用者对建筑的功能需求。

（四）环保性

我国一直提倡环保节能，并且在各个行业中节能环保理念也开始进行普及，并且根据各行各业的特点，采取相应的措施。环保性也是新时期建筑结构的优化设计的新要求，对于建筑结构优化设计可以通过选用节能环保的建材，对建筑整体结构设计进行优化，如建筑中给排水的设施进行优化、使用节能门窗，另外对于建筑施工过程中的废水、废气以及废渣等要经过合理的处理才能进行排放。

三、建筑结构优化设计具体对策

（一）优化建筑结构模型

建筑结构的好坏，与国计民生息息相关，即建筑工程与人民群众具有紧密联系。因此，在设计民用建筑结构模型时，应该对设计方案进行合理性优化，保证房屋的各个细节都能得到合理性优化，比如围护结构、结构体系等，使建筑具有较好的承重能力。在设计建筑结构模型时，经济性原则、安全性原则是不可忽视的，同时，想要最大化实现经济效益，必须使建筑结构成本降到最低。

（二）进行正确的结构计算

在对建筑结构的造价等的计算上，不仅仅要凭借以往的经验和估算，还要借助电子计算机来进行准确可靠的计算，多次计算分析，这样才能使得建筑结构的优化设计更加科学、合理、经济。在使用计算机进行结构设计计算的时候，不要盲目地依赖于计算机，因为计算机软件也是有缺陷的，同时设计人员在计算时候可能对数据不加分析就用于设计；应该尽量减少输入数据错误，因为数据输入的错误必将造成计算结果的错误，因此要对输入的数字、图形等内容都进行认真地核对；同时要根据建筑的实际结构的具体情况以及计算机功能的要求，合理地选择计算参数，不同的参数会得出不同的计算结果。当然，计算机运算的理论和程序都是建立在一定的模型上的，和实际的受力情况可能有差别，因此，我们在结构计算时候还应该注意实际结构和计算假想模型之间存在的差异。

（三）认真分析统计结论

设计师在进行大量复杂的計算之后，要认真对统计结果进行分析，并找出各个设计方案所得结果的异同，综合考虑设计情况与进展确定最优设计方案。在进行结论分析时，设计师还有对一些细节问题多加留意。建筑物的建设是一个漫长的过程，需要消耗大量的人力、物力，建设成本对于建设单位的利益和房屋使用者的利益都有很大的影响。因此，设计师需要在把握细节的基础上，从宏观上把握当事人的利用，有效节约建设成本，进一步优化建设方案。在进行建筑结构优化设计时，设计师要杜绝脱离建筑实际，盲目追求创新的现象。同时，设计师应当具有全局意识，一切从企业、人民的利益出发。

（四）注重利用计算机技术

随着计算机技术的成熟发展计算机技术已经广泛的应用到了建筑的结构设计中。通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合，设计师利用计算机仿真的设计优化方法对建筑结构优化设计带来了很多新的思路。建筑设计师能够利用计算机软件建立各种便于分析的模型并通过计算机的优化计算为设计师提供精确的数据最后达到建筑设计的优化。计算机技术的运用可以说把建筑结构优化设计这样一个工程的问题转变成一个数学的问题。特别对于大型的复杂的建筑结构设计中，计算其技术拥有人脑不可替代的优势。对于一些超高建筑的抗震、抗风等等设计问题计算机技术的合理运用能够分析得到很多精确的数据为建筑设计师在具体的设计中提供可靠的参考数据，可以大大提高建筑设计师的工作效率。

结束语

综上所述，建筑结构设计优化是一项复杂、长期的工程，科学的结构设计优化，不仅能够降低工程预算，还能保证建筑物安全、经济、适用、美观。因此，工程建设单位应在保证工程质量和功能的基础上，结合建筑工程的实际情况，合理应用结构设计方法，不断提升工程设计师和结构师的专业水平，积极运用新型技术，不断探索，进而优化建筑结构，促进建筑的安全、可持续发展。

参考文献

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