建筑结构设计中优化技术应用探讨

文/黄跞 江西省赣西土木工程勘测设计院 江西宜春 336000

建筑行业的发展机遇与挑战共存，并且随着越来越多的建筑企业参与到市场竞争中，使得建筑行业的竞争也越发激烈。因此，如果建筑企业想要在暗流涌动的市场格局中争得一席之地，就必须要改进原有的建筑结构设计，优化设计技术水平。因此，当前对建筑结构设计中优化技术的研究是必不可少的。

1、建筑结构设计优化的重要性

就我国社会经济发展趋势以及人地关系来看，未来我国的建筑结构会以高层建筑为主，对此，如何提高我国建筑结构的质量和安全，满足时代发展的需要，减少建筑资金投入成本成为了建筑行业需要解决的问题，尤其是建筑结构设计技术的优化是必不可少的。

（1）优化建筑结构设计是减少资金投入成本的重要环节。优化技术利用先进的科学信息技术以及时代发展新观念，可以对建筑结构设计的工程造价环节进行科学的控制。而据相关的数据研究显示，经过优化后的建筑结构设计，资金投入成本明显要低于未经过优化的建筑结构设计。

（2）建筑结构设计中的优化技术可全面地发挥机械设备以及建筑材料的功能，提高建筑结构设计的质量和安全。与传统的建筑结构设计相比而言，建筑结构设计优化可以从建筑设计、工程造价以及施工等过程对资金成本投入进行限制，不仅使得建筑工程经济效益进一步提升，还能够实时地监测建筑设计优化的各个步骤和环节，从而观察建筑是否出现质量问题。

2、建筑结构设计优化的基本原则

（1）功能性原则。在对建筑结构设计进行优化时，最重要的就是将建筑结构的科学性与严谨性充分地体现出来。而建筑结构优化设计的功能性原则即充分发挥建筑结构设计的功能，从而让建筑的整体使用功能得到进一步提升。

（2）安全性原则。建筑结构设计优化是否遵循了安全性原则，会直接地影响到整个建筑结构设计优化工作的安全性。因此，在建筑结构设计优化时要对其结构设计中的材料使用设计、部件结构设计以及各个环节的安全监测投入更多的关注，还要对建筑结构设计的图纸进行实际化的模拟操作，从而检测建筑结构设计优化是否足够安全。

（3）经济性原则。在建筑结构设计优化的过程中，建筑结构设计的安全性与经济性需给与同等的重视，即在进行设计优化的过程中要在确保建筑结构质量安全的基础上尽可能地减少资金投入成本。

（4）绿色环保性原则。现如今，从人类社会发展与环境质量的关系来看，两者之间已呈现出负相关的关系，人类的发展是以牺牲环境为代价的。建筑材料的使用不仅会给生态环境造成许多的不良影响，也会危害到居民的身体健康。因此，在建筑结构设计优化时要遵循绿色环保性原则，选择绿色环保的建筑材料，这样不仅减少了对生态环境的破坏，还可以提高居民居住环境的安全性。

3、建筑结构设计优化技术的具体应用

3.1 设计结构模型

优化技术在设计结构模型中应用主要分为三个部分：其一是选择变量，即设计者在进行建筑结构设计优化时选择的变量一定要是变化幅度较小且需要考虑的因素较少，只有这样在建立设计结构模型的时候才能有效的减小模型与建筑结构实际应用之间的误差，从而提高设计结构模型的准确性和适用性；其二是确定函数，由于设计结构模型所涉及到的函数是由中非线性函数，就需要设计者根据建筑结构梁柱横截面尺寸以及钢筋面积来建立相关函数，选择最优函数后对设计结构模型函数的性质进行分析；其三是衡量条件，即设计结构模型时要充分地考虑到结构模型的稳定性、耐用性，对结构模型的房屋尺寸、框架结构、受力及变形限度以及架构刚性等条件进行衡量。

3.2 决定计算方法

优化技术在决定计算方法中的应用，主要是将多种复杂多变的变量及设计条件进行简化的计算过程。设计者在进行计算时要充分考虑到建筑结构设计优化的各种限制条件和附加问题，并将这些问题转换为不带附加条件的问题，简化计算过程后再进行计算，这样可以有效提高建筑结构设计优化计算方法的效率。

3.3 选择最优程序

在进行结构模型设计以及计算方法确定后就可以开始选择建筑结构设计优化程序了，而设计者要选择的程序必须是最优的，且它们是由一个个的小程序结合而成的，同时必定要具备完整的功能、全面的用途以及高质高效的运行能力。

3.4 分析统计结论

在对建筑结构设计优化的各项数据进行计算后，最重要的是要对其结论进行分析统计，找出各类数据之间的关联性以及同实际数据之间的误差，并根据这些数据形成最终的优化方案。若建筑结构设计优化计算结论出现误差时，则需要将这些结果进行不同的区分，并将每类结论与建筑结构模型的运行参数进行比较，然后对运行参数数据进行分类与管理，得到与其相对应的运行规则后再对统计结论进行相应的修改。

结语：

总之，建筑结构设计优化对促进建筑结构设计进一步提高意义重大，其优化好坏决定着建筑结构设计的效率和安全。在我国，目前针对这一方面的技术还存在许多的问题和不足，因此，为进一步促进我国建筑行业的发展以及满足社会发展的要求，建筑行业的相关人员必须要在结构设计优化技术方面投入更多的心血。