建筑结构设计优化设计新方法探析

朱文博

摘 要：现阶段，社会经济迅猛发展，建筑事业的规模也在不断扩大，其中，优化建筑结构设计是至关重要的。在对建筑结构设计进行优化的时候，应保证结构设计方案的合理性、科学性，使其不仅将成本资金降低，还与相关的技术需求相符，然而此工作的系统性较高、综合性很强、非常繁杂，因此在优化建筑结构设计的过程中，应强化其力度和深度，加快步伐，确保工程造价的科学合理性，在一定程度上提高建筑物的整体质量，提升企业的经济效益及社会效益。

关键词：建筑结构设计；优化；新方法

1 引言

面对建筑需求越来越丰富的市场，如何使我们的建筑结构更加合理、外形更加美观、居住更加舒适、造价更为低廉都是需要我们设计人员去考虑的问题。所以，对新时代的建筑结构设计方案优化要从结构整体的安全性、工程的成本核算、完工后的使用及外观和功能需求等各个方面来考虑。

2 建筑结构设计优化的意义

一个合理的建筑结构设计方案中，除了要满足建筑结构的抗震目的，还要保证建筑工程的稳定性、安全性和经济性，这就需要对结构设计进行合理的调整。而完善的建筑结构设计，可以提升建筑工程整体的刚度，且保持均匀和对称的实际效果，那么在地震的作用下也能够保障建筑结构的安全性和稳定性。比如在对高层建筑工程进行设计时，合理的建筑结构设计可以在保证抗震安全的基础上，对材料成本进行有效控制，能使建筑使用空间更合理，并且降低建筑工程的总造价。

3 建筑结构设计优化的基本原则

3.1 功能性

在进行建筑结构设计的过程中，应最大发挥建筑结构的科学性及合理性，这是至关重要的。其功能性主要体现在建筑施工结束后与建筑结构使用过程中所产生的相关经济效益。对建筑结构设计功能进行充分发挥，从而在一定程度上提升建筑结构的整体使用率。

3.2 经济性

在进行建筑结构设计的过程中，也应考虑其经济性，使其经济成本尽可能地降低，不断创新建筑结构设计，这是当今时代的发展趋势，起初为木石结构，接着是混凝土结构，现今则使用的是钢结构。例如：钢结构中，通常情况下钢结构的优化结构为空间网架，其优点在于造价很低、受力较均匀、质量较轻；还有工形梁这一结构的使用，可将建筑物的施工材料有效节省，将经济成本降低。

3.3 绿色环保原则

随着我国人们生活水平的提升，人们对于建筑工程的低碳材料应用等关注给予足够的重视。在建筑结构设计过程中加强对低碳材料的应用，能够高效的提升其建筑质量和环保性。在一定程度上能够降低对环境的危害，同時能够保证人们居住的舒适度和健康。

3.4 安全性原则

安全性原则是每个建筑工程中务必需要进行考虑的核心。因为在进行建筑结构的设计环节，安全性原则也是需要进行考虑的问题。具体措施是在进行机构设计中需要对构件的可靠性进行一定的体现和落实，同时需要将其进行施工作业的融合，对于设计的结构进行应用，才能体现其设计的价值。从而保证其结构设计的经济效益。

4 建筑结构设计优化设计新方法分析

4.1 拓扑优化方法

此方法的内涵在于，对房建结构进行优化设计的过程中，应先找出最精准的房建结构形式，并对建筑结构强度进行全面分析，采取拓扑优化方法来将建筑结构的自身重量有效降低，进而全面改善建筑物的整体性能。且在利用此方法的时候，相关设计人员应对此方法的优势进行全面分析，并采取拓扑优化方法把建筑物结构设计转化为概念性的建筑结构设计，进而在一定程度上将结构设计的逻辑性有效加大。

4.2 外形优化方法

外形优化方法有助于设计员对其建筑结构框架的调整，同时对建筑内部形状进行相应的完善，从而保证其建筑结构优化的设计质量和效率。第一，设计员很有必要在进行结构设计之前对建筑物的整体状况进行科学全面的分析和调研，根据我国的现行的建筑结构设计要求进行建筑结构的调整和完善。外形优化方法能够对建筑结构外形进行一定的区分，在进行应用过程中，通过杆系结构和连续性结构的应用进行其划分。在进行杆系结构外形设计中，一般是将其建筑结构的节点进行关键点的制定，同时作为设计变量，从而保证其建筑外形结构优化设计工作的顺利进行。

4.3 建筑物下部地基基础结构的优化设计

对于建筑物下部地基基础结构的优化设计过程中，设计员应该制定最佳的优化设计措施。如对于建筑桩基类的施工情况而言，应该在进行下部地基基础结构优化设计过程中，最大限度的降低其工程成本，同时以桩端持力层的厚度进行灌注桩长度的确定，同时对优化设计方案进行科学的选择和对比，保证最后的优化设计方案的科学性。对于建筑结构的桩筏基础的结构设计优化工作而言，需要将将桩筏基础改为桩基础，通过对桩基的设置和分类，对其基础传力路径进行确定，从而节省施工材料，当然其前提是桩基基础的地基是均匀状态。桩筏基础与桩基础进行对比，前者通过一块整体的筏板提高其受力局面的转变，同时还提高了其传力的传递的途径，增加材料的使用率，但是保证其桩基的均匀性。

4.4 房屋结构与电气的协调优化

对于房屋建筑工程而言，电气工程是建筑工程的施工环节之一，在设计房屋的结构过程中，需要将房屋结构与电气相应的工作进行相应的结合和协调。电气管线在进行安装过程中，对于楼板处的安装工程，会大大的影响房屋结构的正常施工工作。由于电气管线是需要经过房屋结构梁体的穿过，从而保证其电气管线的作业安全。以此，在进行建筑结构的设计过程中，需要严格的遵循建筑顺序，首先进行建筑梁体孔洞预埋工作，随后进行电气管线预埋孔洞位置的明确，和对孔径大小的明确工作。同时，很有必要将梁体宽度进行相应的考虑，保证与墙体厚度的相统一，保证其梁侧平面与墙体一侧的相吻合，保证电气管线裸露的正常性。建筑梁体内的孔洞数量是比较多，所以很有必要对建筑的电梯房结构进行相应的设计，保证其设计强度的规范性。

5 结语

总之，建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用，可以进一步优化房屋结构设计，提高房屋结构设计的合理性。在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，要遵守一定的应用步骤，注意应用要点，实现房屋结构优化目标。

参考文献：

[1] 李骠骑.析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].四川水泥，2017（8）：106.

[2] 芦勃.建筑结构设计的优化方法及应用探微[J].中国新技术新产品，2017（13）：77～78.

[3] 李贵江.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].江西建材，2017（2）：82+87.