建筑工程中结构设计优化方法探析

（神华国能宁夏煤电有限公司,宁夏 银川 750000）

利用对建筑的结构进行设计优化，可以保证建筑自身的功能，并且对工程资金投入进行控制。设计师在对结构进行优化设计时，要大胆创新，多借鉴和使用一些新的结构形式和设计思路，不仅仅满足于结构的纵向功能齐全，应力均匀，刚柔度适中，还要根据建筑的特点，充分融入自己的创意和理念。

一、建筑工程结构设计优化概述

（一）优化内容

设计优化内容含有建筑顶部、围护结构、内部结构等，设计师应当结合建筑物布局状态、受力性能以及工程造价开展优化设计工作，探索实践能够平衡多方利益的优化策略。建筑工程结构优化设计要求建筑物施工质量需要与建筑物刚性结构相一致，建筑物建成后其结构应当尽可能呈对称状态，在水平荷载下建筑物整体稳固。设计师在优化设计时应当遵循循序渐进的原则，同时注意在优化设计过程中加入节能环保元素，在保障建筑物运行功能与安全性的情况下，提高其舒适度和满意度。

（二）作用

建筑结构设计过程中，首先需要解决的问题就是建筑结构如何满足效益的长远化，在这个问题得到有效解决的基础上，再对建筑结构设计的合理性与经济性做到尽可能的优化。与传统建筑结构设计理念相比，当前所采用的建筑结构设计方法在建筑结构设计中的有效应用，能够有效降低工程成本，一般能达到10%到35%的效果。其次建筑结构设计优化方法的应用，还能够做到对建筑材料有效性与利用率的最大程度发挥，能够让建筑物的各个空间与整体能够达到相互协调的效果，并能够满足质量安全管理规定的要求。另外，建筑结构设计优化方案的应用，还能够对建筑物的原先设计起到完善的作用。所以，建筑结构优化方法对建筑结构设计起到重要的作用。

二、建筑结构设计优化方法的应用

（一）建筑结构的模型设立

在进行建筑结构优化设计工作的过程当中，对于结构参数的优化计算和结构模型的设计占有着很大的比重。建筑工程结构的优化设计主要是根据工程的实际情况，提高参数选择的科学性与合理性。在一般情况下，对建筑结构模型进行设置的过程当中，通常需要从下面的两个角度进行深入的分析和考虑。首先，在进行建筑结构设计工作当中，为了能够保证变量参数的科学性与合理性，应该严格按照计算编制的流程进行模型的设置，从而能够最大程度的保证建筑工程设计当中对于希昂古施工参数的合理性。另一个方面，在进行模型建立的过程当中，首先应该模型目标函数的确定，并对结构设计当中的希昂古数据参数进行选取和分析，保证所有函数条件都能够完全符合工程的实际需求，确定约束性条件，其中主要包括：强度、尺寸以及弹塑性等诸多方面，从而更加充分的满足房屋建筑工程的实际要求。不仅如此，在进行建筑工程结构实际建模的构建当中，相关工作人员应该加强对施工影响因素的重视程度，对其进行相应的计算，保证模型与工程的实际情况保持高度的一致性。

（二）优化设计方法的设定

建筑结构设计优化方法在建筑结构设计的应用过程中存在着诸多的变量及约束非线性优化的问题。因此在计算的过程中，一般采取的办法都是将约束优化的问题转换为无约束问题来进行求解。在优化设计方法的设定时，可以选择的计算方法有拉式乘子法和复合形法等。

（三）结构整体与局部优化

建筑结构设计具有层次性，并且相对比较复杂，因而必须运用技术措施优化整体与局部设计工作。就层次来说，它包括设计体系、结构体系、安装设计体系等，并且每个体系还包含不同的分支体系。设计中必须考虑建筑结构的具体情况，优化每个分支体系结构，进而完成整个设计工作。同时，设计还包含原料选取、零部件选择、结构类型选择等内容，具有一定的复杂性，这也是设计中需要考虑的问题。针对这些特点，设计中必须从整体入手，细化设计工作，提高设计水平。

（四）节能结构设计优化

节能结构设计的优化必须以绿色建筑思维理念为前提和基础，设计人员要正确运用结构设计方法。具体方法包括：第一，要结合项目所处的地理位置、气候条件和所在地城市规划的具体情况，有的放矢地选择建筑的朝向，这么做不仅可使住户有好的采光照射，也为室内通风营造了温暖温馨的良好环境，可谓是一举多得；第二，要统筹兼顾，不能只顾建筑的美观而不考虑座向风向，只要设计科学合理，则会有效降低室内热量损耗，实现高效节能的最佳效果；第三，要采取优化措施，完善房屋建筑的维护工作。对屋顶、门和窗户等要提高设计标准。在面对阳光一侧，窗面积可适当扩大，有条件的也可增加窗户数量，这种设计方式会提升室内的采光度。在背光一侧，可适当减少窗的面积或数量，避免热量过多散失，以利节能。

结束语：

结构设计是建筑工程和基础电信建设的重要内容，对于建筑工程质量具有重要影响，高质量的结构设计有助于促进建筑功能的发挥。若结构设计不利于建筑功能发挥，则容易产生各类质量安全问题。为此，设计师在开展建筑工程结构设计工作时应当注重采取一定的结构优化措施，以保障建筑工程整体质量安全。