身份证号码：13010519800502XXXX
摘要：本文作者结合多年工作实践经验，首先分析了建筑结构设计优化的现实意义及建筑结构设计优化技术应用中存在的问题，然后详细介绍了结构优化设计的主要内容和高层优化的主要方法，以期为未来结构设计者进行结构优化提供参考。
关键词：建筑结构；优化设计；原则；策略
随着我国城市化步伐的加快，建筑工程作为现代化城市建设基础设施内容之一，承担着城市内部人民生活与办公及企业生产的重要作用，是一座城市经济发展的命脉所在。基于此，本文以笔者实践经验出发，并结合我国城市建筑发展的基本情况，就我国现代化建筑工程结构设计理论进行深入研究，旨在促使我国建筑结构设计工作更加多元化、标准化，具有一定的参考价值，盼为读者学习。
1 结构优化设计基本原则
1.1提高建筑舒适度原则
建筑是用来生活与工作的，那么建筑的根本目标就是舒服，在对建筑结构进行优化设计时，一定要充分考虑到这一点，特别是在结构体系优选、传力途径科学性、构件布置合理性、构件材料选用等方面有一个良好的规划与统筹，只有正确的选择好结构方向，才能确保建筑符合要求，形成正确的建设导向和内容。在把握结构设计要素上，要全面考虑到提高建筑舒适性为主，这样投入使用后，才能证明结构优化达到了预期，这是一条基础原则。
1.2建筑结构整体安全度原则
结构优化设计不能出现偷工减料的情况，优化也不是减少投入，是在全面考虑整体建筑不同位置构件关系基础上，使各个结构间形成稳定性，确保结构体系构件可靠安全，结构上的安全非常重要，在经济合理中把握好投入与产出比，最终达到建筑结构既安全耐用又经济合理总目标。
2建筑结构优化设计中的问题
2.1缺少详细的勘察地质资料
从现在的建筑结构设计工作来看，普遍缺少详细的勘察地质资料，只是简单的依据相临建筑的情况进行图纸设计。勘察施工场地的作用是保证科学的进行地基基础工作，并且达到最基本的安全保障。往往房屋设计工作人员只是把耐力数值控制到最小，就简单认为房屋建筑结构没有问题了，这种技术问题为房屋埋下了安全隐患。在对较软地基进行处理时，忽略了垫层换土设计，只是根据经验判断处理。房屋结构设计过程中，对于较软地基存在的安全隐患没有足够认识，单纯依据个人经验使用砂垫层强化承载力，对于其宽厚度缺乏精确计算，也造成了费用的浪费。
2.2造柱设计存在的问题
建筑结构设计中的构造柱可以设计为单一的受力柱，其横截面与配筋必须达到规范砼的规格，如果房屋结构包含抗震功能，必须要满足以上要求。当构造柱体被当做承重的柱体应用时，这就会使构造柱体的受力提前了，从而限制了构造柱体对建筑结构的拉束功能的完全发挥，使整体房屋结构设计暗藏了安全危机。地圈梁通常会植入构造柱体，这种情况下是不需要另外设置地基的，可是当构造柱体充当了承重柱体时，柱底部基础抗压能力必然会出现超负荷现象，裂缝也就产生了。在实际施工当中，处于承重梁下的柱体应当达到承重柱体的标准，假如承重梁的负载与跨度呈现最小状态时，梁下也可以使用构造柱体。这时候就要对构造柱体的功能忽略不计，重新检测墙体下半部分的抗压强度，达到要求才能设计施工。
2.3抗震设计中存在的问题
在抗震建筑结构设计中，施工设计人员普遍认为六度设防可以看成是没有设防。为了方便受力分析，施工设计人员往往把柱体横截面较小设计，增加梁线的刚度，将梁设计成为铰支梁，柱体的抗压能力设计成轴心抗压。这种操作方法能够方便分析房屋结构的受力，但是针对整体的房屋结构安全带来了危险。忽视了梁与柱之间的弯矩约束，还有柱体的截面积较小，整个建筑结构一旦受力，抗弯能力明显不足，造成了梁底显现裂缝。
3 加强建筑结构设计优化的策略
3.1建立合理模型
可以通过3步来实现对房屋结构设计的优化，具体步骤是：第一步，需合理选择设计的变量。一般情况下，在选择合理的设计变量的时侯，应当将对建筑结构具有较大影响的因素做为主要设计变量的参数。例如，结构的造价C1与损失的期望C2等有关参数使目标控制产生较大的影响，以及诸如结构的可靠度PS等有关参数使约束控制产生较大的影响，这就需要对这些影响设计变量的参数进行合理选择。相反，对那些影响不大的因素，在进行优化的时侯可以采取预定参数的方式来表示，使让优化过程中的计算量、设计量和编制程序的工作量有所降低。第二步，需确立目标的函数。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中，应当尽可能的寻找几组可以满足有关预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数，让工程的造价费用有所减少。第三步，确定约束的条件。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中，应当对结构的可靠性以及用来优化设计的有关约束条件做进一步确定。其中，设计优化的约束条件包含有结构体系约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等。在对房屋结构设计进行优化的时侯，必需充分将实际性约束条件和目标性约束条件作对比，然而保证每一个约束条件均可以满足需求，以便达到最佳的设计。
3.2设定计算方案
依照可靠性对房屋结构设计进行的优化也会出现非线性的优化问题以及多约束性的优化问题，并且还会使多变量复杂化。所以，为了减少这些问题需要在进行分析计算的时侯，将有约束的优化问题转化为没有约束的优化问题进行求解。常常采取的优化设计的计算方法是Powell法、复合形法和拉氏乘子法等3种方法。
3.3设计相关程序
依照可靠性对房屋结构设计优化的基本模型和选择的计算方法可以编写一个具有运算速度快以及功能齐全的综合应用程序，通过程序的优化提高设计的时效。
3.4作好结果分析
在对房屋结构设计进行优化设计的过程中，应当对最终得到的有关计算结果作一定的对比分析，以便为最终的优化设计方案提供科学、合理、有效的依据。而在这个过程当中就要求设计人员必需全面周密的考虑问题，只有这样才能够科学、合理、有效地选择设计的方案，才可以保证建筑结构的实用、经济、合理、安全以及美观，才能够尽可能少的资金投入获得最大的收益。尤其需要注意的是，在进行建筑结构优化设计的过程中，并不能够只一味的强调经济上的节约而降低了技术上标准；或者仅考虑技术上的要求却忽视了经济上的节约，这些都是不正确的。只有在众多因素中寻找最佳结合点，探索优化设计的平衡点，才能够达到有关设计要求。因此，必须做好结构的分析与运用。
3.5注重节能结构优化设计
在时下低碳、节能、环保的发展趋势下，建筑节能优化设计成为主流。因此，在建筑结构优化设计中，注重对能源的节约化、对能量的高效实用化，如，充分利用新能源为建筑施工与使用提供能量，在结构设计上大量采用高强度钢筋，能有效减少建筑的整体含钢量，节约大量资源成本。大量采用朝南的建筑设计方向，获得最大的采光面积与最长的采光时间，减少因照明耗损的电能，同时获取更多太阳能。建筑背面进行保温设计，尽可能将热量存留于建筑内部，强化建筑保温性能。屋顶以架空结构形式进行设计，由此提高建筑保温效果。
4结束语
综上所述，建筑结构优化设计能够使得建筑质量更好、更加美观、降低工程造价以及提升建筑的经济效益，在建筑行业竞争激烈的今天能够提高企业的竞争力，也能够为人们带来更有安全保障和质量保障的建筑物，因此，其在建筑工程中是一个很重要的环节。但是建筑结构设计优化是一个十分复杂且具有比较强的综合性的系统性问题，应用新的设计技术，能更好地实现建筑结构设计的目标，促进建筑结构向着经济化、科学化、多样化等方向发展。
参考文献
[1]陈晓晴.中国银行黄州信托投资公司综合楼的结构设计[J].安徽建筑.2019（03）.
[2]杨宏刚.有关建筑结构设计的优化设计的分析[J].企业导报，2016（23）.
[3]庹梦云.结合Ansys的框架结构优化设计[D].辽宁工业大学，2017.