陈亮
朗建城市设计研究院有限公司新疆分公司，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐市 830000
摘要：通过加强建筑结构设计过程中的设计优化，使其适应现代发展的需要，节约建筑成本，提高企业的经济效益。在此基础上，本文对建筑结构设计优化的相关实践进行了分析，以提高建筑结构设计的质量，供参考。
关键词：建筑结构；设计优化；施工质量
1、建筑结构设计优化的意义和作用
1.1、建筑物结构设计优化的具体含义
建筑结构设计的所谓优化是指：在一定条件下，不断优化建筑成本和设计指标，以达到设计的最终优化。一般来说，建筑结构的优化设计包括建筑成本、建筑材料等因素。建筑结构优化设计的一般步骤如下：首先，假设建筑结构优化方案，然后分析和测试假设，然后寻找最佳解决方案，最后制定优化方案。搜索过程是修改和优化解决方案的过程。有必要结合各种条件对现有项目进行评估，以确定它们是否是最佳的。除非在特定条件下，特别是在建筑材料和建筑成本方面，对其进行优化和修改，以实现结构优化的目标。在传统意义上，建筑结构设计方法的过程包括以下步骤：假设-分析-检查-重新设计。规范如下：首先，根据以往的工程实践经验，假设一个可行的设计解决方案或实践，然后通过工程相关计算进行结构分析，验证解决方案的合理性。符合规定的要求，例如稳定性；刚度、强度、截面规格等。如果程序满足要求，它可以作为一种解决方案。同时，您可以比较和分析其他现有的解决方案，以获得更好的解决方案。这种设计方法有一些不足之处，需要根据设计师的经验经过多次迭代才能满足审核的要求。
1.2、建筑结构优化设计的作用
（1）提高建筑结构质量。熟悉建筑结构设计优化的概念，有助于提高建筑设计的质量。在我国目前的建筑设计过程中，很难用设计师的个人经验和能力来保证建筑的质量，这给建筑公司带来了很大的经营风险。此外，由于缺乏成本控制的概念，建筑结构设计的优化对于保证建筑设计的质量是很重要的。（2）提高建筑施工企业的经营效率。建筑结构的优化可以有效地保证建筑的质量和建筑本身的稳定性。对于建筑投资公司来说，建筑结构设计的优化可以有效地减轻建筑的压力，增加建筑公司的营业额。建筑业正在增加对材料的投资。这是由于建筑部门的原材料价格和劳动力成本不断上升。因此，建筑企业有必要采取措施，加强成本控制，帮助企业实现成本削减目标，有效保障经营，实现建筑企业的可持续发展。
2、建筑结构设计中结构优化设计的流程
建筑结构设计中，结构优化设计具有一定的系统性和复杂性，且工作内容较多，工程人员需先创建结构设计优化模型，之后编制结构优化设计方案，随后做好程序设计，最后进行结果分析，以下就对上述几个步骤予以简要阐述。
2.1、创建结构设计优化模型
建筑结构优化计算方案及优化设计模型在建筑结构优化设计中发挥着十分重要的作用。结构设计优化主要指在多个变量中，选择最为核心和关键的参数，并以此为基础建立函数模型，得出最佳参数。监理模型的过程中，先要合理选择设计变量，这直接关系到模型建立的科学性与合理性。另外，变量设计对参数选择也有着不可忽视的影响。科学合理的变量可减少计算编程中的工作压力。之后确定目标函数。在确定目标函数的过程中，应筛选满足函数条件的最优解，随后确定约束条件。如尺寸、强度、弹塑性和应力等要求。在建筑结构优化设计中，设计人员务必保障约束条件均满足设计要求。
2.2、编制优化设计方案
建筑结构优化设计中，多个约束条件及变量参数均是影响优化过程的重要因素。因此，在计算的过程中要采取有效措施将约束条件变为非约束条件，促进设计优化工作的有序开展，同时，全面考虑变量因素的影响，采取切实可行的计算方式，达到建筑结构优化设计的总体目标。
2.3、加强程序设计
程序设计主要指在确定设计优化计算方案的前提下编写程序，并将程序直接导入计算机，后期计算中将数据输入系统，计算机在数据分析和计算后方可得出最终结果，以直观生动的方式展现给设计人员,但该过程需要具有计算机编程技术的专业人员才能实现；对于一般设计人员，应当加强对设计软件计算原理的理解，灵活运用软件，对计算结果的可靠性进行判断。
3、房屋结构设计中结构优化设计的应用
3.1、上部结构优化设计
建筑工程结构优化设计在建筑工程项目中极为关键，设计人员一方面要保证结构安全和建筑性能，另一方面也需适当减少钢筋混凝土用量。建筑结构设计期间，上部结构优化设计通常指的是梁板柱和结构方案选型工作。在上部结构优化设计的过程中，要科学设置建筑剪力墙的数量和长度，增强剪力墙结构受力的均匀性和合理性。布置剪力墙结构的过程中，可以设置少量框架柱。在剪力墙结构中，要在不影响建筑功能的基础上，合理布置框架柱，确保框架结构所承受的地震倾覆力矩在结构总倾覆力矩的10%以内，保留剪力墙结构形式。框架部分需采取框架—剪力墙结构形式。剪力墙设计中的框架柱可有效减少混凝土的消耗量。剪力墙墙身应按要求配置钢筋，且钢筋总量较大，而采用框架柱结构则仅需几根钢筋，有效节约钢筋的用量。
3.2、梁板柱配筋优化设计
建筑结构设计阶段，设计人员应先明确结构设计理念，注重结构体系受力的明确性和规则性，且传力路径也不宜过于复杂，准确把握工程结构，从而达到结构梁板柱建设土配筋优化设计的总体目标，减少配筋的消耗与浪费。如在设计楼板配筋施工图时，板底配筋需充分满足设计的规范和要求，并在符合裂缝及挠度规范的基础上，依据实际计算数值组织开展施工图设计工作，以此替代已经生成的板配筋。又如，四级剪力结构中，其他部位构造边缘构件需要高度满足计算和构造要求，同时，构造边缘构件的竖向钢筋、固定钢筋必须依据设计规范的总体要求选择直径长度为12的钢筋，中间可选用直径长度为10的钢筋，以减少钢筋消耗量，有效降低工程造价。
3.3、基础工程优化设计
建筑房屋结构设计中，地基主要起到承载建筑自重和应力的作用，设计人员需采取有效措施优化地基结构设计工作，这样一方面可维护结构的安全性和可靠性，另一方面也能降低工程造价。建筑基础在工程建设中尤为关键。地基基础是房屋得以成功建成的前提，直接关系到建筑的安全性与稳定性。房屋基础造价在建筑总造价中所占比重较大，因此，加强基础工程优化设计可改进房屋结构优化设计的效果。勘测工作中，要求人员结合工程特点、房屋高度、竖向构件内力和场地土层结构等，做好记录工作，在日常工作中也需依据工程现场的水文地质条件和周边工地的施工经验、施工周期和地下水等工程基础结构，对工程造价的负面影响，确定工程基础的具体形式。比如某项目是一栋20层的高层住宅，建设单位对设计单位提出了十分细致的要求，设计单位需要根据地质勘测报告中的桩基类型和竖向构件的轴力设置三种基础的施工图纸，随后工程预算人员进行了全方位的经济分析，依据工程的难度和工期，选择合适的基础形式，有效降低工程造价，缩短工程工期，显著提高工程的经济效益。
4、结语
房屋建筑结构设计优化直接关系到房屋建筑结构的安全性与合理性。因此，设计单位务必参照工程设计的各项要求，并采取多种手段做好结构设计优化工作，完成梁板柱配筋、上部结构的优化设计，以此全方位满足居民对房屋结构及性能的个性化要求，加快现代化建筑行业的前进脚步。
参考文献
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