建筑工程中結構設計優(yōu)化方法探析

（神華國能寧夏煤電有限公司,寧夏 銀川 750000）

利用對建筑的結構進行設計優(yōu)化，可以保證建筑自身的功能，并且對工程資金投入進行控制。設計師在對結構進行優(yōu)化設計時，要大膽創(chuàng)新，多借鑒和使用一些新的結構形式和設計思路，不僅僅滿足于結構的縱向功能齊全，應力均勻，剛柔度適中，還要根據(jù)建筑的特點，充分融入自己的創(chuàng)意和理念。

一、建筑工程結構設計優(yōu)化概述

（一）優(yōu)化內容

設計優(yōu)化內容含有建筑頂部、圍護結構、內部結構等，設計師應當結合建筑物布局狀態(tài)、受力性能以及工程造價開展優(yōu)化設計工作，探索實踐能夠平衡多方利益的優(yōu)化策略。建筑工程結構優(yōu)化設計要求建筑物施工質量需要與建筑物剛性結構相一致，建筑物建成后其結構應當盡可能呈對稱狀態(tài)，在水平荷載下建筑物整體穩(wěn)固。設計師在優(yōu)化設計時應當遵循循序漸進的原則，同時注意在優(yōu)化設計過程中加入節(jié)能環(huán)保元素，在保障建筑物運行功能與安全性的情況下，提高其舒適度和滿意度。

（二）作用

建筑結構設計過程中，首先需要解決的問題就是建筑結構如何滿足效益的長遠化，在這個問題得到有效解決的基礎上，再對建筑結構設計的合理性與經濟性做到盡可能的優(yōu)化。與傳統(tǒng)建筑結構設計理念相比，當前所采用的建筑結構設計方法在建筑結構設計中的有效應用，能夠有效降低工程成本，一般能達到10%到35%的效果。其次建筑結構設計優(yōu)化方法的應用，還能夠做到對建筑材料有效性與利用率的最大程度發(fā)揮，能夠讓建筑物的各個空間與整體能夠達到相互協(xié)調的效果，并能夠滿足質量安全管理規(guī)定的要求。另外，建筑結構設計優(yōu)化方案的應用，還能夠對建筑物的原先設計起到完善的作用。所以，建筑結構優(yōu)化方法對建筑結構設計起到重要的作用。

二、建筑結構設計優(yōu)化方法的應用

（一）建筑結構的模型設立

在進行建筑結構優(yōu)化設計工作的過程當中，對于結構參數(shù)的優(yōu)化計算和結構模型的設計占有著很大的比重。建筑工程結構的優(yōu)化設計主要是根據(jù)工程的實際情況，提高參數(shù)選擇的科學性與合理性。在一般情況下，對建筑結構模型進行設置的過程當中，通常需要從下面的兩個角度進行深入的分析和考慮。首先，在進行建筑結構設計工作當中，為了能夠保證變量參數(shù)的科學性與合理性，應該嚴格按照計算編制的流程進行模型的設置，從而能夠最大程度的保證建筑工程設計當中對于希昂古施工參數(shù)的合理性。另一個方面，在進行模型建立的過程當中，首先應該模型目標函數(shù)的確定，并對結構設計當中的希昂古數(shù)據(jù)參數(shù)進行選取和分析，保證所有函數(shù)條件都能夠完全符合工程的實際需求，確定約束性條件，其中主要包括：強度、尺寸以及彈塑性等諸多方面，從而更加充分的滿足房屋建筑工程的實際要求。不僅如此，在進行建筑工程結構實際建模的構建當中，相關工作人員應該加強對施工影響因素的重視程度，對其進行相應的計算，保證模型與工程的實際情況保持高度的一致性。

（二）優(yōu)化設計方法的設定

建筑結構設計優(yōu)化方法在建筑結構設計的應用過程中存在著諸多的變量及約束非線性優(yōu)化的問題。因此在計算的過程中，一般采取的辦法都是將約束優(yōu)化的問題轉換為無約束問題來進行求解。在優(yōu)化設計方法的設定時，可以選擇的計算方法有拉式乘子法和復合形法等。

（三）結構整體與局部優(yōu)化

建筑結構設計具有層次性，并且相對比較復雜，因而必須運用技術措施優(yōu)化整體與局部設計工作。就層次來說，它包括設計體系、結構體系、安裝設計體系等，并且每個體系還包含不同的分支體系。設計中必須考慮建筑結構的具體情況，優(yōu)化每個分支體系結構，進而完成整個設計工作。同時，設計還包含原料選取、零部件選擇、結構類型選擇等內容，具有一定的復雜性，這也是設計中需要考慮的問題。針對這些特點，設計中必須從整體入手，細化設計工作，提高設計水平。

（四）節(jié)能結構設計優(yōu)化

節(jié)能結構設計的優(yōu)化必須以綠色建筑思維理念為前提和基礎，設計人員要正確運用結構設計方法。具體方法包括：第一，要結合項目所處的地理位置、氣候條件和所在地城市規(guī)劃的具體情況，有的放矢地選擇建筑的朝向，這么做不僅可使住戶有好的采光照射，也為室內通風營造了溫暖溫馨的良好環(huán)境，可謂是一舉多得；第二，要統(tǒng)籌兼顧，不能只顧建筑的美觀而不考慮座向風向，只要設計科學合理，則會有效降低室內熱量損耗，實現(xiàn)高效節(jié)能的最佳效果；第三，要采取優(yōu)化措施，完善房屋建筑的維護工作。對屋頂、門和窗戶等要提高設計標準。在面對陽光一側，窗面積可適當擴大，有條件的也可增加窗戶數(shù)量，這種設計方式會提升室內的采光度。在背光一側，可適當減少窗的面積或數(shù)量，避免熱量過多散失，以利節(jié)能。

結束語：

結構設計是建筑工程和基礎電信建設的重要內容，對于建筑工程質量具有重要影響，高質量的結構設計有助于促進建筑功能的發(fā)揮。若結構設計不利于建筑功能發(fā)揮，則容易產生各類質量安全問題。為此，設計師在開展建筑工程結構設計工作時應當注重采取一定的結構優(yōu)化措施，以保障建筑工程整體質量安全。