建筑结构设计的优化策略及其在建筑结构设计中的有效运用

陈凯

摘 要：随着我国建筑工程的不斷发展，促进了我国建筑工程质量的不断提升，与此同时人们对建筑工程也出了更高的要求，为此还应采取有效的策略，不断优化房屋建筑结构，提高房屋建筑设计水平，满足人们的住房需求，从而实现我国建筑工程不断发展。

关键词：建筑结构设计;优化策略;有效运用

随着我国社会经济的快速发展，促进了人们生活水平的不断提高，在住房方面提出了更高的要求，因此建筑结构人员还应根据人们的需求，采用科学、合理的建筑结构设计优化策略，制定完善的建筑结构设计方案，不断提高住房的实用性、功能性以及安全性，为人们提供良好的住房条件，这对我国建筑工程行业的发展也具有重要作用。

一、建筑结构设计优化概述和原则

建筑结构设计优化是指运用力学理论，通过结构优化设计方法将相关因素设定不定的变量，形成结构设计优化方案域，并利用数学思想和方法，综合分析和论证结构设计优化方案域，最终形成具有可行性的设计方案。建筑结构设计优化在建筑结构设计中发挥了重要作用，具体表现在一是可以有效提高建筑的实用性、功能性以及欣赏性;二是可以有效提高建筑结构的安全性、可靠性以及科学性;三是在保证建筑工程质量的同时，有效降低了建筑工程成本，提升了建筑商的经济效益。在建筑结构设计优化过程中，还应遵循一定的原则，具体主要包括以下几个方面：

（一）绿色环保原则

近年来，国家越来越重视环境保护，倡导建设环境友好型社会，因此建筑行业应积极响应国家的号召，遵循绿色环保理念，将其贯彻在建筑工程建设中，优化建筑结构设计，减少更多有害物质的产生，采用绿色环保的材料，避免给环境带来更多的负担。

（二）功能性原则

通过建筑结构设计，使得房屋建筑达到良好的功能性，具体包括安全性、审美性以及实用性等等。在建筑结构设计过程中，采用设计优化策略，可以进一步完善房屋建筑功能，增加住户对房屋的满意度，使得人们的生活更加的舒心，也能够为建筑商树立良好的形象，为开发商带来更多效益。

（三）安全性原则

安全性是建筑结构设计首要考虑的重要因素，在建筑结构设计过程中，还应通过建筑结构设计优化方法，建立完善的结构体系，保证建筑结构体系的安全性，使得每个构件都安全耐用，切实保证建筑结构设计符合相关的设计标准，为人们的生命安全提供重要保障。

（四）经济性原则

经济性是建筑结构设计达到的重要目标之一，通过建筑结构设计优化，可以在保证建筑结构安全性的基础之上，对建筑工程造价进行有效控制，可以减少相关材料的浪费，这样可以获得良好的经济效益。

二、建筑结构设计优化策略

（一）建筑结构的整体优化

建筑结构优化主要包括两个方面，一方面是房屋建筑的整体构造设计，另一方面是部分构造的设计，其中部分构造设计主要包括屋顶的设计优化、基础设计以及框架的设计优化，整体构造设计与部分构造设计具有密切的关系，在具体建筑结构设计优化过程中，还应通过从整体角度出发，利用所学的专业，结合人们的实际需求，对部分构造进行科学、合理的设计，使得建筑结构各个部分构造在整体上都能够有序、协调，满足安全性、适用性以及审美性等要求。因此这就要求设计人员应到工程施工现场，通过现场考察获得项目相关材料，充分了解建筑工程项目的实际情况，然后进行建筑工程的整体性设计，制定整体设计方案，确保建筑工程整体的安全性以及协调性。

（二）结构模型优化设计

在建筑结构优化设计过程中，首先应合理选择变量。建筑结构设计人员应明确影响方案设计的因素，并将其作为设计变量。需要注意的是设计变量要选择影响原因相对小的参数，或者也可以采用改变幅度小的参数，这样就会大大降低建筑结构设计的难度。其次应确定目标函数。在建筑结构设计优化过程中，专业设计人员还应通过科学、合理的计算，计算相关截面几何尺寸的目标函数。最后应确定约束条件。建筑结构设计优化必须有一定会的约束条件，包括结构强度的约束、裂缝宽度的约束等等，这样才能保证建筑结构设计的可靠性。

（三）基础结构设计优化

基础结构与房屋建筑的质量具有直接影响。因此还应通过基础结构设计优化，加强基础结构的稳定性，从而保证房屋建筑的整体质量。因此在基础结构设计优化过程中，还应加强对基础构造、地基地质以及桩基种类进行优化设计，合理确定桩基项目方式、桩身长度与直径。在优化基础构造方案过程中，还应考虑施工技术以及资金投入，保持二者关系的平衡。

（四）节能结构设计优化

在建筑结构设计优化过程中，还应融入绿色建筑思维理念，通过正确的结构设计优化方法，加强建筑结构的节能效果。具体做法如下：首先应结合建筑项目所在地区的天气情况，科学、合理的设计建筑朝向，使得建筑内部具有良好的通风以及采光，这样就可以减少空调等电器的使用，大大减少了对能源的运用。其次应加强门窗的设计，根据设计标准，设置门窗比，增强门窗的密闭性，避免热量的散失。最后还应合理的设计构件截面，这主要是因为构件截面对建筑材料的投资成本具有直接影响，因此合理设计构件截面至关重要。

三、建筑结构设计优化策略的有效运用分析

在建筑结构设计优化过程中，还应将结构设计优化策略科学、合理的运用在建筑结构设计中，保证建筑结构设计优化效果。对于不同的建筑，由于其建筑参数以及资料是不沟通的，因此其建筑结构布置方式也存在不同，这就需要具体问题、具体分析，通过计算机是无法完成的，因此这就需要建筑结构设计人员将建筑结构设计基本理论作为主要依据，运用结构设计优化策略，凭借设计人员的经验，设计建筑结构方案。与此同时建筑结构设计优化策略还可以帮助设计人员解决一些实际问题，避免各项因素对建筑结构产生不利影响。例如可以利用对称和刚度均匀设计，对建筑结构的抗震非常有利;利用延性设计，可以加强对地下结构的保护等。从上述内容可以看出，建筑结构设计优化策略在建筑结构设计中能够发挥至关重要的作用，因此还应具体的设计过程中，科学、合理的运用建筑结构设计优化策略，制定完善的建筑结构设计方案，不断提高住房的实用性、功能性以及安全性，为人们创造良好的住房环境。

四、结语

综上所述，随着我国建筑工程的不断发展，促进了我国建筑工程质量的不断提升，建筑结构设计是房屋建筑设计中的一项重要环节，与建筑工程的整体质量具有直接影响，为此还应采取有效的策略，不断优化房屋建筑结构，提高房屋建筑设计水平，满足人们的住房需求。因此在建筑结构设计过程中，还应遵循房屋建筑结构设计原则，包括安全性原则、功能性原则、绿色环保原则、经济性原则等，同时还应将建筑结构整体性优化设计、结构模型优化设计、基础结构优化设计以及节能环保优化设计等建筑结构设计优化策略运用在房屋建筑中，帮助设计人员及时解决建筑结构设计中存在的问题，不断提高建筑工程设计水平，促进我国建筑工程长久、稳定的发展。

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