王瑞匣
北京中色北方建筑设计院有限责任公司天津分公司天津市300451
摘要：建筑结构设计是建筑工程建设的重要阶段，结构设计的水平高低直接影响着建筑工程的质量、安全、性能以及建筑成本。在结构设计中，相关设计人员要根据工程的实际情况，结合工程的施工方案，与时俱进，采取新的设计方法对结构设计加以优化，对原有的结构设计进行不断的改进与创新，使建筑工程不仅能够满足实际需要，更符合人们的审美需求，同时保证工程的质量，这也是促进建筑行业健康、长远发展的关键。
关键词：建筑结构；设计优化；设计新方法
一、建筑结构设计优化的必要性
在房屋结构设计过程中，使用合理的优化设计方案，不仅能够提升建筑物的使用价值，还可以同时实现建筑物的经济价值和环保价值。在优化设计方案中，节省建筑单位的资金投入，降低建设成本。建筑优化设计与传统的建筑设计相比，能够为企业带来更好的经济效益、为用户提供更好的使用体验。通过优化配置建筑施工过程中的各种资源，如建筑材料、结构布局，实现结构布局的有效结合，共同发挥更优作用，建筑物的面积随着建筑物层数的增加而增加，而要想保证建筑物的良好设计效果、稳定性和可靠性，建筑物的单位面积造价也会随之升高。通过建筑结构优化设计，便可以在这些因素之间找到协调点，实现最佳的方案设计。
二、建筑设计优化的重要意义
1、使工程的造价降低
建筑工程结构优化设计在会充分考虑到现行阶段的建筑行业的发展趋势来进行剖析，根据现行的建筑特点来进行设计，如当前的高层建筑偏多，因为其层数很多，在建筑用地面积不变的情况下建筑总面积很大，在面对高层建筑的结构设计时，为了节省用地，会将建筑物的房顶进行细致的规划，可以保证整个工程的总造价降低，节约成本。
2、能够提高建筑结构的经济效益
建筑结构的设计需要保证到建筑工程的经济效果，随着建筑的层数的增加，高度也会增加，与其相关的墙体面积、柱体面积及配套的设施如管道等都会增加很多，层数比较少或者高度比较低时相应的建筑就会节省一些这样的荷载。同时，高度越高的建筑，相邻之间的距离也会比较远，这样不利于节省用地开支的目标实现，如果让建筑的总高度下降，那各建筑之间的距离也会靠的近一些，这样可以节约用地。另外，相同面积的建筑之间，建筑的平面形状不同会使得其周长不同，越规则的平面形状其周长越会小一些，并且能够提高其荷载的性能，增强了建筑的质量。
三、建筑结构设计优化方法需遵循的原则
1、舒适性原则
建筑房屋本来就是人们的生活和居住的重要场所，其最终的目的就是满足用户的各种需要。因此在房屋结构设计中应用建筑结构优化方法，应遵循舒适性的原则。将用户的需求放在房屋设计的第一位，广泛的收集和总结各种用户对房屋设计的不同的功能需求，尽可能提高房屋建筑的服务功能。比如采用大开间的剪力墙结构设置，以方便用户日后对房屋进行分隔和改造。
2、经济性原则
房屋结构设计要根据建设场地和用户的需求，确定房屋的层数、房屋设计的外观形状以及内部结构构造，并在满足安全性和舒适性的前提下，采用最佳的结构体系设计方案，严格规范房屋设计的相关标准，最大程度的降低材料损失，提高资源的利用率，以实现节约成本的目的。
3、绿色环保性原则
现代社会追求经济建设与环境保护的和谐统一，在工程建设中引入了绿色建筑理念，并以绿色环保性原则作为各个行业生产发展的重要约束和规范条件。因此，在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法，应始终遵循绿色环保的原则，选择环保型设计和建设材料，将保护环境纳入房屋结构设计方案中，提高设计人员的环保意识，突出环保设计的重点，最终实现房屋结构设计的绿色环保目标，以促进房屋结构设计的可持续发展。
四、建筑结构设计优化设计新方法
1、拓扑优化方法
设计人员在对房屋建筑进行优化设计时，应准确寻找到建筑结构的理想化分布方式，通过对建筑结构的刚度与其他属性进行分析，采用拓扑优化的设计优化措施，有效减小房屋建筑结构的重量，使房屋建筑结构设计的性能显著提升。设计人员在实践工作中应充分认识到拓扑优化方法优势，利用拓扑优化方法使建筑结构的设计转变为概念性的结构设计方法，有效提高房屋建筑结构设计的逻辑性，使设计人员在探究建筑结构最优化分布形式的过程中能够更好地挖掘建筑结构的经济效益，为住户带来更加舒适的感官体验。
2、截面优化方法
建筑结构的细节是最能体现其整体可靠性和安全性能的部分，在处理建筑结构截面时，设计人员必须考虑到结构截面的安全性和可靠性，对建筑的截面进行科学计算，提升其稳定性和美观度。对于建筑截面的优化设计，设计人员可以利用有限元方法来计算应力特点和结构位移情况，并通过信息化设备验算和统计所获得的设计数据，再依据所得的结果判断需要调整的范围，并对该范围内的区域进行优化设计。
3、外形优化方法
通过外形优化方法，设计人员可以在固有的截面优化方法基础上对建筑结构框架和内部形状进行更进一步的调整、完善，以便提升建筑物的结构设计质量。首先，设计人员需要了解和掌握建筑物的整体情况，以我国现行的建筑结构设计标准对其进行修正。通过外形优化方法划分建筑结构的外形特征，在实际工作中，主要采用的是杆系结构和连续性结构。在结构外形设计过程中，建筑结构的节点坐标的选取是关键点，并将选取的节点坐标作为设计的变量，用以满足建筑外形优化设计的需求。
4、结构阶段性优化设计中的应用
房屋结构设计是一项系统性的工作，在不同的阶段其结构设计具有不同的特点。因此，在应用建筑结构设计优化方法时，应切实考虑到房屋结构设计阶段的差异性，正确处理技术与经济的对立统一，结合当下的情况对房屋结构设计进行优化，以实现延长房屋寿命、提高经济效益的目的。
5、在房屋细部结构优化设计
在房屋细部结构设计中引入建筑结构设计优化理念，对各种数据指标进行计算核对，降低或者是避免误差的存在，提高房屋结构细部设计的有效性。利用建筑结构设计优化方法对房屋结构细部设计进行指导和规范，以降低房屋细部结构出现裂缝以及断裂情况的发生几率，全面提升房屋细部结构设计的稳定性和安全性，切实保障整个房屋结构的质量。
结束语
综上所述，建筑结构优化设计是促进建筑工程安全发展的关键环节，相关设计人员要在充分了解建筑工程的情况下，根据建筑工程建设的具体标准与要求，坚持科学发展观，合理利用建筑资源，综合分析建筑工程的整体结构，在此基础上，采取合适的优化防范实现建筑结构设计优化的目标。通过结构优化设计，尽量降低工程造价，提高工程的质量与性能，促进建筑行业的快速、健康发展。
参考文献：
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[2]李贵江.建筑结构设计优化设计新方法探析[J].江西建材，2017，02：82+87.