引言
科學技術的創新和發展促進了經濟的快速發展和人們生活水平的提高，建筑作為人們賴以生存的載體，建筑物的質量和結構設計與人們生活的舒適度息息相關。此外，新時期以來節能環保型社會建設的理念不斷發展和深入，使得人們對建筑架構優化設計的要求越來越高。
建筑結構優化設計不僅可以幫助投資者有效地控制建筑投資成本，還可以順利地實現使用者對建筑物的設計要求，進而實現建筑施工經濟利益的最大化。所以，建筑結構優化設計在當前的市場經濟發展下具有一定的可行性，而且隨著建筑施工在城市建設中比重的增加，建筑結構設計的改革與發展也日新月異，為改善人們的生活環境提供重要基礎。
1 建筑結構優化設計的內涵
在現代的建筑施工中建筑結構優化設計主要體現在建筑工程的決策階段、設計階段和建設階段。首先，在決策階段要明確進行結構優化設計的目的，并在實現本體結構功能的基礎上進一步保障建筑結構的安全性，降低建筑施工資本投入。其次，在設計階段，要明確和完善建筑整體結構以及每個子系統的優化布局設計； 最后，在建設階段，將建筑結構優化設計作為建設施工的主要指導原則，組織并建設建筑結構的每個環節，進而實現建筑結構設計的整體優化。這三個階段互為補充、缺一不可，在建筑結構優化設計中起著重要的作用。
2 建筑結構優化設計的基本要求
2. 1 功能性建筑物作為人類賴以生存的基礎物質環境，建筑結構設計的好壞直接關系著人們對建筑環境的感受。隨著時代的發展和人們生活質量的提升，人們對建筑結構的功能性需求也不僅限于傳統的實際應用功能，而是包含了建筑結構美觀、舒適以及建筑物的協調性等多方面的因素，進而滿足人們對建筑物質環境更高的需求。
2. 2 安全性建筑物是人們進行生活以及生產活動的主要場所，因此建筑物的安全性是建筑結構優化設計的關鍵因素之一。如果一味追求建筑結構的優化設計，而忽略了建筑結構設計施工等各方面的安全性，對建筑結構的優化有害無益，給人們的正常生活、生產活動造成巨大的潛在危害。
2. 3 經濟性新時期以來，由于市場經濟對資源配置的要求和引導，使經濟性成為建筑結構設計必須要考慮的重要因素。經濟性主要是指通過建筑結構優化設計，對建筑材料、工具等進行科學合理的資源配置，減少建設成本的浪費，進而控制建設過程投入。與此同時，由于部分建筑材料具有一定的稀缺性，進行建筑結構優化設計能合理地控制建筑材料的使用，節省建筑成本。
2. 4 環保性環保性是繼經濟性之后對建筑結構設計的有益要求，一般是指通過建筑結構優化設計選擇較為環保的建筑材料、建筑布局等，從而體現可持續發展的環保建筑發展觀念。首先，在建筑材料的選擇上，以建筑工程的功能性和安全性為基礎，選擇合適的節能環保型材料； 其次，在建筑結構優化設計的整體布局中，要重視建筑物在將來的使用中對周圍環境造成的影響，一方面強調建筑物各子系統結構的統一與環保性，另一方面要有效地處治建設過程中的廢舊材料及建筑垃圾，減少對環境的污染。
3 建筑結構優化設計的原則
建筑結構的優化設計不但包括建筑物的本體結構，還包括建筑物的空間利用率、使用舒適度及其帶來的經濟效益。因此，進行建筑結構優化設計必須嚴格遵守一定的基本原則。
3. 1 使不規則建筑平面布置產生規則結構效應在進行建筑結構優化設計時，往往需要依據建筑物的功能要求，對建筑物的墻肢長短和墻柱布局進行合理地調整和規劃，進而實現建筑結構的安全性和美觀性要求。相對規則以及平面布置性的建筑物結構受力比較簡單，因此建筑成本造價較低。然而，建筑結構由于功能性的多樣化需求，對建筑物的體型和平面布置的設計施工要求也不盡相同。因此，可以在實現建筑結構功能性要求的基礎上，通過優化調整建筑結構的墻體、墻肢的長短以及柱子的布局，使不規則的建筑物體型以及平面布置去向規則化，并產生規則結構的效應，實現建筑目標。
3. 2 提高建筑居住舒適度建筑結構優化設計的基本出發點和根本目的為滿足人們的舒適度需求。因此，為了提高建筑的舒適度，必須對建筑的整體進行優化設計，其中主要包括建筑結構、裝飾裝修、電氣安裝等幾個重要組成部分。
3. 3 保證建筑結構的安全性目前建筑結構的安全性主要通過提高建筑物的抗震程度來實現。
所以，在進行建筑結構優化設計時需要保證每個建筑結構子系統的部件都具有一定的可靠的承載能力，最終實現建筑結構的經濟性、耐久性以及安全性。一般主要包括建筑結構體系的優化選擇傳力途徑的科學性、構件布置的合理性、構件和材料選用的正確性等內容。
3. 4 針對不同構件采用不同安全系數的結構優化設計由于建筑各子系統的構件具有不同的承載能力，因此，為了保證建筑結構的整體安全性，需要根據各部位的承載能力來設計多樣化的構件安全系數，實現建筑結構設計的整體優化。通過對大量建筑結構試驗的分析和研究可以發現，由于現澆鋼筋混凝土樓板的約束作用，可以在很大程度上提高樓蓋梁的承載能力，最高時可提高約 1. 5 倍。然而現行國內結構計算軟件卻不能準確反映現澆樓板的這種約束作用，所以按力學計算結果進行結構設計的話，對現澆樓蓋梁而言，它的安全系數就偏高了許多。
4 建筑結構優化的方法
隨著人類社會的不斷發展完善，人們的日常需求則在進行的不斷的變化，人們對建筑的要求也逐漸向著安全性、美觀性、經濟性、合理性方向不斷發展，所以在此建筑結構的優化設計是非常重要的。建筑結構的優化設計是以原來的建筑結構的設計方案為基礎，引入新的工程材料和工藝流程，對局部設計進行相應的改進，提高建筑結構的安全性和合理性，進而實現節約材料，降低工程造價的目的。
4. 1 建筑結構優化的設計模型建筑結構進行優化設計時，首先要從建筑過程中各種變量參數中選擇出重要的參數，此時就要建立起相應的函數模型，然后利用先進、科學的計算方法分析計算出函數模型的最優解，選擇最優參數。建筑結構優化模型的建立一般為以下步驟：
（ 1） 合理的選擇設計變量。由于在建筑工程的結構優化設計時，各種設計變量的選擇與設計要求有著直接的關系，所以在進行優化設計的過程中，可以將所選擇的設計變量按照其本身的性質以及重要性進行相應的分類，將其中一些基本不發生變化的設計變量定位預訂參數，這樣就可以大大的減少建筑結構優化工作的工作量。
（ 2） 選擇正確的目標函數。進行建筑結構的優化工作中，要考慮多種優化環節中的約束因素，比如應力約束因素、裂縫寬度約束因素、結構強度約束因素、尺寸約束因素以及正常狀態和極限狀態下的彈塑性約束因素等，在進行建筑結構優化設計的工作中，一定要保證各種約束因素都能夠達到相應的標準，然后根據科學、先進的計算方法分析計算出最優解，此時則可以相應的確定出約束條件。
4. 2 建筑結構優化設計的計算方案建筑結構的優化設計總體上講是屬于非線性的優化設計，在優化設計過程中要選擇到各種變量參數以及多種約束條件，而要進行優化設計的工作則必須將優化環節總的約束條件充當為無約束條件才能夠進行相應的計算。在進行優化設計的計算時，會運用到一些科學、先進的計算方法，包括拉式乘子法、復合型法等計算方法，計算方案計算完成后，才可以進行相應的編程運算，這樣就可以得到優化設計的最終結構。
5 結束語
近年來，建筑行業的快速發展要求建筑結構設計不斷進行優化和完善，進而實現人們對建筑物更高的需求。因此，在進行建筑結構設計時，不僅要注意建筑結構計算的準確度，還要結合建筑物工程的實際，科學合理地選擇結構方案，并以此為基礎進行優化設計。只有這樣，才能日益積累建筑結構設計經驗，不斷提高建筑結構設計優化水平，促進建筑行業的可持續發展。
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