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摘要：建筑结构的优化设计是一个复杂的过程，属于综合决策的问题。在优化的过程中需要综合考虑实用、安全、经济和整体效果等因素。本文对建筑结构设计优化技术的实践应用进行了探讨，并且提出建筑结构优化设计实践应用注意的几点方面。
关键词：建筑；结构设计；优化技术
前言
人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，相应建筑产品的品质要求也就不断提高，这就让开发商不断寻求新的手段满足顾客需求，而降低工程造价就成为开发商追求的直接目标，这就需要我们利用结构设计优化设计技术方法，提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。
1.结构设计优化的意义
1.1降低总造价
进行结构优化设计中，多层住宅和高层住宅相比较，层数越多，总建筑面积增大，单位建筑面积占用的土地面积就越小，节约了用地成本，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大，楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。
1.2提高建筑结构经济性
建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
2.当前建筑结构设计中的常见问题
2.1结构布置不合理
建筑结构的规则布置主要是指对建筑结构平面、立面的外型尺寸进行合理布置，同时还要兼顾建筑结构的质量分布以及建筑结构中抗侧力构建的具体分布情况，将影响建筑结构安全使用性能的各主要建筑结构进行有机整合，合理布置。在建筑结构设计中不规则的结构布置问题非常普遍，而且这一问题的存在很难用简单的定量指标来加以规范，为此解决建筑结构中的不合理布局具有一定的难度。
2.2采取的结构抗震等级有误
对建筑结构抗震等级经常做出错误的判断，例如：异形柱结构抗震等级的划分不同于普通框架；框-剪结构中框架部分抗震等级的划分常常出现差错；裙房结构的抗震等级划分常常有误。
2.3忽地基沉降的问题
在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境，对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算，并在施工过程中对建筑地基的沉降量实施严格的控制，并采取有效措施保证建筑结构中不同部位的地基沉降要基本保持一致，不可存在较大的差异。只有这样才不至于因地基沉降问题导致建筑物上部结构出现裂痕，影响建筑的使用性能。
3.结构设计优化技术的实践应用
3.1概念设计优化技术
在工作人员对结构设计进行分析过程中，往往需要根据设计中所使用的建筑材料、结构荷载、设计因数等进行分析，同时考虑离散变量的作用，以保证设计技术应用的有效性。因此，结构设计人员可以利用概念设计优化技术，在遵循结构设计普遍规律的基础上，结合多种设计方案与设计经验，调整结构设计中不足的部分，创新设计方法，从而提供概念设计优化技术的应用效率。
3.2结构优化设计模型
结构设计优化就是在各种影响变量中选择主要参数，并建立函数模型，运用科学合理的方法得出最优解。结构总体的优化建立模型的大致步骤如下：
3.2.1是设计变量的合理选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数，将所涉及的参数按照各自的重要性区分，将对变化影响不大的参数定为预定参数，通过这种方法可减少很多计算编程的工作量。
3.2.2目标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。最后，约束条件的确定。结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中，要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。
3.3结构优化计算方案
结构设计优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题，设定计算方案时，常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。
3.4进行程序设计
根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法，编制功能齐全、运算速度快的综合程序。
3.5结果分析
对计算结果进行分析，确定最优设计方案。在执行以上步骤的过程中，必须要全方位、多角度考虑方方面面的问题。这主要是因为建设投资是一项耗资巨大的工程，涉及到的方面比较复杂，因此，必须进行总法规和考虑，不能仅仅为了节约资金投入而忽视了设计的优化作用。设计中既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求，使项目达不到功能的倾向，又要反对重视技术，轻经济、设计保守浪费的现象。
3.6抗震问题
实际中，地震破坏最为难以预测，且破坏性最大。所以，建筑设计过程中应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施。例如：刚度均匀、对称是减小地震对建筑物产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生的脆性破坏；多道设防思想能使建筑物在特大地震作用下次要的构建先破坏，从而使整个建筑物得到局部的缓冲。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为结构优化设计的重要指导理念。
3.7地基基础问题
在进行结构的设计过程中，一些技术设计人员过于重视建筑的外形以及建筑的整体布局，而忽视了对工程地质条件的关注，最后却影响到整体建筑的造价甚至影响其结构的安全性能。主要表现为，设计人员在进行结构的设计过程中，对于不同类型地基的建筑没有给予足够的认识，也没有制定相应合理的基础设计方案。比如在设计桩基础时，应结合现场地质条件而选择合适的桩基类型，因为桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，故应先进行综合比较再确定最忧方案。
4.建筑结构优化设计实践应用注意的几点
4.1科学地遵循结构设计规范
建筑结构设计工作要求结构设计工程师们不仅对于相关的专业设计知识熟练地掌握，有相对量的实践设计经验和成功案例，也要深谙此专业的相关的法律条文和规范设计，即在结构设计规范的要求下，将自身的结构设计方案贯穿于项目设计中。事前对所设计的建筑等所有的相关设施进行实际的勘探，经过所有数据的汇总分析和规划，最后结合多方的意见和建议最终制定合理规范的结构优化设计方案。
4.2结构设计优化应注意前期参与
前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。
4.3设计人员要注重细部优化
设计人员在注重整体设计的同时，还要加强对结构基本构件的精细设计。如尽量划分成矩形梁板体系，避免采用厚板，改善现浇板的受力状态以避免出现裂缝。随着计算机技术和优化设计理论的相互结合，优化设计已经从工程实践问题逐渐向数学问题过渡，因此，工程设计人员还要加强自身基于计算机技术的优化设计分析，使设计更为合理。
5.结语
总之，传统的结构设计已无法满足现代建设的需要，优化结构设计技术是适应当前房屋建设的必然选择，在现代房屋建设中实行优化结构设计，不仅满足了房屋建设外观美观的基本要求，而且设计人员以“经济、适用、合理”为设计原则，大大降低了建筑中的造价成本。
参考文献：
[1]辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].城市建筑，2016.（44）：22-23.
[2]饶远文.结构设计优化技术存在的问题[J].价值工程，2016.（09）：56-57.