建筑不仅要满足必要的实用功能，还要具有一定的美观性、适用性、经济性、安全性及便于施工性，所以建筑企业在进行房屋结构设计时，需要做好结构设计的优化工作，从而有效地整合和利用资源。本文讨论了建筑结构设计优化的作用，分析了建筑结构设计优化的特点和要求，然后具体阐述了在建筑结构设计中优化方法的实现过程。
前言
“建筑是凝固的艺术”，建筑物结构的精美，是建筑设计师将结构设计与美观设计有效融合的直接体现。建筑结构设计的优化不仅能美化外观，还能够使房屋变得更加安全、经济与合理，最终满足人们对当前房屋建筑的要求。
建筑结构设计优化的作用
建筑结构设计过程中，首先需要解决的问题就是建筑结构如何满足效益的长远化，在这个问题得到有效解决的基础上，再对建筑结构设计的合理性与经济性做到尽可能的优化。与传统建筑结构设计理念相比，当前所采用的建筑结构设计方法在建筑结构设计中的有效应用，能够有效降低工程成本，一般能达到10%到35%的效果。其次建筑结构设计优化方法的应用，还能够做到对建筑材料有效性与利用率的最大程度发挥，能够让建筑物的各个空间与整体能够达到相互协调的效果，并能够满足质量安全管理规定的要求。另外，建筑结构设计优化方案的应用，还能够对建筑物的原先设计起到完善的作用。所以，建筑结构优化方法对建筑结构设计起到重要的作用。
建筑结构设计优化的特点和要求
在进行建筑工程结构设计的时候，不仅需要对设计对象的基本功能与安全稳定性进行考虑，还需要通过设计，使建筑结构达到尽可能完美的效果，而这一过程的实现，就是建筑结构设计中的最优化问题。建筑结构优化设计方法主要体现在建筑总体工程结构设计的优化和建筑各个部分的设计优化两个方面。对于项目整体设计、项目前期设计、抗震设计和旧房改造都可以采用结构设计优化方法。在实践应用中，应注意前期就开始参与结构设计优化，对下部地基基础结构设计优化时，要分析比较多种设计方案，然后选取最佳的设计方案。在设计过程中，应灵活运用各种方法，对于结构设计、围护方案、房屋建设、结构基础方案等一系列优化设计合理分析，对细部结构进行设计优化，以取得最佳的效果。当无法对数据具体量化时，可使用概念设计。
建筑结构设计中优化方法的实现过程
1.结构优化模型的确立
建筑结构设计优化方法在应用的过程中，需要通过三个步骤来完成。首先是做好对设计变量的选择工作。通常在设计中，会把对设计起影响作用的参数当作为设计变量，这其中包含了目标控制参数、约束控制参数等设计变量。在建筑结构设计当中，对于变化范围不大及在局部性设计时就能满足的设计要求参数，一般将其设为预定参数，通过采用这种方法，能够有效减少设计、编程及计算等方面的工作量。其次是对目标函数的确定。在设计当中，找到一组能够满足预定值的截面几何与钢筋截面积，从而降低工作造价。最后，确立约束条件。在房屋结构设计中，其存在的可靠度优化约束条件包含了应力约束、变形约束、结构单元约束、尺寸约束等各种约束条件。在建筑结构设计过程中，要使结构优化设计在建筑结构工程中有所应用，就需要建筑结构设计中的实际约束条件在与目标约束条件进行比较的过程中，能够使各个约束条件都满足行业规范的要求，从而很好地实现优化设计。
2.优化设计方法的设定
建筑结构设计优化方法在建筑结构设计的应用过程中存在着诸多的变量及约束非线性优化的问题。因此在计算的过程中，一般采取的办法都是将约束优化的问题转换为无约束问题来进行求解。在优化设计方法的设定时，可以选择的计算方法有Powell法、拉式乘子法及复合形法。
3.程序设计的完成
建筑结构设计优化方法在建筑结构设计的应用过程中，需要在选择可靠度较高的结构优化模型与优化设计计算方法的基础上，完成对运算速度快及功能齐全的综合程序的编写。
4.优化设计方法的结果分析
在执行上述步骤的过程中，要考虑到各个方面所存在的问题。因为房屋建设本身是一项耗资庞大的建筑工程，在建设过程中，其所涉及到的环节都比较复杂，所以需要对其进行总体的规划与考虑，不能够为了追求降低成本而忽视了设计优化工作。另外在投资控制的过程中，还需要处理好经济与技术之间的问题。在设计过程中，不仅需要反对单纯的成本节约，不重视技术的要求，还需要反对只重视技术提升，而不进行成本节约工作。真正的优化设计方法应该是技术提升与资金节约两方面并重发展。
结语
在建筑工程设计过程中，需要遵循美观、适用、经济、安全及便于施工这五项原则。这五个方面既有所重合，又存在矛盾，而最佳的设计是将这五方面做到有效的结合。因此在结构优化设计过程中，需要我们通过不断地实践、探索，从而用最低的成本创造最大的经济效益，达到经济、适用、美观、合理的要求。
（作者单位：自贡市新四维规划建筑工程设计有限公司）
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