基于计算机软件的建筑结构优化设计研究

基于计算机软件的建筑结构优化设计研究

摘要：随着时代的快速发展，人们生活水平质量和审美能力的提高，对建筑结

构优化设计的要求也越来越高。随着国家科技实力的提升与进步，很多行业在发

展过程中都会将计算机软件以及相关技术应用其中，以此来提高行业发展水平，

更好顺应时代发展需要。近年来，建筑领域在发展的过程中就逐渐提高了对计算

机软件应用的重视与研究，尤其在建筑结构优化设计中，更是随处可见计算机软

件的身影。但是一些建筑工程还不能全面的了解与掌握计算机软件的应用要点，

需要建筑工程提高对其研究的重视，提高建筑结构优化设计的效率，推动建筑领

域的整体发展。

关键词：计算机软件；建筑结构；优化设计

引言

结构优化设计在建筑工程开展中扮演着至关重要的角色，结构优化设计是指在给定约束

条件下，按某种目标，如重量最轻、成本最低、刚度最大等，求出最好的设计方案，曾称为

结构最佳设计或结构最优设计，相对于“结构分析”而言，又称“结构综合”；如以结构的重量

最小为目标，则称为最小重量设计。当前，很多建筑项目由于投资大，建设周期长，所以有

效进行结构优化设计，能够相应的减少投资金额，建筑结构优化设计，是实现建筑本体功能

与建筑投资成本的关键性手段。，对建筑整体的稳定性与后期的使用效果有着重要的意义和

影响。在近几年的发展中，越来越多的建筑工程提高了对计算机软件应用与结构优化设计中

的重视。

1 计算机软件在建筑结构优化设计中的作用

1.1 实现虚拟建筑设计

BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完

整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。基于BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性，使建筑结构优化更加便捷，更加直观［1］。建筑师可设计虚拟的模拟建筑，实现参数

的数字化和可控化，再通过调整参数和组合应用实现建筑结构优化目标。在该过程中，制定

了多种建筑结构优化方案，且量化了对比分析结果，使选择更便捷、准确。对模拟效果的全

面查看，掌握建筑完工后的空间效果。关于建筑模型内的空间效果，应结合空间中人的细节

感受，在进行设计之前，全面了解空间构造和布局，设计方案的检验调整也是必要的。关

于设计材料的挑选，应最大可能地发挥预计效果，在自由创新设计时，通过屏幕展示设计效果。

1.2 协助建筑图纸绘制与修改

在传统建筑设计之中，建筑图纸与建筑结构优化设计息息相关，建筑图纸在建筑结构优

化的过程中有着重要作用，总图纸是由各模块设计图纸拼接而形成的，并且还要展示平面图、剖面图，在实际建造的时候，需要及时对图纸进行调整和修改，以便实现建筑结构优化。图

纸设计到建筑完工整个过程除了需要耗费较多的时间之外，还要消耗一定的人力、财力等，BIM 技术的引进，并借助虚拟模型设计，真正做到图纸自动设计并及时修改，各方人员可以

基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

1.3 自动化调整建筑模型

工程师在进行模型分析时，可有效利用有关设计角度，实现建筑模型自动生成，建立建筑数据库。在原来的建筑结构设计计算机技术运用时，一旦设计需要调整，就需保证足够的时间、有效的人力才能及时进行修改，而人力资源的过多浪费很大程度阻碍建筑业成本缩减目标的实现。BIM 技术的引进，可直接绘制图纸或构造虚拟模型，在发生建筑设计变动时，也可通过对虚拟建筑结构模型的分析和观察，自行调整修改，在其他视图的运用之中，更需根据数据信息的基础变动修改，从而保证建筑设计的顺利进行及建筑的正常施工。

2 计算机软件在建筑结构优化设计中的应用

2.1 建筑地选择方面科学合理的应用 BIM 技术，能够帮助建筑结构设计团队选择适合建

筑工程开展的建筑场地，在地理信息系统的支持下，通过收集大量的数据和信息，以便寻找最合适的建筑场地，减少人力、物力、财力的消耗，提高建筑结构优化设计的效率。BIM技术还能根据建筑场地的扩展情况，对建筑整体空间结构进行模型的建立，不仅能够有效的提高建筑结构优化设计的质量与效率，还能为后续建筑结构设计工作的开展奠定基础。通过计算机软件技术，建筑工程就能充分的了解建筑结构的分布及数量情况，对建筑结构日后布局的设计有着重要的意义和影响。

2.2 协同监督方面就当代计算机辅助建筑规划而言，BIM 技术的运用主要体现在建筑工程的运作中，加强建筑施工的严有效进行，坚持参与到建筑实际建造过程之中，提高建筑工程的有序性，有效增加建筑业的整体效益，促进建筑业整体的进一步发展。不仅如此，建筑结构设计团队还能借助 BIM 技术，对实际设计工作中存在的不足之处与问题进行有效的监督，当问题产生的时候，结构优化设计团队就能够在第一时间发现其中存在的问题，并且对这些问题进行处理，保障建筑结构优化的安全有效进行，以免更严重的问题出现在结构设计中，影响建筑整体的安全与质量，以此来提高建筑整体设计水平。

2.3 建筑结构规划设计方面BIM 技术在建筑结构优化设计的具体运用中，建筑工程师应

在具体规划中，借助BIM的虚拟建筑设计模型来分析现实建筑结构空间，减少规划耗费的时间以及人力、物力、财力，从而某种程度促进建筑规划效率的提升及工作效果的强化。建筑方案客观检验之中，BIM 技术的运用，通过与客户之间的沟通和交流，收集准确有效的的反馈意见，促进建筑结构优化设计合乎客户和人民的要求。而就基于 BIM 技术工作界面的整体功能而言，及时处理客户反馈意见中存在的问题，可以减少决策耗时，最大限度地提升工作效率、强化工作效果。就建筑结构中 BIM 技术的运用而言，三维可视化设计功能的科学运用是建筑结构优化设计的重要环节［2］。

3 结束语

综上所述，计算机软件在建筑结构优化设计中的作用具有重要的意义和影响，通过计算机软件的强大信息功能，提供大量的数据信息，实现各种参数的可控化，制定不同的建筑结构优化方案，选择最佳方案，以此来提高建筑结构优化的效率，提高建筑结构优化的质量，推动建筑行业和计算机软件的进一步发展。

参考文献

[1]郭素君.基于计算机软件的建筑结构优化设计研究[J].建筑工程技术与设

计,2018,(34):988.

[2]郝会鑫.基于计算机软件的建筑结构优化设计研究[J].自动化与仪器仪表,2017,(10):15-17. 2017.10.015.