将重复繁琐的过程交给计算机，我们留下创造力。
说到算法，可以追溯到高中时代的数学课，而程序语言差不多最早应该是大一的C/C++语言课，简直是噩梦，那种算法让我对计算机语言产生兴趣至少推迟了3年。直到研一学习完abaqus后，需要使用python和matlab等拥有更先进简洁程序语言的软件，自此才对编程产生浓厚兴趣，因为这个时候，本人能真正感受到程序对工作或学习效率的帮助。——笔者按
1程序算法与结构设计
笔者的本科毕业设计是设计一幢轻钢龙骨结构体系的两层小别墅，当时建筑设计部分花了一个星期不到就完成了全部图纸，而结构施工图花了近3周的时间完成。当时仅仅是结构工程师的思维方式，构件的间距，构件截面大小，单片墙体长度和高度，门窗洞口大小，荷载，施工等等，考虑的是这些，当然，这确实是传统工程师应该考虑的，但是却把大量时间耗费在画图上了。这样传统的思路一直持续到研二，在此之后笔者的思维模式终于有了重大突破。
得益于导师与企业的一次合作项目，接触到了Revit二次开发。在这样的平台下，结构设计思维有了颠覆性的改变。大家可以猜一下，我们是怎么把一片建筑墙体转成
墙骨架的？
答案就是：
WallFramewall_frame=newWallFrame(wall);
于是整个设计过程变成了下图这样了，短短几分钟内，两层房子的结构模型、结构图纸、构件表等基本完成。构件的间距，构件截面大小，单片墙体长度和高度，门窗洞口大小，荷载等变成了程序的参数，龙骨排布由程序算法确定，参数确定后，程序自动创建墙体。
2程序算法与参数化设计用四个参数我能拟合一头大象，用五个我能让它扭起来。
——冯?诺依曼
冯·诺依曼说的这句话实际上是在调侃搞出一堆复杂数学表达式的人，这里我想表达的是不要忽略参数的魔力。在我们设计过程中，初始的输入条件是在变的，变一次改一次，设计师变成改图师了，这个过程说好听点叫迭代，说的不好听就是重复。
我不能用四个参数拟合一头大象，也无法用五个让它扭起来，但是我可以……
通过操作参数，可以生成多种方案，让你告别重复建模时代。再进一步，将这些模型通过abaqusAPI使用Python转换成有限元模型，很快就可以知道哪个方案刚度大，哪个方案内力小，哪个方案基频大于3Hz。
3程序算法与概念构形不知道大家有没有想过，一个未知设计区域在特定支承条件和荷载条件作用下，内部应该是什么样子的？如下图所示，三种可能的桥梁区域，它们内部可以是什么样子的呢，如何通过已知的条件构建模型呢？
大家脑海中肯定闪过了桁架桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥……
通过编制的程序进行有限元计算，以单元应变能密度为评价指标，在无效或低效区域删去材料，在需要材料的区域增加材料，这样一步步迭代计算，删除70%材料后，我们看看结果：
出来的结果竟然是我们熟知的拱桥、桁架桥、斜拉桥模型。这些过程都是迭代的过程，工程师自己手动迭代肯定不可能完成的，必须依靠编制计算程序。
上面生形的过程叫拓扑优化（topologyoptimization），是一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法，是结构优化的一种（其余三种分别是：形状优化，尺寸优化，形貌优化，看下图简单明了）[2]。拓扑优化使用的方法有多种，笔者使用的是双向渐进结构优化法（BESO法）[1]。
从上图中可以看出，拓扑优化结果的孔洞可以是圆形、椭圆形，三角形，这三种图形在拓扑学中是拓扑等价的，对于三维的足球、橄榄球也是拓扑等价的，他们的拓扑结构完全一样，我想这也是为什么称之为拓扑优化的原因，不考虑孔洞或图形的形状和大小，只考虑他们的位置关系。
第一次听到拓扑优化这个名词，是在本科弹性力学的课堂上，当时WHUT张光辉老师提到：”有一种方法可以在特定边界条件下直接算出桁架结构，叫拓扑优化”，woo~
“在新唯物主义的拓扑思想中，任何物质都拥有无数种潜在的形式可能性”[2]。在前几个例子中可以看出，不同约束条件下可以有多种结构形式，这些可能的结构形式共同组成了一个解空间，给定了约束条件和目标函数，设计区域中的材料组织方式会沿着特定的路径趋近形式的最优解。
为什么会说最优解附近呢？答案请看下面这段话：
结构工程是这样的一种艺术
使用的材料属性只能估算
建立的真实结构只能近似分析
所承受的外力不能准确得知
以满足我们对公共安全职责的要求
——改编自一位作者（忘了）
无论是潜在的形式可能性还是永远无法到达的奇点（形式最优解）都可以被认为是物质形式的第一种虚拟性。[3]
如今越来越多建筑从「线段或平面」趋向「曲线或曲面」，相应地结构的拓扑形状也发生重大改变，这种建筑的成立一定是基于该建筑的结构在这种拓扑形状下的成立，因为结构承担着抵抗外界各种作用力的使命。
如果建筑的生形与结构的生形用的是同一套逻辑——在这套逻辑下生成的结构一定是合理的或在合理的附近，那么这便是我们结构工程师最想看到的结果。令人欣慰的是建筑师不再仅仅