建筑結構優(yōu)化設計在建筑結構設計中的應用

張策

摘 要：隨著人們的生活水平不斷提高，建筑的要求也不斷提高，建筑結構設計的優(yōu)化也由此而生。施工單位需要對房屋建構設計進行合理改善，并有效優(yōu)化建筑資源分配，提高資源利用度保證在設計中體現(xiàn)出人們的需要，本文將結合現(xiàn)今建筑市場中房屋建筑的結構設計優(yōu)化內容，談談建筑優(yōu)化設計在建筑結構設計中的應用。

關鍵詞：建筑結構；優(yōu)化設計；建筑結構設計

前言

城市化的建設促進了建筑業(yè)的發(fā)展，由于人們對建筑的要求越來越高，傳統(tǒng)建筑結構設計已經(jīng)滿足不了現(xiàn)任化的需求了，因此，優(yōu)化建筑結構的設計是時勢所趨。再者施工單位也可以通過優(yōu)化建筑結構的設計的方法來降低建筑工程的造價，這樣不僅提高了建筑企業(yè)的經(jīng)濟收益，而且在一定程度上也推動了建筑企業(yè)的發(fā)展。

1. 優(yōu)化建筑結構設計的方法和作用

1.1優(yōu)化建筑結構設計方法的應用

優(yōu)化建筑結構設計的方法主要應用在建筑工程局部結構設計和總設計這兩方面。在建筑工程結構總設計中，可以進行優(yōu)化設計的有：建筑物頂部系統(tǒng)方案的設計、外圍護欄結構方案的設計、建筑基礎結構方案的設計和建筑結構細部的設計等。對這幾個主要的建筑結構設計進行優(yōu)化設計時，建筑結構的布置、受力和整體結構的選型及造價等各種的影響因素必須要慎重考慮，因為這些因素都直接影響建筑結構設計優(yōu)化設計的效果。為了達到建筑結構設計優(yōu)化的目的，在進行優(yōu)化設計的時候，要全面分析建筑的實際情況，不同位置的結構設計要選擇與之一致的優(yōu)化設計方法。

1.2優(yōu)化建筑結構設計方法的實踐價值

優(yōu)化建筑結構設計的設計是具有一定的實踐價值和經(jīng)濟學意義的。在目前建筑結構設計的應用中，與傳統(tǒng)的建筑結構相比建筑結構設計的優(yōu)化設計方法使用了先進的技術方法，這樣大大降低了建筑工程的整體造價，通過合理地運用結構優(yōu)化設計的方法，有效提高了建筑材料的利用率，并是整體的建筑結構得到一致的協(xié)調，既降低了建筑施工的成本，也增加了建筑的穩(wěn)定性和提高了建筑的美觀度，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟價值，體現(xiàn)了建筑的經(jīng)濟學意義。

2. 優(yōu)化建筑結構設計的組成部分

對房屋建筑工程來說，優(yōu)化結構設計在實現(xiàn)房屋建筑的價值方面上提供了支撐和幫助。為了滿足市場的需求，在建筑結構設計中，需要體現(xiàn)結構設計優(yōu)化技術的優(yōu)勢。而房屋結構設計優(yōu)化的具體步驟有：

2.1計算方案必須是最優(yōu)秀的

在房屋結構的優(yōu)化設計中存在復雜多樣的問題，例如多約束、多變量的非線性優(yōu)化的問題等。而在計算的過程中，對有約束性的優(yōu)化問題要轉化成為無約束性的問題來進行求解，這樣才能選擇最優(yōu)秀的設計方案。

2.2建筑結構優(yōu)化模型

2.2.1合理選擇設計的變量

正常情況下，設計的變量是以主要影響設計要求的因素作為參數(shù)，其余影響因素的則作為預定參數(shù)，例如只要按照結構的要求或局部性的設計就能滿足設計要求的、不會對設計要求造成大影響的、變化范圍不會太大的等因素。通過這樣使計算、設計及編制程序的工作量大大減少。

2.2.2目標函數(shù)的確定

確定目標函數(shù)時，選擇的一組截面幾何的尺寸、失效概率、建筑鋼筋的截面積等都必須要符合預定條件的，這樣就可以使總費用得到最低限度的降低。

2.3最終結果的分析

通過分析計算方案的結果，從而得到最為優(yōu)秀的設計方案。在進行投資的時候，為了節(jié)省投資的成本，很多開發(fā)商往往忽略了要進行設計優(yōu)化的步驟，對優(yōu)化設計帶來的好處不重視。開發(fā)商在資金的投入方面必須要進行全方位的考慮，不要只顧單邊的利益，不能存在蠅頭小利的想法，所以，在進行建筑結構優(yōu)化的時候，不能存在片面的強調節(jié)約和不重視技術的要求等情況，否則會讓建筑工程達不到預想的功能；也不能只重視技術而忽略經(jīng)濟方面的考慮。這樣會造成設計浪費的情況。

3.建筑結構優(yōu)化設計在建筑建構設計中的應用

3.1房屋建筑結構工程師要積極參與設計

優(yōu)化設計的方法應用在現(xiàn)實的建筑結構施工中不僅僅是降低工程的造價，而且還能夠改變建筑的適用性能。所以，在實際的建筑結構設計中，可以參照模型結構優(yōu)化的設計和結構設計優(yōu)化的方法來進行。但現(xiàn)在很多早期的程序設計者們在建筑階段不參與到建筑結構設計中去，這對于建筑設計的結果有著直接的影響，甚至會增加某些程序的設計難度，使建筑總投資的成本增加了。因此不同的建筑類型選擇的結構和設計方案也是不一樣，為了確保優(yōu)化設計的方法的合理性，設計人員必須在程序開始時就要參與結構優(yōu)化，這樣才可以獲得一個好的開端。

3.2優(yōu)化設計對實際建筑結構問題的處理

由于在建筑結構設計優(yōu)化設計中固然會存在諸多的問題，因此要優(yōu)化建筑結構就要進行合理的結構調整，如果使用結構優(yōu)化設計的手法不當，那么就會破壞建筑結構，從而影響到建筑物的整體穩(wěn)定性和安全性。一些意想不到的事故也常常會出現(xiàn)在建筑結構設計優(yōu)化設計的過程中，所以需要有效及時的進行解決。對存在于優(yōu)化設計中的安全隱患，要制定切實可行的預防措施，有效控制對建筑物造成的破壞力度。

3.3 積極配合協(xié)調好各單位的工作

要將優(yōu)秀的房屋建筑結構設計變成現(xiàn)實的話，施工單位必須要與各種單位例如建設單位、機電安裝等的管理單位做好相互協(xié)調的工，并一起探討建筑優(yōu)化的措施和方案，使施工工作得到順利進行。因此，施工人員要服從單位領導的安排，履行好自身的職責；設計人員要參與結構設計及和施工的全過程，這樣只樣優(yōu)化的方案才能得到更大的收益。

4.總結語

作為建筑企業(yè)在進行建筑施工中，其主要的目的就是在節(jié)省資源的同時獲取最大化的經(jīng)濟效益。在房屋結構設計中，建筑結構的優(yōu)化設計通過靈活運用結構設計優(yōu)化的技術，幫助建筑企業(yè)實現(xiàn)這個目的。因此，在進行建筑結構的設計中，了提高建筑結構的可靠性和穩(wěn)定性，企業(yè)應該采取合適合理的方法來優(yōu)化建筑結構的設計。

參考文獻：

[1]李飛.鋼筋混凝土建筑結構設計優(yōu)化探討.《城市建設理論研究（電子版）》.2013年6期

[2]楊華.淺談建筑結構設計與優(yōu)化設計[J].規(guī)劃與設計.2012，12（26）：56～58

[3]馮濤，張玉潔.基于遺傳算法的建筑結構設計優(yōu)化設計探討.《科技創(chuàng)新與應用》.2012年9期