建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法及應(yīng)用分析

張愛(ài)霞，周世忠（河南省朝陽(yáng)建筑設(shè)計(jì)有限公司，河南省 鄭州市 450000）

?

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法及應(yīng)用分析

張愛(ài)霞，周世忠（河南省朝陽(yáng)建筑設(shè)計(jì)有限公司，河南省 鄭州市 450000）

近些年來(lái)，我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展迅速，人們現(xiàn)在不僅重視建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，還更關(guān)心整體建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與技術(shù)在不斷發(fā)展過(guò)程中完善，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法應(yīng)用廣泛，重視房屋結(jié)構(gòu)在安全、經(jīng)濟(jì)與美觀上的適用性，本文就對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化方法；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用分析

引言

現(xiàn)今我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷的加快，建筑行業(yè)的規(guī)模不斷的擴(kuò)大，導(dǎo)致建筑行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較嚴(yán)重，想要獲得長(zhǎng)久競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不僅要提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，還要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的整體水平，做到質(zhì)量上優(yōu)良，功能上先進(jìn)，價(jià)格上合理。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法有很高的使用價(jià)值與優(yōu)勢(shì)，本文就對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的分析，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

1　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性分析

近些年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，這就導(dǎo)致建筑行業(yè)的發(fā)展開(kāi)始朝著多元化的方向發(fā)展，人們不僅追求高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)，還更加關(guān)注建筑的功能、外觀與經(jīng)濟(jì)適用性，房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有著很大的發(fā)展空間?，F(xiàn)在我國(guó)房屋建筑多以高層建筑為主，這是一種較為特殊的建筑結(jié)構(gòu)，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，想要節(jié)約資金與成本，就需要運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，從而為建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更加有利的方案。

優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，就要將建筑結(jié)構(gòu)的安全與質(zhì)量工作放在整體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)位置，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中的每一個(gè)要點(diǎn)與細(xì)節(jié)進(jìn)行全面的研究與優(yōu)化。在進(jìn)行房屋建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，要利用先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)思想與技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，這樣可以有效的控制整體建筑施工的成本。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有較高的優(yōu)勢(shì)價(jià)值。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化時(shí)，要綜合考慮到多種情況的具體分析，要對(duì)整體以及部分的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的優(yōu)化，從而保證房屋建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的優(yōu)良，還要確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的功能配合，提高整體建筑結(jié)構(gòu)的功能與質(zhì)量水平，節(jié)約資金成本，提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性與適用性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用中具有較高的實(shí)用價(jià)值。

2　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的優(yōu)化分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，主要包括優(yōu)化方法的分解以及在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的具體優(yōu)化，以下進(jìn)行詳細(xì)的分析：

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法的分解

將房屋結(jié)構(gòu)分解為兩個(gè)步驟：①要對(duì)每一個(gè)小問(wèn)題進(jìn)行單獨(dú)的優(yōu)化處理，采用不同的優(yōu)化方法做到細(xì)節(jié)上的完善；②對(duì)第一個(gè)步驟問(wèn)題優(yōu)化方法的綜合調(diào)整，這樣循環(huán)優(yōu)化，就可以得到最適合的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，這種優(yōu)化方法計(jì)算量比較小。

2.2 優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的使用期限與壽命

對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，最重要的就是對(duì)整體使用期限的優(yōu)化，每一個(gè)建筑工程都有具體的使用年限，而建筑的使用壽命是由工程項(xiàng)目施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)所決定的，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以對(duì)施工的每一個(gè)階段進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)的施工特點(diǎn)與具體情況，優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，確定合適的優(yōu)化方法，從而保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的局部與整體

對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要注意層次的劃分，建筑結(jié)構(gòu)施工是由各個(gè)小環(huán)節(jié)與小局部構(gòu)成的整體施工，房屋結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性就在于各個(gè)局部之間的配合與施工，選擇合適的材料，選擇合適的房屋結(jié)構(gòu)類(lèi)型，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，要優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)的安裝體系，將每一個(gè)大的整體分為若干個(gè)小環(huán)節(jié)，分步進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，把握好建筑結(jié)構(gòu)整體與局部的關(guān)系，選擇合適的優(yōu)化方法，從部分到整體，優(yōu)化整個(gè)房屋建筑的結(jié)構(gòu)，但是在優(yōu)化的過(guò)程中要重視對(duì)整體的設(shè)計(jì)優(yōu)化，局部搭配到一起是整體，整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是提高建筑質(zhì)量的重要條件。

2.4 優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化，在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，要將整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)的重心與樓層剛度的重心進(jìn)行重合，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與穩(wěn)定性，避免由于地震等外力破壞造成對(duì)整體結(jié)構(gòu)的破壞。

對(duì)于房屋建筑來(lái)說(shuō)，很多都是高層的建筑，我們要利用合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，從而提高房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，保證使用的安全穩(wěn)定性。上部結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)要滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)剛度的基本要求，在進(jìn)行建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，要選用合適的鋼建材料，降低鋼筋的使用量，提高房屋箭鏃結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)適用性。

2.5 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性

當(dāng)我們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要從整體結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，保證建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性與可靠性，加大各個(gè)構(gòu)件之間的緊密配合度，不僅要重視對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量與功能的提高，還要重視建筑結(jié)構(gòu)外部的美觀，從而協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的整體性，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)布局時(shí)，要綜合的考慮到多方面的需求，包括對(duì)房屋結(jié)構(gòu)功能的需求，對(duì)結(jié)構(gòu)外觀的需求，對(duì)房屋質(zhì)量的需求等，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)要素之間能夠和諧統(tǒng)一，優(yōu)化整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)協(xié)調(diào)性，提高房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

2.6 優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)

房屋建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)就是地基，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)時(shí)，要實(shí)地的勘察建筑所在的地質(zhì)條件，從而在此基礎(chǔ)上優(yōu)化地基的設(shè)計(jì)方案，降低建筑工程的施工造價(jià)成本，提高地基基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，通過(guò)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法可以取得最好的方案，保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

3　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用分析

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用來(lái)說(shuō)，主要的優(yōu)化方法就是首先要確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化計(jì)算方法，然后確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行分析，最后要對(duì)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工流程與程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.1 確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化計(jì)算方法

在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)前，首先要對(duì)整體建筑結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行優(yōu)化分析，了解到各個(gè)優(yōu)化問(wèn)題的約束條件以及各個(gè)變量之間的復(fù)雜情況，確定合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算方法，將約束問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束的優(yōu)化計(jì)算問(wèn)題，從而進(jìn)行求解計(jì)算，找到合適的計(jì)算方法是優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。

3.2 確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)并進(jìn)行分析

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)各個(gè)變量之間的關(guān)系，確定一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，求解的目標(biāo)就是整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)解，將影響建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的因素進(jìn)行歸類(lèi)計(jì)算，從而利用目標(biāo)函數(shù)找到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

3.3 對(duì)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工流程與程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)

除了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化方法，還要對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的施工程序進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，優(yōu)化的目的就是提高整體建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性，確定房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，從而制定出一個(gè)科學(xué)合理的綜合結(jié)構(gòu)分析程序。

3.4 要注意對(duì)框架梁以及箍筋的間距進(jìn)行優(yōu)化

框架梁與箍筋一般不能超過(guò)10cm的距離，這是針對(duì)加密箍筋來(lái)說(shuō)，若是非加密的箍筋，要與框架梁保持在20cm內(nèi)，我們要對(duì)框架梁與箍筋之間的距離進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，這會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意配筋的使用，在設(shè)計(jì)非加密的梁柱時(shí)不用考慮減少的彎矩以及增加的剪應(yīng)力系數(shù)。

4　結(jié)束語(yǔ)

總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常的廣泛，具有較為廣泛的推廣價(jià)值，我們要加大對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究，了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，從而提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2016-2-20

TU318

A

2095-2066（2016）07-0153-02