略談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法

【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化水平不斷提高，城市人口數(shù)量也在不斷增加。在這種背景下，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑工程的數(shù)量也在不斷增加，建筑企業(yè)為了進(jìn)一步提高建筑工程質(zhì)量，降低建筑成本，提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越重視，這不僅關(guān)系著工程的質(zhì)量、美觀度，更關(guān)系著工程的成本與性能。因此，需要根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，采用新的設(shè)計(jì)方法，對(duì)建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以優(yōu)化。本文主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法進(jìn)行簡單探討。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；新方法

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程建設(shè)的重要階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平高低直接影響著建筑工程的質(zhì)量、安全、性能以及建筑成本。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)工程的實(shí)際情況，結(jié)合工程的施工方案，與時(shí)俱進(jìn)，采取新的設(shè)計(jì)方法對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以優(yōu)化，對(duì)原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的改進(jìn)與創(chuàng)新，使建筑工程不僅能夠滿足實(shí)際需要，更符合人們的審美需求，同時(shí)保證工程的質(zhì)量，這也是促進(jìn)建筑行業(yè)健康、長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用分析

1.1有利于減低工程造價(jià)

建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系著建筑工程的成本，通過對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，能夠促使設(shè)計(jì)人員正確分析建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，結(jié)合建筑行業(yè)市場(chǎng)行情，根據(jù)建筑工程施工的實(shí)際情況，對(duì)建筑工程的樓層數(shù)量，占地面積，投入資源等情況進(jìn)行綜合分析，從而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，例如：盡量節(jié)省建筑用地，做好建筑工程的房頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，從而使工程建設(shè)的各個(gè)階段，各個(gè)環(huán)節(jié)成本降低，有效的控制了工程的造價(jià)，有利于提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效果

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重要的要求就是突出其經(jīng)濟(jì)性。一般隨著墻體面積和柱體面積的增加，建筑工程的荷載也會(huì)增加，水電等相關(guān)設(shè)備的投入也會(huì)增加，如果樓層降低，這些投入都會(huì)相應(yīng)減少。建筑工程高度的減小，同時(shí)也有利于減少工程用地。因此，在建筑面積相同的情況下，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，選擇合理的建筑形狀，盡量減少墻體面積，裝修面積，提高建筑工程的受力情況，更有利于提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效果。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體過程

2.1合理選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，首要的設(shè)計(jì)工作就是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇，要根據(jù)建筑工程的安全與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)審核建筑工程的面積參數(shù)，對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，使之與建筑工程的建設(shè)情況相符合。這也會(huì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本要求。[1]其次，要根據(jù)建筑材料的具體情況對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算與規(guī)劃，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行綜合分析，在符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與要求的基礎(chǔ)上，盡可能的降低工程的造價(jià)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)變量

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，合理選擇變量很重要。在目標(biāo)函數(shù)確定后，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，從而合理選擇相關(guān)變量。在選擇變量的過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑工程的整體和細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，正確預(yù)見建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各種影響因素，分析造成的各種影響，采取怎樣的措施進(jìn)行控制。為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理，要盡可能選擇影響較大的變量，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，采取有效地控制方法，從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。

2.3科學(xué)選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的約束條件

約束條件的選擇，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說非常重要，合理選擇約束條件，主要是針對(duì)建筑工程的施工情況，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要對(duì)施工情況的各種定量和約束條件進(jìn)行分析，保證選擇的約束條件符合工程建設(shè)的各種標(biāo)準(zhǔn)，從而在整體上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這也是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工實(shí)際相符的重要環(huán)節(jié)。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法分析

3.1截面優(yōu)化方法分析

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)進(jìn)行分析，這也是保證建筑結(jié)構(gòu)安全可靠的關(guān)鍵。[2]在對(duì)截面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要高度重視截面結(jié)構(gòu)的安全性，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體情況，準(zhǔn)確計(jì)算截面，進(jìn)而提高界面的質(zhì)量和穩(wěn)定性。此外，在截面優(yōu)化設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要采用科學(xué)的方法，對(duì)截面設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力特點(diǎn)等方面進(jìn)行計(jì)算，記錄真實(shí)可靠地設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)，對(duì)此進(jìn)行綜合分析得出可靠地結(jié)果，作為截面設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，確定需要調(diào)整的范圍，并且實(shí)現(xiàn)調(diào)整區(qū)域的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.2外形優(yōu)化方法分析

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的外形優(yōu)化方法來說，主要是在截面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步調(diào)整建筑工程的內(nèi)部形狀和結(jié)構(gòu)框架，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。[3]具體的優(yōu)化方式過程如下：首先，要對(duì)建筑工程的實(shí)際情況進(jìn)行全面了解，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行核查和改進(jìn)。以外形優(yōu)化方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的外形特征進(jìn)行合理劃分。其次，一般主要是以桿系結(jié)構(gòu)和連續(xù)性結(jié)構(gòu)為主。特別是在干洗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要準(zhǔn)確選擇結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，以此作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變量，從而實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的外形優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.3拓?fù)鋬?yōu)化方法分析

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的理想化分布形式進(jìn)行總結(jié)，綜合分析建筑工程結(jié)構(gòu)的剛性等情況，采用拓?fù)鋬?yōu)化方法，盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的重量，同時(shí)要提高建筑工程的整體性能和質(zhì)量。在充分認(rèn)識(shí)拓?fù)鋬?yōu)化方法優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念性和邏輯性，從而保證建筑工程的整體性，保證建筑工程的美觀度，此外對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，進(jìn)而提高建筑工程的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)論：

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是促進(jìn)建筑工程安全發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要在充分了解建筑工程的情況下，根據(jù)建筑工程建設(shè)的具體標(biāo)準(zhǔn)與要求，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，合理利用建筑資源，綜合分析建筑工程的整體結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，采取合適的優(yōu)化防范實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量降低工程造價(jià)，提高工程的質(zhì)量與性能，促進(jìn)建筑行業(yè)的快速、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王也.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)中的應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊），2013，03：81-82.

[2]李貴江.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法探析[J].江西建材，2017，02：82+87.

[3]張愛霞，周世忠.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法及應(yīng)用分析[J].低碳世界，2016，07：153-154.