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

熊湖榮

（廣安市廣安區(qū)建筑設(shè)計(jì)室， 四川 廣安 638000）

0 引言

近些年來，我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，隨之科學(xué)發(fā)展突飛猛進(jìn)，居民的生活質(zhì)量水平也有了進(jìn)一步的提升。除此之外，因?yàn)樯钯|(zhì)量的提高，對住宅的舒適性和外觀性、安全性、經(jīng)濟(jì)和使用等方面的要求也越來越高。其中建筑物結(jié)構(gòu)在整體建筑中起著十分重要的作用，因?yàn)榻ㄖ?gòu)造對建筑物整體的質(zhì)量和使用性能都有著重要的影響作用。所以它是十分關(guān)鍵的一項(xiàng)工作。相關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須要重視。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面需要投入大量的資金，為了能有效的減少資金和增加經(jīng)濟(jì)效益，需要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化從而達(dá)到增加經(jīng)濟(jì)效益的目的[1]。除此之外還要保證建筑物的質(zhì)量和安全問題，對建筑的設(shè)計(jì)制定相關(guān)的實(shí)施計(jì)劃，改進(jìn)相關(guān)的方案科學(xué)合理的安排建筑物施工的進(jìn)度和工期，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，促進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析

1.1 對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要意義

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化這項(xiàng)辦法可以更有效的實(shí)現(xiàn)對建筑房屋構(gòu)造的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其不僅僅能科學(xué)有效地節(jié)省住宅的造價成本，而且同時可以使建筑房屋的外觀更具有美觀性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對于某些施工企業(yè)來說，他們的目的是在于以最少的成本換取最大的經(jīng)濟(jì)效益合理化。因此就十分有必要的確保建筑房屋的舒適性和外觀性、安全性、經(jīng)濟(jì)性，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是非常有必要的一項(xiàng)工作。相比較以往的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)也很多：第一保證住宅結(jié)構(gòu)符合居民的理想和構(gòu)想；第二充分的組合建筑結(jié)構(gòu)其內(nèi)部單位；第三有效的將建筑材料的特點(diǎn)充分發(fā)揮；第四合理的降低了建筑造價的成本，將造價成本降低了近百分之二十左右。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以使用優(yōu)化技術(shù)科學(xué)合理的達(dá)到人們對房屋建筑的理想和構(gòu)化。安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、舒適這四方面的標(biāo)準(zhǔn)可以同時滿足[2]。不僅如此還可以科學(xué)的保護(hù)施工的周邊的綠化和生態(tài)，達(dá)到施工的環(huán)保性和綠色性。同時也響應(yīng)了保護(hù)環(huán)境的號召，促進(jìn)了建筑綠色發(fā)展的可持續(xù)道路。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的要素

（1）房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時候，必須要有效的提高對建筑房屋中各部分的聯(lián)系性。所以，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)房屋建筑的整體進(jìn)行全面的分析和勘測，以確保各部分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上相互協(xié)調(diào)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)是由各個單位組合而成的，結(jié)構(gòu)顧名思義就是其內(nèi)部的構(gòu)造是存在關(guān)聯(lián)性和聯(lián)系性的。因此，很有必要進(jìn)行設(shè)計(jì)一個全面的，具有相當(dāng)難度的，在建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠保證更多的協(xié)調(diào)，需要的外觀內(nèi)飾設(shè)計(jì)，可以成為住房建設(shè)的共同作用，以降低建設(shè)成本，從而增加和提高建筑房屋的實(shí)用性能和經(jīng)濟(jì)效益。

（2）所有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)施都必須依靠規(guī)范化的原則來促進(jìn)他們的工作進(jìn)程。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，我們需要聘請具有較高水平專業(yè)和職業(yè)素質(zhì)較好的專業(yè)設(shè)計(jì)人員，并且還需要一定的工作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力[3]。除此之外，這部分專業(yè)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范可以適用于各種不相同的建筑設(shè)計(jì)上，但是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范面對一些特殊的工程項(xiàng)目的時候還是存在一些問題和缺陷，不能有效的保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和根本上安全，所以在相關(guān)設(shè)計(jì)人員在優(yōu)化的過程中，設(shè)計(jì)人員要秉持結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的原則，再結(jié)合項(xiàng)目的各種因素，在問題的角度上認(rèn)真思考和分析，從而解決問題，并且確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主體和方向，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更具有科學(xué)性和合理性，完善和優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)的工作效率和安全性及穩(wěn)定性。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的辦法

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化方案

住宅的整體和部分構(gòu)造的設(shè)計(jì)優(yōu)化是建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化的關(guān)鍵性工作和重要節(jié)點(diǎn)。建筑部分構(gòu)造的優(yōu)化體現(xiàn)在很多的方面，例如房頂?shù)膬?yōu)化，圍欄和欄桿的優(yōu)化等諸多的方面。這些方面的優(yōu)化不僅需要專業(yè)設(shè)計(jì)人員需要應(yīng)用到自己所學(xué)到的專業(yè)技能，還要全面的去分析項(xiàng)目的各個諸多因素，比如建筑的適用功能性和如何抵用較低的成本帶來較好 的效果等問題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員還必須要進(jìn)行實(shí)地考察，要根據(jù)其實(shí)際情況和特性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化[4]。在進(jìn)行房屋建筑的整體構(gòu)造優(yōu)化的時候，要保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性，如果出現(xiàn)一些不可抗力的因素，必須要把破壞和損失減少和降低，同時還應(yīng)該要考慮到想要發(fā)生的因素和潛在的因素。這樣的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以降低損失和保證其質(zhì)量。在房屋建筑施工中所使用的建筑材料可以承受荷載和不可抗力破壞的載體是鋼筋，鋼筋在設(shè)計(jì)中起著重要的作用。因此，鋼筋的搭接和配比間距都必須按照設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣可以有效的對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的改善。

2.2 結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)

（1）選擇變量。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作過程中，要考慮到會影響設(shè)計(jì)優(yōu)化的各種因素，將這些設(shè)計(jì)影響因素轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)的變量，例如建筑項(xiàng)目的目標(biāo)控制數(shù)據(jù)和限制的數(shù)據(jù)等變量[5]。假設(shè)設(shè)計(jì)人員考慮到的影響因素不全面或者是變動的范圍并不是很大的時候的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成變量，這些設(shè)計(jì)變相都會有效合理的減少房屋建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的工作難度，同時也可以輔助設(shè)計(jì)人員更好更快的尋找到達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的有關(guān)數(shù)據(jù)和方案。

（2）確定理想方案。設(shè)計(jì)人員在建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)優(yōu)化的工作過程中，能有效的尋找一些達(dá)到理想或者構(gòu)想條件中的相關(guān)的幾何截面和相關(guān)的函數(shù)，從而降低項(xiàng)目的造價成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）制定約束條件。在設(shè)計(jì)人員優(yōu)化過程中必須要保證房屋建筑的中的可靠性，這項(xiàng)工作是十分重要的，要必須要確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的相關(guān)約束條件。其中建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件包括了建筑主體的裂縫尺寸等約束條件。設(shè)計(jì)人員可以將現(xiàn)實(shí)和目標(biāo)這兩方面的約束條件進(jìn)行不同方面的對比和研究，從而保證其約束條件可以滿足規(guī)定，從而制定出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。

2.3 選擇最優(yōu)程序和統(tǒng)計(jì)分析

設(shè)計(jì)人員完成優(yōu)化工作，結(jié)合實(shí)際情況選擇最合理科學(xué)的計(jì)算方案，設(shè)計(jì)出最佳形式的設(shè)計(jì)方案，保證該流程擁有有效的使用功能等，認(rèn)真考慮從不同的角度看問題，更不可以忽略利益，建筑材料的成本經(jīng)濟(jì)和建筑施工節(jié)點(diǎn)這幾項(xiàng)的關(guān)系，在減少造價的時候，杜絕一時追求經(jīng)濟(jì)效益，不重視創(chuàng)新的工作。

2.4 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

基礎(chǔ)是建筑房屋構(gòu)造中最關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)榛A(chǔ)對房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性起著重要的作用，因此在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時候必須要采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的辦法[6]?；A(chǔ)的地質(zhì)、種類、構(gòu)造等需要全面的進(jìn)行把控，合理有效的確定基礎(chǔ)的種類，并對造價和結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，在優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，全面提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和安全性。

3 結(jié)語

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，不僅要有效的保證建筑的穩(wěn)定性和安全性，還必須要合理的控制好工程的成本造價。相關(guān)不能過多的關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益，從而忽略建筑的質(zhì)量和可靠性，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時，促進(jìn)我國建筑的可持續(xù)發(fā)展。

[1]劉金釗.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)用研究[J].住宅與房地產(chǎn),2016(21):65-65.

[2]戴云輝.探析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)[J].中國建材科技,2015(z1):85-85.

[3]肖龍涌.縐議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法與實(shí)際應(yīng)用[J].城市地理,2015(12):172-173.

[4]廖明.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)中的運(yùn)用分析[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2015(10):124-124.

[5]徐峰.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用探討[J].門窗,2015(3):117-118.

[6]盧占璽.論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法解析[J].工程技術(shù):全文版,2017(2):00268-00268