試述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略

劉斯

【摘要】最近幾年，隨著人們對(duì)于物質(zhì)需求的提升，連帶著對(duì)建筑的要求也有所變化，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑外觀和功能上已經(jīng)完全無(wú)法達(dá)到人們的要求，而新型建筑的出現(xiàn)，在一定程度上對(duì)設(shè)計(jì)工作者也提出了新的要求，因此，設(shè)計(jì)工作者需要結(jié)合實(shí)際需求，不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文主要分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義，以及所遇到的問(wèn)題，并以此提出相應(yīng)優(yōu)化對(duì)策，以供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化；對(duì)策

建筑的創(chuàng)建是以文化、歷史和生活系習(xí)慣等基礎(chǔ)之上的，且不同的設(shè)計(jì)工作者對(duì)其理解的不同，所展現(xiàn)出來(lái)的風(fēng)格也有所差別。因此，設(shè)計(jì)工作者除了掌握必備的設(shè)計(jì)技能之外，還需要考慮對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作，而優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效增加建筑整體安全性的同時(shí)減少企業(yè)費(fèi)用投入，因此，為了確保企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持自身地位，就需要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此才能增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)建筑行業(yè)健康發(fā)展。

1、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以科學(xué)的健全建筑相關(guān)功能結(jié)構(gòu)，提升居住環(huán)境質(zhì)量。依據(jù)現(xiàn)階段城市化發(fā)展進(jìn)程，高層建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅僅需要考慮節(jié)能環(huán)保問(wèn)題，還需要符合建筑工程各項(xiàng)要求，以此提高建筑的穩(wěn)定性。在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念中，設(shè)計(jì)工作者首要工作就是安全性，基于此優(yōu)化工程方案，并使用科學(xué)設(shè)計(jì)方式和技術(shù)，減少工程成本投入。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化過(guò)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比以往建筑設(shè)計(jì)工程費(fèi)用預(yù)計(jì)降低1/5，因此，值得廣泛運(yùn)用。

2、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的關(guān)鍵問(wèn)題

2.1水平承載力

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須關(guān)注建筑承載能力。就建筑本身而言，建筑結(jié)構(gòu)的承載力所起到的作用是無(wú)可替代的。其水平的荷載力對(duì)于突發(fā)狀況可以起到很好的效果，比如，由于地震和大風(fēng)原因造成建筑物損壞或者侵蝕等現(xiàn)象。建筑結(jié)構(gòu)的水平載荷力主要影響這建筑的彎矩和軸力，這也是有別于建筑的自重和上部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的承載力。通常狀況下，我們對(duì)高層或者超高層的建筑，都無(wú)法正確掌握其水平或者豎直的承載力，然而需要了解的是，建筑物豎直承載力，特別是高層和超高層建筑的荷載力在一定范圍之內(nèi)是保持不變的，因此，只有水平荷載力會(huì)因?yàn)槭艿酵饨绛h(huán)境的影響，比如，地震、大風(fēng)、暴雪等影響，致使建筑結(jié)構(gòu)水平載荷力隨著變化而變化，可見(jiàn)，水平載荷力對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的安全性的意義。因此，一旦水平載荷力產(chǎn)生問(wèn)題，將可能引發(fā)較為嚴(yán)重的安全事故，嚴(yán)重的時(shí)候可能威脅到人身安全。

2.2結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形

產(chǎn)生變形也是影響建筑物整體性能的重要因素。就建筑、特別是超高層建筑結(jié)構(gòu)而言，豎向承載力相比于水平承載力在一定程度上不會(huì)產(chǎn)生影響，然而，倘若柱體受到外界干擾力過(guò)大也可能造成一些建筑結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題。比如，倘若柱體受到的外力超過(guò)自身承載力，那么將可能導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)軸向產(chǎn)生變化，嚴(yán)重的時(shí)候可能直接變形。要知道，倘若建筑豎向承載力產(chǎn)生變化，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的彎矩，從而產(chǎn)生一系列連鎖反應(yīng)。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形之后可以使得連續(xù)性的橫梁之間的支撐力的負(fù)彎矩值縮小、建筑結(jié)構(gòu)正彎矩值增大，這兩種方向的變化，將最后導(dǎo)致兩段支撐位置的負(fù)彎矩值上升。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，每一個(gè)部件都有一個(gè)軸向的變形數(shù)值。在實(shí)際操作中，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際要求，靈活進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必要的時(shí)候可以對(duì)構(gòu)建的長(zhǎng)度進(jìn)行修改，以此減小由于結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形帶來(lái)的不好影響。

3、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)策

3.1確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)、合理

第一，在選擇建筑物基本組成部件的時(shí)候，設(shè)計(jì)工作者要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，基于建筑物的整體性能，確保所挑選的不見(jiàn)都可以發(fā)揮其最大價(jià)值，以此才能在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)減少工程費(fèi)用投入；第二，工程建設(shè)工作者也需要關(guān)注建筑整體的優(yōu)化，只有確保整體和部分之間的協(xié)調(diào)，才能確保建筑的完整性；第三，倘若所有部件的構(gòu)成都比較復(fù)雜，那么部件的需求量也會(huì)相應(yīng)上升，連帶著工程造價(jià)也會(huì)提升，以至于工程預(yù)算和實(shí)際狀況產(chǎn)生的誤差比較大，從而增加了建筑物的安全性。因此，盡可能的簡(jiǎn)化所使用的部件，提高建筑物穩(wěn)定性和安全性。

3.2使用科學(xué)的計(jì)算方式

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)運(yùn)用到很多的計(jì)算公式和計(jì)算程序，倘若需要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)算，而在數(shù)據(jù)預(yù)算過(guò)程中就會(huì)涉及到很多的計(jì)算方式。在數(shù)據(jù)處理中，設(shè)計(jì)工作者需要關(guān)注的是，不能帶有限制條件，倘若有限制條件也需要轉(zhuǎn)變稱(chēng)沒(méi)有，以此才能提升數(shù)據(jù)的精確度。在數(shù)據(jù)計(jì)算的時(shí)候會(huì)使用到很多的計(jì)算方式，且各個(gè)計(jì)算公式之間都具備其特有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此，設(shè)計(jì)工作者要結(jié)合實(shí)際狀況，選擇最適宜方式，既滿(mǎn)足優(yōu)化要求，由簡(jiǎn)單易操作，從而推動(dòng)工程進(jìn)展，降低資金投入。

3.3優(yōu)化信息數(shù)據(jù)

通過(guò)系統(tǒng)的運(yùn)算之后，設(shè)計(jì)工作者需要對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析，通過(guò)對(duì)不同數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析，找出方案之間的差別，在通過(guò)綜合對(duì)比選出最適應(yīng)的方案。在對(duì)處理好計(jì)算結(jié)構(gòu)之后，還需要進(jìn)行有效的分析，在此需要設(shè)計(jì)工作者開(kāi)放自身思維，注重細(xì)節(jié)工作，從宏觀的方向優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此才能多角度、多方向的考慮經(jīng)濟(jì)利益和技術(shù)之間的平衡點(diǎn)，為企業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3.4加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)部件優(yōu)化

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，還需要注重結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)部件的優(yōu)化工作。例如，在進(jìn)行澆板設(shè)計(jì)的時(shí)候盡可能的將異性板設(shè)置稱(chēng)矩形板，以此才能防止出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，影響局部位置受力。又例如，在對(duì)底部抗震處理的時(shí)候，通常會(huì)使用冷軋帶進(jìn)行箍筋，以此才能降低箍筋使用的數(shù)量和尺寸，從而實(shí)現(xiàn)減小工程費(fèi)用的目的。另外，為了降低柱構(gòu)件底部的橫截面，使用高強(qiáng)度的混凝土雖然是不錯(cuò)的方式，然而水平構(gòu)件混凝土的時(shí)盡可能的降低對(duì)混凝土的標(biāo)記，從而符合受力需求，在一定程度上也節(jié)約了資源。

結(jié)語(yǔ)：

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備綜合性特定，因此需要設(shè)計(jì)工作者整合各個(gè)因素，例如，水平載荷力、結(jié)構(gòu)變形等，只有充分考慮到這些影響建筑工程質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵點(diǎn)，才能從根本上提高整體建筑的安全。因此，為了確保建筑項(xiàng)目工程正常運(yùn)行，就需要注重工程質(zhì)量，而優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是優(yōu)化施工計(jì)算的最有效方式之一，值得推廣。

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