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

錢錦

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國(guó)建筑行業(yè)也在不斷地發(fā)展中，同時(shí)建筑行業(yè)中各個(gè)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，因此對(duì)于建筑工程企業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化成為一項(xiàng)非常重要的工作，這樣不僅能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還可以使企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位。

關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；新方法

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的主要原則

1.1功能性原則

功能性原則是建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中十分重要的一個(gè)設(shè)計(jì)原則，該原則在建筑結(jié)構(gòu)的使用功能和建筑創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益上都有所體現(xiàn)，倘若建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能性比較強(qiáng)，就會(huì)在一定程度上增加其使用價(jià)值與使用頻率，進(jìn)而提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益。而不同類型的建筑的功能性也有所側(cè)重，比如銀行建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要著重考慮建筑的安全性，并加強(qiáng)安全通道設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。此外，建筑材料也要符合銀行建筑的條件，有一定的荷載力，進(jìn)而更好的保證銀行功能的使用。

1.2安全性原則

在進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，最應(yīng)該考慮的就是建筑的安全性，這是建筑設(shè)計(jì)的核心。今年來(lái)，豆腐渣工程事故層出不窮，除了建筑材料不合格這項(xiàng)因素影響，還反映了這些建筑工程在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，并沒有考慮到安全性原則，進(jìn)而導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。由此可見安全性原則在建筑設(shè)計(jì)中的重要性，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)管理人員要對(duì)構(gòu)件的可靠性進(jìn)行分析，根據(jù)建筑施工的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的使用價(jià)值，進(jìn)而提高整體建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3綠色環(huán)保原則

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平都有了一定的提高，對(duì)生活質(zhì)量也有了更高的要求，要求建筑工程使用低碳材料。因此，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮綠色環(huán)保原則，在保證建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高建筑的環(huán)保性，保證住戶居住的舒適度和健康，提高建筑的環(huán)境效益。

2進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)優(yōu)化的步驟

2.1對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇

進(jìn)行建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作人員在設(shè)計(jì)建筑之前，應(yīng)該對(duì)建筑工程中各個(gè)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，然后再對(duì)施工材料的種類和數(shù)量作統(tǒng)一地規(guī)劃，使得各項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，最后再根據(jù)計(jì)算得出的建筑工程的工程總造價(jià)來(lái)選擇最適合建筑施工的優(yōu)化設(shè)計(jì)，再確保建筑施工質(zhì)量的同時(shí)要將施工成本降到最低，盡可能地提高建筑企業(yè)的收益。以上過(guò)程就是建筑工程設(shè)計(jì)流程中目標(biāo)函數(shù)的選擇，這是建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中一項(xiàng)非常重要的工作。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)變量進(jìn)行正確精準(zhǔn)的選擇

對(duì)相關(guān)的變量進(jìn)行正確精準(zhǔn)的選擇是設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中較為重要的環(huán)節(jié)之一。設(shè)計(jì)師在完成了對(duì)目標(biāo)函數(shù)的選擇之后，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)所具有的特點(diǎn)以及實(shí)際情況來(lái)對(duì)變量進(jìn)行選擇。從專業(yè)的角度來(lái)講，變量的選擇就是設(shè)計(jì)師要對(duì)所有對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有所影響的因素進(jìn)行全面地了解和詳細(xì)地分析，然后在這些因素中，選擇出對(duì)建筑設(shè)計(jì)影響最大的一個(gè)變量，然后再對(duì)這個(gè)變量進(jìn)行精準(zhǔn)地計(jì)算和分析，并按照相關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格地控制，這樣就能在一定程度上實(shí)現(xiàn)建筑工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

2.3優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)約束條件進(jìn)行科學(xué)合理的選擇

設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)所設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的可靠度在一定程度上進(jìn)行創(chuàng)新，并盡可能地將其優(yōu)化，在這個(gè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師就可以較為精準(zhǔn)地判斷出所設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)中的定量以及起約束作用的條件，這樣設(shè)計(jì)師就可以將約束條件設(shè)置在國(guó)家對(duì)建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之類，這樣就能在最大程度上使建筑工程的設(shè)計(jì)得到優(yōu)化，同時(shí)還能使建筑工程的施工質(zhì)量得到一定的保證。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

3.1對(duì)設(shè)計(jì)方案做出科學(xué)歸納

對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案能夠在最大層面上影響房屋建筑的最終效果和質(zhì)量，而在房屋建設(shè)過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)更好的優(yōu)化效果，就需要建筑設(shè)計(jì)師在規(guī)劃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，將影響建筑物修建效果的各類因素進(jìn)行整合調(diào)控，以此來(lái)保證建筑結(jié)構(gòu)的改良設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，而工作人員在編寫相關(guān)方案的同時(shí)也要遵循建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一些原則。

第一，在挑選原材料的過(guò)程中，需要細(xì)致到每一個(gè)部件都精心選擇，以此來(lái)保證不同零件在建筑結(jié)構(gòu)中能夠發(fā)揮其作用，不同結(jié)構(gòu)雖然有相異的作用，但是要使其在整個(gè)房屋建筑中達(dá)到和諧一致的效果，保證優(yōu)化水平能夠符合預(yù)期要求。

第二，草擬優(yōu)化設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要兼顧不同因素會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化產(chǎn)生的各類影響，立足于房屋建筑全局，統(tǒng)籌零部件之間的聯(lián)系，使它們能夠在建筑中物盡其用。

第三，房屋建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要盡可能精簡(jiǎn)化，因?yàn)閺?fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的承載力變高，計(jì)算的誤差增大；這樣一來(lái)，不但工程造價(jià)會(huì)相應(yīng)增加，危險(xiǎn)性也會(huì)跟著提升。

第四，最初設(shè)計(jì)的方案也需要關(guān)注到外界因素，尤其是外力對(duì)內(nèi)部構(gòu)造造成的影響，單純想要利用強(qiáng)化內(nèi)部構(gòu)件來(lái)達(dá)到防止結(jié)構(gòu)變形是不可取的，不僅耗費(fèi)大量原材料，無(wú)益于實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益，還有可能會(huì)引發(fā)安全隱患。

3.2采取針對(duì)性的優(yōu)化方法

切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案能夠促進(jìn)建筑優(yōu)化活動(dòng)展開，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本保障。房屋建筑工程的設(shè)計(jì)活動(dòng)應(yīng)當(dāng)將建筑工程師的設(shè)計(jì)方案作為主要依據(jù)，熟悉不同階段的主要環(huán)節(jié)，明晰房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的具體情況，在資金周轉(zhuǎn)合理的情況下，進(jìn)一步明確不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的區(qū)別和聯(lián)系。設(shè)計(jì)師在編寫方案時(shí)，要對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行大致估計(jì)，并將運(yùn)算結(jié)果清晰得表述在規(guī)劃方案上，還要考慮到內(nèi)部及外部因素對(duì)建筑結(jié)構(gòu)可能造成的影響。除此之外，由于外界環(huán)境存在諸多不可控因素，修建時(shí)也要盡量避免對(duì)設(shè)計(jì)方案的死搬硬套，從而在面對(duì)突發(fā)情況的時(shí)候，能夠迅速采取有針對(duì)性的措施，防止因應(yīng)變不及時(shí)所造成的建設(shè)損失。

3.3培養(yǎng)專業(yè)優(yōu)化設(shè)計(jì)人才

工作人員的專業(yè)素養(yǎng)和設(shè)計(jì)才能能夠在最大層面決定建筑優(yōu)化結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量，優(yōu)秀設(shè)計(jì)人才也能幫助團(tuán)隊(duì)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)活動(dòng)中少走彎路，達(dá)到事半功倍的效果。而能夠滿足大眾審美需求，彰顯建筑設(shè)計(jì)之美的作品實(shí)際上大多數(shù)都是優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)師的手筆，在如今建筑行業(yè)的不斷壯大發(fā)展、拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也給了建筑設(shè)計(jì)工作者更大的挑戰(zhàn)。因此，作為建筑設(shè)計(jì)師而言，在平時(shí)應(yīng)當(dāng)注意專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，將建筑學(xué)、藝術(shù)學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)等理論知識(shí)靈活運(yùn)用在實(shí)踐活動(dòng)中，利用理論促進(jìn)實(shí)踐活動(dòng)，用實(shí)踐活動(dòng)來(lái)鞏固理論知識(shí)，不能忽略優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要將力學(xué)原則和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的最優(yōu)化。設(shè)計(jì)者也應(yīng)當(dāng)樹立發(fā)展的觀念，以創(chuàng)新性設(shè)計(jì)觀念來(lái)進(jìn)行建設(shè)活動(dòng)；利用辯證的眼光來(lái)看待相關(guān)問(wèn)題，擬定設(shè)計(jì)方案時(shí)要將建設(shè)時(shí)長(zhǎng)控制在合理范圍內(nèi)。

3.4實(shí)現(xiàn)資源的合理配置

原材料作為建筑活動(dòng)中的基本要素，在房屋建筑過(guò)程中起著舉足輕重的作用。所以在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)建筑材料進(jìn)行適度挑選，控制建筑材料使用量及投入比重，以免出現(xiàn)原料大幅度耗損浪費(fèi)的問(wèn)題，這也是實(shí)現(xiàn)建筑資源合理配置的重要過(guò)程。此外，在建設(shè)活動(dòng)開始之時(shí)，要以不同零部件的結(jié)構(gòu)特征為基礎(chǔ)，因地制宜的將其利用在不同的部件構(gòu)造當(dāng)中，以小部件的優(yōu)化構(gòu)造來(lái)達(dá)成大的建筑構(gòu)造，從而保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)的抗壓力和承載力能夠滿足預(yù)期目標(biāo)，以合理配置資源的方式來(lái)達(dá)成理想的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)效果。

結(jié)論

建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化作為建筑工程的重要環(huán)節(jié)，和科學(xué)可行的歸納方案、專業(yè)的建筑學(xué)素養(yǎng)脫離不了關(guān)系，正因?yàn)槿绱?，建筑設(shè)計(jì)師更應(yīng)該放眼未來(lái)，從建筑設(shè)計(jì)需遵循的角度出發(fā)，利用所學(xué)知識(shí)反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改良，樹立前瞻性的發(fā)展眼光，在實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)多樣化的同時(shí)，不斷提升房屋建筑的綜合實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：杭州?？ㄑb飾工程有限公司）