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

李鵬飛

【摘要】日前，隨著我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的日益完善，城市化建設(shè)也十分完善，因此建筑物的經(jīng)濟(jì)性能受到越來(lái)越多人的重視。因此，盡可能使用最少的材料或者最少的造價(jià)成本來(lái)建造出滿足國(guó)家規(guī)范和設(shè)計(jì)使用要求的建筑物，是現(xiàn)今建筑行業(yè)人士的追求。但同時(shí)，我們需要保障建筑物的安全性能，所以在這種背景下，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作用就體現(xiàn)出來(lái)了。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)并不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的減少混凝土材料用量和鋼筋等的用量，而是要需要通過(guò)不斷調(diào)整各構(gòu)件剛度之間的比例關(guān)系，做到充分利用各構(gòu)件的受力作用，發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)長(zhǎng)處，使建筑物的整體結(jié)構(gòu)達(dá)到最優(yōu)。

【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)化的作用

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們首先需要考慮的是設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)如何滿足安全使用效益的長(zhǎng)遠(yuǎn)性，當(dāng)這個(gè)問(wèn)題得到很好的解決時(shí)，再思考如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和經(jīng)濟(jì)性，盡可能的優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和經(jīng)濟(jì)性。目前所常用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法能夠在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中取得一定的成效，可以有效的降低建筑工程施工成本，大約可以降低10%～35%的效果。此外對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，能夠?qū)⒔ㄖ牧系睦寐屎陀行侍嵘阶畲蟪潭?，能夠保證建筑的各個(gè)使用空間與建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到相互協(xié)調(diào)的效率，同時(shí)也能夠滿足國(guó)家設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家建筑物質(zhì)量安全管理規(guī)定的要求。通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以完善原來(lái)設(shè)計(jì)的建筑物結(jié)構(gòu)。因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著十分重要的作用。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要點(diǎn)

2.1設(shè)計(jì)上注重協(xié)調(diào)性

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化法中，設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，尤其是整體設(shè)計(jì)中的地位非常重要。如果在結(jié)構(gòu)布局上，設(shè)計(jì)不協(xié)調(diào)，那么房屋結(jié)構(gòu)與建筑平面之間配合不緊密，不但影響房屋的穩(wěn)定性與安全性，還對(duì)房屋的美觀產(chǎn)生不利影響。設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性，包含建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部協(xié)調(diào)和建筑整體與外部環(huán)境的協(xié)調(diào)兩部分。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部時(shí)，結(jié)合用戶的要求，科學(xué)合理的布局墻和柱的位置，此外還要保證房屋每層結(jié)構(gòu)的截面與高度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在設(shè)計(jì)建筑整體和外部環(huán)境相協(xié)調(diào)時(shí)，引入環(huán)保理念，運(yùn)用審美學(xué)與藝術(shù)學(xué)，在空間、色彩方面相協(xié)調(diào)，提升建筑物的欣賞價(jià)值。

2.2重視優(yōu)化結(jié)果分析

結(jié)果分析在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中具有重要的作用。一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中涉及到許多參數(shù)，利用現(xiàn)代化的手段計(jì)算出實(shí)際需要的數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行周密分析，提取信息，以此制定出設(shè)計(jì)方案。除此之外，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮其他因素，將各種影響因素都考慮在內(nèi)。比如，在建筑物實(shí)際建設(shè)過(guò)程中，常常消耗大量的人力、物力，進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)果之一就是在保障安全的基礎(chǔ)上，降低成本的投入，因此，需要對(duì)多方面進(jìn)行優(yōu)化分析，如對(duì)不同技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析比較，對(duì)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間的平衡點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算分析等，以此找出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，避免不必要的人力、物力浪費(fèi)。所以在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要做好優(yōu)化結(jié)果的分析。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)改革措施

3.1要?jiǎng)訂T工程師積極主動(dòng)地參與前期工程的規(guī)劃

建筑結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該要積極地參與早期的項(xiàng)目計(jì)劃，這是結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的關(guān)鍵步驟，因?yàn)樵诮ㄔ旆凑_工程的實(shí)際建筑當(dāng)中，建筑師其實(shí)很難正確的分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與建筑師之間的關(guān)系，積極的參與前期工程的設(shè)計(jì)理念，可以幫助建筑師更好的理解與創(chuàng)新，將整個(gè)建筑的優(yōu)化功能完全的展現(xiàn)出來(lái)。

3.2模型的設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型建設(shè)必須先獲取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所涉及到的各種具體數(shù)據(jù)信息，然后從中提取出相關(guān)變量的數(shù)據(jù)信息，并以此為基礎(chǔ)建立函數(shù)模型。再利用大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化手段計(jì)算并制作出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型的建立需要注意以下幾項(xiàng)事情。首先，在選擇設(shè)計(jì)變量的時(shí)候，一定將影響整體設(shè)計(jì)的因素作為首選，其他影響作用較小的因素可以作為參考數(shù)據(jù)，這樣可以提升工作效率。其次單獨(dú)將建筑切面的尺寸及與建筑截面積相關(guān)的數(shù)據(jù)整理出來(lái)，并制成相關(guān)的函數(shù)，這樣可以在一定程度上避免資源浪費(fèi)，節(jié)省成本。再者，要結(jié)合用戶的各種需求，比如房屋的空間規(guī)劃、變形情況的規(guī)定、審美需求等方面，在設(shè)計(jì)時(shí)都要結(jié)合實(shí)際情況考慮在內(nèi)，最大程度滿足用戶的需要。

3.3要重視概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的分析

分析方法的多樣性，可以確定結(jié)構(gòu)的布局。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)布局的多樣性，相對(duì)的施工方案則可以選擇不同的結(jié)構(gòu)布局。考慮相同的荷載條件再選擇不同的分析辦法，其他建筑的設(shè)計(jì)參數(shù)與建筑材料，方法多種多樣，這些都不能直接依靠軟件給答案，是需要設(shè)計(jì)者來(lái)決定的。

3.4協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的合理性以及適用性，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠與房屋結(jié)構(gòu)整體平面具有較高的融合性，促使兩者之間處于一個(gè)緊密的配合狀態(tài)。設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)中的柱和墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，確保柱面和墻面的協(xié)調(diào)性，避免出現(xiàn)柱與墻的錯(cuò)位問(wèn)題，促使兩者之間具有較強(qiáng)的一致性，同時(shí)，還應(yīng)該注重房間開(kāi)間進(jìn)深的統(tǒng)一性，避免樓層的截面與高度出現(xiàn)明顯的差異。此外，還需要注重對(duì)樓梯方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化。由于高強(qiáng)度建材較為輕便，致使其作用力會(huì)集中在轉(zhuǎn)角區(qū)域。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在對(duì)樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在采用高強(qiáng)度建材的同時(shí)，還應(yīng)該避免鋼芯、重心交疊出現(xiàn)扭曲的問(wèn)題，以確保鋼芯、重心的交疊。

結(jié)論：

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，對(duì)房屋建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為了滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，相關(guān)房屋建筑設(shè)計(jì)人員在確保房屋結(jié)構(gòu)可靠性、安全性以及適用性的基礎(chǔ)上，注重對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)成本的合理把控。因此，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合性分析，結(jié)合實(shí)際需求，將優(yōu)化技術(shù)合理的運(yùn)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，確保人力資源與優(yōu)化技術(shù)的協(xié)調(diào)性，進(jìn)而促進(jìn)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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