建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)途徑分析

汪運(yùn)梅

摘 要：隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平也越來(lái)越高。對(duì)建筑工程也提出了更高的要求。在建筑工程中，最為重要的就是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響著建筑的質(zhì)量。本文針對(duì)如何對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行分析，以期提高對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，從而達(dá)到提高工程質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)優(yōu)化

0 引言

隨著我國(guó)基建的發(fā)展，人們對(duì)工程減值質(zhì)量問(wèn)題也越發(fā)重視，在當(dāng)前行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的大環(huán)境下，建筑工程從管理、設(shè)計(jì)以及安全、施工等方面也提出了越來(lái)越高的要求。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的安全性與功能具有全面的保障作用，并且與建筑工程的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相結(jié)合，從而減少房屋建筑的開銷與成本，因此需要加上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，為建筑提供更好的環(huán)境。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1.1 對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視度不足

在對(duì)建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常對(duì)外觀有著較高的要求，但是通常會(huì)因過(guò)于追求表面功能與外觀，使得結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺乏一定的實(shí)用性與合理性，從而導(dǎo)致無(wú)法滿足建筑的功能與外觀要求，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)造成一定的安全隱患。在滿足結(jié)構(gòu)外觀以及功能時(shí)，大多都會(huì)采用鋼筋、加大構(gòu)件的方式進(jìn)行，但是這會(huì)造成建筑成本的增加，導(dǎo)致工程造價(jià)預(yù)算變得難以控制。

1.2 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度認(rèn)識(shí)不足

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有專業(yè)性與復(fù)雜性的工作，其設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)累積，才能夠在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，以最小的成本達(dá)到最好的效果，實(shí)現(xiàn)利益最大化。當(dāng)前的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)忽略這一問(wèn)題。普通的設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常是簡(jiǎn)單的采用制圖軟件進(jìn)行繪圖，再添加相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范就完成了設(shè)計(jì)圖。而卓越的設(shè)計(jì)師會(huì)不但能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)理念融入其中，還能夠?qū)⒔ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得規(guī)范合理，并且不斷的對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，保證其設(shè)計(jì)需求的同時(shí)，有效的對(duì)工程造價(jià)預(yù)算進(jìn)行控制。

1.3 缺乏對(duì)建筑設(shè)計(jì)的投入

施工方在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的最多的是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)費(fèi)用，往往會(huì)忽略了其設(shè)計(jì)的實(shí)用性與專業(yè)性，因而在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)，通常會(huì)選擇價(jià)格角度的方案來(lái)降低其工程的成本，但是由于設(shè)計(jì)缺乏專業(yè)性與實(shí)用性，往往在施工中會(huì)出現(xiàn)工程造價(jià)不斷增加的情況發(fā)生，更有甚者，部分施工方還會(huì)因追趕工期而出現(xiàn)偷工減料的情況，從而對(duì)建筑質(zhì)量造成嚴(yán)重化影響。

2 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案

2.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化的途徑

對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)通常分為設(shè)計(jì)中與設(shè)計(jì)后兩個(gè)方面。其設(shè)計(jì)中的優(yōu)化即為在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)做好前期規(guī)劃，對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行有效的優(yōu)化，并對(duì)工程中的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行有效的把控，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足要求，同時(shí)達(dá)到優(yōu)化的目的;所謂的設(shè)計(jì)后優(yōu)化，即為建筑工程還為開始施工前，對(duì)設(shè)計(jì)圖的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，避免出現(xiàn)不合理之處，從而達(dá)到完善設(shè)計(jì)圖的目的。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)初期，需要對(duì)比不同方案中紅所這幾道的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性，例如結(jié)構(gòu)、材料以及設(shè)計(jì)參數(shù)等，對(duì)其結(jié)構(gòu)中的含鋼量采用最優(yōu)化的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)其具體的載荷進(jìn)行計(jì)算，對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整等，設(shè)計(jì)出最為受力優(yōu)化的鋼材使用量，并精確計(jì)算施工圖中的配筋用2量。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化

當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)模型大多采用PLPM為主，當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)模型據(jù)不計(jì)算采用有限元計(jì)算，但是在對(duì)不同的模型之間其計(jì)算方式差異較大，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖被不斷的修改，無(wú)法使建筑效果達(dá)到最為優(yōu)化的結(jié)果。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，需要對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行充分考量與確定，同時(shí)對(duì)建筑的功能要求進(jìn)行考慮，并對(duì)工程造價(jià)的影響進(jìn)行分析。例如對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要對(duì)墻肢與連梁之間的約束力進(jìn)行考慮，由于墻肢與連梁之間的越蘇導(dǎo)致其局部彎矩加大，從而影響其截面的正應(yīng)力。若增加其鋼筋裴亮，則需要相對(duì)降低連梁的剛度，從而減少截面面積，優(yōu)化并控制剪力墻的數(shù)量。

2.3 構(gòu)建安全的優(yōu)化

在當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土結(jié)果的建筑具有極高的承載力與安全性，是當(dāng)前使用最多的建筑結(jié)構(gòu)。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，通常都是承重柱或承重墻發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致建筑整體坍塌。為了確保建筑的整體安全，首先需要保證這類構(gòu)件的安全與強(qiáng)度。建筑構(gòu)件的安全性主要需要考慮材料選擇的合理性，通過(guò)對(duì)建筑高度、功能以及裝潢布置等要求，采用科學(xué)合理的方式單一材料進(jìn)行選擇合理有效的結(jié)構(gòu)。

為了對(duì)構(gòu)件的安全進(jìn)行優(yōu)化，首先需要選擇規(guī)則立面方案與平面方案作為參考，避免出現(xiàn)樓板開洞、平面凹凸不平等情況發(fā)生，并且需要保證其設(shè)縫、平面暢快處于合理的范圍，使質(zhì)量中心與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度中心相互靠近，降低其應(yīng)力;對(duì)于降低構(gòu)件的用鋼量，需要選擇均勻的柱網(wǎng)尺寸，使其受力能合理均勻的受力。因此，對(duì)于建筑施工，需要選擇經(jīng)濟(jì)合理并且其設(shè)計(jì)構(gòu)件最為優(yōu)化的方案進(jìn)行施工。

3 總結(jié)

建筑結(jié)構(gòu)通常是指建筑中由各種構(gòu)件所組成的能夠起到承重作用的體系，其作用是能夠引起體系產(chǎn)生內(nèi)里與變形的因素。

建筑結(jié)構(gòu)通常是由板、梁、柱、墻、基礎(chǔ)等建筑構(gòu)件座組成，并具有一定的空間功能，能夠俺去眼的承受建筑物的各種正常受力的骨架結(jié)構(gòu)。其中，板是建筑結(jié)構(gòu)中直接承受載荷的平面構(gòu)件，通常指承受垂直于縱軸方向載荷的線形構(gòu)件，柱與墻都是建筑構(gòu)建中承受軸向壓力的承重構(gòu)件，其中柱承受于縱向載荷的線形構(gòu)件，墻主要承受平行與墻體放線載荷的豎向構(gòu)件?；讋t是地面以下的構(gòu)件，將柱與墻等傳來(lái)的載荷傳于地基。

通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究，不但需要考慮其規(guī)劃與設(shè)計(jì)，還需要采用科學(xué)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，設(shè)計(jì)人員需要不斷積累相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，逐步對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，協(xié)調(diào)配合建筑工程與其他工程之間的差異，更好的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而確保工程的質(zhì)量與安全。

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