【摘 要】本文主要是利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理論和方法對建筑結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，以這樣一種方法來得到經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計以后的模型和算法，以便于在后續(xù)的工程建設(shè)中實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計特點的突出。經(jīng)過工程實踐發(fā)現(xiàn)，這樣一種結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論與實際相結(jié)合的方法是能夠很好的實現(xiàn)建筑成本的節(jié)約和建筑質(zhì)量的提升，在建筑實踐中也具有較好的操作性，為我們結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論應(yīng)用于整個建筑行業(yè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，因此認為這樣一種分析和討論是具有理論價值和實踐意義。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化方法；現(xiàn)實應(yīng)用

一 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法與現(xiàn)實應(yīng)用的背景分析

隨著我們國家經(jīng)濟技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，全國人民的生活也逐步的走入了相對良好和穩(wěn)定的小康時代，相應(yīng)的對于生活質(zhì)量和環(huán)境要求也就越來越高，絕大多數(shù)的人都住進了高層建筑當(dāng)中。在這樣一種實際的背景狀況下，人口持續(xù)增長，土地資源卻是極其有限，建筑的建設(shè)與規(guī)格也在持續(xù)見長，這使得土地、建筑物以及建筑物的建設(shè)成本都在不停的提升。由此，降低建筑建設(shè)成本就成為了建筑商在進行建設(shè)的過程當(dāng)中最需要注意和考慮的。那在實際的建設(shè)過程的當(dāng)中應(yīng)當(dāng)以什么樣的方式來進行建筑成本的控制呢？本文實際上也是針對于這樣一個問題展開的討論和分析。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計目前在國外是非常有價值的一種理論系統(tǒng)，其核心就在于能夠通過對居住環(huán)境以及生活環(huán)境的改善來實現(xiàn)建筑產(chǎn)品質(zhì)量以及品位的提高，以這樣一種定性的思維和方式來實現(xiàn)工程建筑質(zhì)量最大化和成本最小化，因此具有適用、經(jīng)濟和適用的價值，是值得在實際的工程建設(shè)中予以廣泛的應(yīng)用和實施的。

二 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

現(xiàn)代社會環(huán)境下很多建筑物的造型都相當(dāng)?shù)膬?yōu)美和獨特，能夠給人以很好的精神享受，這樣一種良好的建筑效果從本質(zhì)上來看就正是結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑實施技術(shù)的良好協(xié)調(diào)和配合，以這樣一種方式來實現(xiàn)建筑美觀效果的完成。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所追求的五種最為基本的目標(biāo)就是：安全、經(jīng)濟、適用、美觀以及施工簡便，因此我們在文中所討論的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案就要保證能夠切實的實現(xiàn)這些點，將其良好的應(yīng)用于實踐，這樣不斷能夠滿足人們對于美的追求，還能夠保證整個房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理以及性能上的安全保障，成為名符其實的經(jīng)濟實用型建筑。我們在對其進行深入的探討和分析時則往往需要通過兩個具體的方面來進行：

第一方面：主要是建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，在進行一項大型的建筑工程方案之前，首先必然是需要進行建筑模型的設(shè)計的，而在這樣一個過程當(dāng)中對于建筑模型的優(yōu)化設(shè)計就是非常關(guān)鍵和有必要的。在進行建筑模型的優(yōu)化設(shè)計時，主要的工作就是以下幾個部分：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、屋蓋系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計以及結(jié)構(gòu)細部的優(yōu)化設(shè)計等。除此之外，還需要采取進一步的處理措施，主要就是進行必要的選型、布置以及準(zhǔn)確的受力分析，最終實現(xiàn)對于造價本身的良好優(yōu)化。上述一系列的優(yōu)化過程都需要按照一切以實際出發(fā)的原則來進行，也就是圍繞工程的實際狀況和需要來進行，將房屋建筑的綜合經(jīng)濟效益以及房屋質(zhì)量的保證作為設(shè)計的最終目標(biāo)和要求。在進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計和規(guī)劃時，首要的就是要把握和設(shè)計的真實意圖，這樣才能夠盡可能的保證整個布置狀況的規(guī)則，并較大程度的降低剛度以及質(zhì)量中心之間的差異，以此來避免較大扭轉(zhuǎn)作用力的產(chǎn)生。

第二方面：主要是建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)計算方案，計算方案的進行和完成實際上只需要進行相應(yīng)的編制并按照相應(yīng)的運算程序進行計算就能夠得到我們做需要的最終的優(yōu)化結(jié)果。但是我們需要注意和認識到的就是，在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程當(dāng)中可能會涉及到多個方面的變量和約束條件，這也就意味著處理的是非線性的優(yōu)化問題，針對于此，我們在進行計算方案的確定時就需要將一些有約束的條件轉(zhuǎn)化成為沒有約束條件的問題來進行計算。在實際的建筑工程設(shè)計中較多應(yīng)用的就是Powell算法和拉式乘子法以及符合性法等，利用這樣一些方法基本上就能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的良好計算。

三 優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)在實踐當(dāng)中的應(yīng)用

我們將結(jié)構(gòu)設(shè)計方案處理完成以后就可以將其應(yīng)用于實踐。對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行良好的優(yōu)化在現(xiàn)今的時代背景下實際上是非常好的一個課題，在目前開展的也比較普遍，我們采用結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法就是希望能夠在不改變建筑結(jié)構(gòu)實際使用性能的前提下來保證其工程造價的大幅降低，因此將其應(yīng)用到實際的工程實踐當(dāng)中去就是我們工程人員不二的追求。結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化在實際的工程環(huán)境中能夠應(yīng)用和滲透到其進行的各個步驟和環(huán)節(jié)當(dāng)中去，這其中就包括整體的設(shè)計階段、前期的設(shè)計階段、舊房的改造以及抗震設(shè)計當(dāng)中去，并能夠在應(yīng)用的過程當(dāng)中發(fā)揮出巨大的效益來。我們在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的理論方法對模型進行改造實踐的過程中，需要注意以下三個方面的具體問題，下文中正是針對于這樣三個問題進行了詳盡的闡述和分析。

3.1 參與結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的前期工作

這樣一個方面的強調(diào)主要是因為前期工作的進行直接影響到整個建筑工程的總造價，而現(xiàn)如今大多數(shù)工程在進行建設(shè)的過程當(dāng)中最為普遍的問題往往也就是其前期方案結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計上的問題，建筑師在進行設(shè)計的時候更多關(guān)注的是設(shè)計本身的問題，而極少關(guān)注結(jié)構(gòu)自身的合理性和可行性，這就使得建筑結(jié)構(gòu)在進行建設(shè)的過程當(dāng)中面臨著較多方面的問題，更多的是會引起工程造價的提高，這就與我們進行優(yōu)化設(shè)計本身的目的有所違背。正是因為這樣，我們有必要在進行建設(shè)之前針對于不同的建筑類別來對結(jié)構(gòu)形式進行選擇，為整個工作的開展和進行提供良好的開端。

3.2 將概念設(shè)計和細部結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化

所謂概念設(shè)計實際上也就是指一些沒有具體的數(shù)值來進行量化的指標(biāo)，包括地震的防裂度以及其本身的不確定性等，因此在進行設(shè)計計算的時候難免會和現(xiàn)實產(chǎn)生較大的差別，正是在這樣一種背景下我們才需要在對這樣一種指標(biāo)進行設(shè)計和確定時選擇使用概念設(shè)計的方法，將數(shù)值僅僅只是作為輔助或者是參考的依據(jù)來進行。在這樣一種設(shè)計的過程當(dāng)中更為強調(diào)的就是設(shè)計人員本身的靈活性以及應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的能力，這樣良好的結(jié)合才能夠真正實現(xiàn)效果上的最優(yōu)化。

3.3 優(yōu)化下部的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化進行過程中最開始的一步就是進行方案的選擇，如果是樁基礎(chǔ)的話，就有必要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件來選擇樁基的類型，以此來最大程度的降低造價。在建設(shè)進行的過程當(dāng)中，樁端持力層對于灌注樁樁長的選擇影響也是非常大的，因此需要進行較多的對比和分析以后再來進行核實方案的確定和選擇。

結(jié)語：通過上文中詳盡的分析我們就可以看到，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的技術(shù)方法是能夠切實有效的提高空間、資源等的利用率的，除此之外，還能夠最大程度的實現(xiàn)經(jīng)濟性和實用性的最大化，這樣一種狀況實際上就是我們在進行工程設(shè)計的過程當(dāng)中最希望能夠?qū)崿F(xiàn)的。滿足了建筑產(chǎn)品本身品質(zhì)不斷提高的基本要求，更重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)人們對于生活質(zhì)量以及生活水平的更高要求。最后，實際上也是實現(xiàn)了建筑商不斷尋求新手段吸引顧客的目的，達到降低工程建設(shè)實際造價的目的。

參考文獻

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