龍遠(yuǎn)盈 喬瑩

摘 要：由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，此時(shí)群眾的生活水平不斷的提升，而且因?yàn)閮r(jià)格的不穩(wěn)定性，使得建筑的費(fèi)用不斷的增加。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的措施開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，就成為了目前確保資源得以有序使用的一個(gè)關(guān)鍵的方法。文章重點(diǎn)的分析了了這項(xiàng)設(shè)計(jì)科技和它的具體應(yīng)用等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施的簡(jiǎn)介

任何優(yōu)秀的建筑，都是其外形美和內(nèi)在優(yōu)秀設(shè)計(jì)的完美配合。在開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，非常關(guān)注它的實(shí)用性，以及穩(wěn)定性，而且要確保其外形優(yōu)美，方便建設(shè)，節(jié)省資金。但是優(yōu)化設(shè)計(jì)措施無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些規(guī)定，不能夠確保其具有外在美，不能確保其穩(wěn)定性合理，無(wú)法使其成為真正的經(jīng)適房。從建筑上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)量方面。

房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包括選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，在具體落實(shí)的時(shí)候，還要切實(shí)的憑借實(shí)事求是的思想來(lái)分析，要分析項(xiàng)目的具體狀態(tài)，結(jié)合項(xiàng)目的綜合利潤(rùn)目的來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。在開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)活動(dòng)的時(shí)候，要在確保合乎設(shè)計(jì)思想的前提下，最好是確保布局規(guī)整，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，此時(shí)橫向力就不會(huì)導(dǎo)致建筑產(chǎn)生非常高的扭轉(zhuǎn)性了。對(duì)于豎向不應(yīng)使用轉(zhuǎn)換層，此舉能夠降低應(yīng)力聚集現(xiàn)象的出現(xiàn)幾率。

（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

所謂的優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體的說(shuō)是在多種影響要素中，合理的選取關(guān)鍵的要素，而且設(shè)置模型，使用優(yōu)秀的措施獲取最佳的意義。其具體的程序有以下的幾點(diǎn)。第一，認(rèn)真的選取其變量?jī)?nèi)容。通常的設(shè)計(jì)變量選擇對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對(duì)變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過(guò)這種方法可減少很多計(jì)算編程的工作量。第二、目標(biāo)函數(shù)的確定。使用函數(shù)找出滿(mǎn)足既定條件的最優(yōu)解。最后，約束條件的確定。房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從正常時(shí)的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。設(shè)計(jì)中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

（2）結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，屬于一個(gè)非線(xiàn)性的優(yōu)化問(wèn)題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束條件來(lái)計(jì)算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。

2 關(guān)于技術(shù)的具體運(yùn)用

將該項(xiàng)措施用到具體活動(dòng)中，是當(dāng)今時(shí)期非常廣泛的研究?jī)?nèi)容，使用這種措施，在不影響它使用特點(diǎn)的背景中，發(fā)揮出減少項(xiàng)目成本的意義。它用到項(xiàng)目的總設(shè)計(jì)以及之前的分析和舊樓改造等等的區(qū)域之中，具有非常顯著的意義。當(dāng)按照此類(lèi)措施和模型開(kāi)展工作的時(shí)候，要切實(shí)的關(guān)注如下的內(nèi)容。

2.1 在優(yōu)化設(shè)計(jì)之前的時(shí)候，要確保前期參加

由于之前的規(guī)劃的明確會(huì)對(duì)項(xiàng)目的總的資金產(chǎn)生一定的影響，目前的常見(jiàn)問(wèn)題是之前的規(guī)劃時(shí)期的設(shè)計(jì)不參加，在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，忽略結(jié)構(gòu)是否合理的內(nèi)容，忽略它的可行性等內(nèi)容，不過(guò)其結(jié)果會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的干擾。一些規(guī)劃會(huì)使得設(shè)計(jì)變得非常的難以進(jìn)行，而且導(dǎo)致它的成本變多。假如在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，就將其參與到其中，此時(shí)就可以結(jié)合各個(gè)種類(lèi)，選取優(yōu)秀的形式，積極的進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，得到一個(gè)有序的開(kāi)始。

2.2 概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，由于它不明確，所以其公式肯定和具體情況之間有很大的差別，在開(kāi)展設(shè)計(jì)的時(shí)候，就應(yīng)該使用概念措施，將數(shù)據(jù)當(dāng)成是參考信息。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，工作者應(yīng)該合理的使用合理的優(yōu)化措施，獲取最好的意義。

和大層次的把握對(duì)應(yīng)的是，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要關(guān)注細(xì)節(jié)的內(nèi)容，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。要合理的選取鋼筋，I級(jí)鋼和冷軋帶肋鋼市場(chǎng)價(jià)格差不多，不過(guò)其極限的抗拉性有很大的差距，因此在合乎塑性規(guī)定的前提下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，外立面上的懸挑板及配筋，合乎基礎(chǔ)的規(guī)定就可以，進(jìn)而可以確保其不僅穩(wěn)定而且可以節(jié)約資金。

2.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類(lèi)型，最好是節(jié)省資金。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大，要認(rèn)真的比對(duì)來(lái)獲取最佳的設(shè)計(jì)。

3 其具有的現(xiàn)實(shí)特征

3.1 能夠減少費(fèi)用

在開(kāi)展該項(xiàng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，拿多層和高層的比對(duì)來(lái)看，當(dāng)層數(shù)非常高的時(shí)候，總的規(guī)模就變大了，而單位建筑的土地規(guī)模就會(huì)變小，節(jié)省了土地，不過(guò)建筑卻擁有了很多的層數(shù)，它的總高度也就增加了，樓和樓的間距就要擴(kuò)張，這時(shí)占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了。除此之外，像是屋蓋，任何的建筑中其都是單獨(dú)的，不會(huì)由于層變多了它發(fā)生變化，其費(fèi)用的減少非常的顯著。對(duì)于基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，不是說(shuō)所有的層都用的，不過(guò)由于層多了，此時(shí)附加給它的力就會(huì)變多，要想擴(kuò)大地基，此時(shí)單位規(guī)模的成本就會(huì)下降，不過(guò)不想屋蓋一樣的顯著罷了。

3.2 能夠提升經(jīng)濟(jì)性

層數(shù)變多，因?yàn)閴w和柱體的規(guī)模都增大了。此時(shí)構(gòu)造的自重就會(huì)變大了，柱和基礎(chǔ)等的受力也就變大了，此時(shí)電氣等的線(xiàn)路就增加了。相對(duì)的，如果層高減少了，能夠節(jié)約物料，對(duì)于抗震來(lái)講，益處非常多，而且其總的高度變矮，相鄰建筑的光照間距就變窄，此時(shí)就節(jié)省了土地。當(dāng)建筑的規(guī)模是一樣的，他使用不一樣的形狀的話(huà)，其外墻的長(zhǎng)度也就不一樣了，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長(zhǎng)系數(shù)就越小，基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外表面裝修都隨之減少，同時(shí)其受力性能也得到提高，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。

和以往的設(shè)計(jì)比對(duì)來(lái)看，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法可以使建筑工程造價(jià)降低6%-34%。優(yōu)化方法的技術(shù)性實(shí)現(xiàn)，可以最合理的利用材料性能，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，不但能夠確保建筑非常的美觀(guān)，而且有實(shí)用性，同時(shí)還能夠節(jié)省資金，確保其合乎工程設(shè)計(jì)對(duì)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀(guān)和便于施工的一般要求。通過(guò)使用優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，達(dá)到這5個(gè)方面的最佳結(jié)合，符合現(xiàn)今建筑商對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的效益的需求，也符合市場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的需求。

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