【摘 要】隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)建設(shè)的快速發(fā)展，各種新興產(chǎn)業(yè)不斷出現(xiàn)，帶動(dòng)著很多工業(yè)園區(qū)不斷壯大延伸。由于工業(yè)建設(shè)規(guī)模比較大，并且投資多以及占地周期長，因此就需要利用合理的規(guī)劃政策以及科學(xué)的設(shè)計(jì)方法才能夠有效的確保工業(yè)建設(shè)土地資源的有效利用，才能夠確保國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)更好的發(fā)展。本文主要針對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)的探討。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；設(shè)計(jì)

一、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用及要求

（1）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，分為對(duì)分部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法和對(duì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化一般包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；對(duì)上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；對(duì)圍護(hù)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；對(duì)房屋總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)部分進(jìn)行優(yōu)化。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義在于可以最大程度地充分利用資源與空間，高效利用材料與設(shè)備，使結(jié)構(gòu)功能合理、協(xié)調(diào)、安全、可靠。實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的“安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性”的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（2）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工業(yè)建筑施工共同的追求和目的，然而，優(yōu)化設(shè)計(jì)也需要滿足相應(yīng)的要求，以一定的標(biāo)準(zhǔn)為參照，具體來說，需要滿足以下幾個(gè)方面的要求。1）安全性標(biāo)準(zhǔn)。建筑物與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，因此，安全性是建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須考慮的因素。如果只是片面的強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，而忽視建筑結(jié)構(gòu)的安全性，那么所做的一切努力都沒有任何意義。因?yàn)?，如果建筑物沒有滿足安全這一基本要求的話，必然給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的損失。所以，建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須滿足安全性的要求。2）經(jīng)濟(jì)性要求。經(jīng)濟(jì)性是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下對(duì)建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出的新的要求，它主要是指在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)當(dāng)中，盡量節(jié)省成本，優(yōu)化資源配置，合理利用各種材料，以達(dá)到節(jié)省成本，提高建筑項(xiàng)目工程經(jīng)濟(jì)效益的目的。3）功能性要求。建筑物是人們得以生存和發(fā)展的重要環(huán)境，它的目的是滿足人們對(duì)物質(zhì)環(huán)境需求的最大化。隨著人們生活水平的提高，對(duì)于物質(zhì)水平要求，精神水平要求都有了更加具體的內(nèi)容。人們對(duì)于建筑物的功能需求不僅僅局限于傳統(tǒng)的實(shí)用性功能，更多的在于增添使用舒適性、視覺美感、以及滿足人們更高層次的需求。4）環(huán)保性要求。環(huán)保性是人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出的更高的要求，它要求選用環(huán)保材料，通過合理布局來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的理念，降低能源資源消耗，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。

二、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

為了優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性、功能性、環(huán)保性的要求，結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)方方可以采取以下策略。

（一）工業(yè)建筑設(shè)計(jì)方案的選擇

在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的合理選型和布置是相當(dāng)重要的部分。對(duì)于同一種場(chǎng)地地基，有多種基礎(chǔ)形式可以選擇，不同的基礎(chǔ)形式，它的施工難度和工程造價(jià)是不一樣的。因此，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案選擇的時(shí)候，要綜合考慮多方面的因素，合理選擇，以尋求最優(yōu)目標(biāo)。

（1）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以準(zhǔn)確的巖土工程勘察數(shù)據(jù)為依據(jù)。對(duì)于工程場(chǎng)地的地質(zhì)條件、巖石物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力、地下水位、場(chǎng)地土動(dòng)力學(xué)參數(shù)等數(shù)據(jù)，必須進(jìn)行科學(xué)合理的分析。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是建筑方案合理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，通過對(duì)于數(shù)據(jù)的分析，再綜合考慮上部結(jié)構(gòu)的形式，最終才能確定合理的建筑基礎(chǔ)形式和布置。

（2）工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的形式和布置應(yīng)考慮基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用。通常情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)分離開來，各作單獨(dú)的考慮，對(duì)他們分別進(jìn)行力學(xué)分析。而事實(shí)表明，這種方法存在著較大的局限性，計(jì)算所得到的基底應(yīng)力和基礎(chǔ)沉降量與實(shí)際測(cè)量值存在著很大的差別。所以，基礎(chǔ)問題的解決不能只關(guān)注基礎(chǔ)，還應(yīng)該考慮基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該注意到上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力、開裂等不良情況的發(fā)生，將上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)進(jìn)行綜合考慮，從二者的相互聯(lián)系出發(fā)，選擇合理的方案。

（二）工業(yè)建筑應(yīng)重視基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的運(yùn)用，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)取得了快速的發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算精確度得到提高，計(jì)算的可靠性也更高。然而，我們?cè)诔浞职l(fā)揮計(jì)算機(jī)計(jì)算優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，應(yīng)該明確知道，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序是被動(dòng)的計(jì)算過程，在計(jì)算中難免會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，所以還需要注意以下幾個(gè)問題。

（1）提高計(jì)算自主性，避免過分的依賴。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，因此要編制大量的計(jì)算機(jī)程序，用以方便運(yùn)算。無論是公式數(shù)據(jù)輸入時(shí)還是計(jì)算機(jī)進(jìn)行高強(qiáng)度的計(jì)算時(shí)，都十分容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。有時(shí)候，優(yōu)化設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤是工程師過分依賴計(jì)算機(jī)所致，因而，工程師或者設(shè)計(jì)人員需要改變這種情況，提高計(jì)算的自主性，在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行反復(fù)的核對(duì)和審查，避免計(jì)算錯(cuò)誤而影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。尤其是對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的幾何尺寸，荷載數(shù)據(jù)更要加強(qiáng)審核，確保不發(fā)生差錯(cuò)。此外，還要分析數(shù)據(jù)的真實(shí)性，避免盲目利用數(shù)據(jù)。

（2）合理選用計(jì)算結(jié)果。在計(jì)算過程中，有些計(jì)算人員急于求成，不進(jìn)行實(shí)際的審核以及數(shù)據(jù)對(duì)比，計(jì)算出的數(shù)據(jù)就直接進(jìn)行應(yīng)用。但實(shí)際狀況中，并不是所有的計(jì)算結(jié)果都在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中適用。計(jì)算參數(shù)的不同將會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不同，所以，工程師和設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，合理選用計(jì)算結(jié)果。

（3）注意實(shí)際結(jié)構(gòu)和計(jì)算模型差異。計(jì)算程序與現(xiàn)實(shí)有一定的差距，它是以各種假定狀態(tài)和理想狀態(tài)為前提，但是，實(shí)際結(jié)果的承受力不可能達(dá)到理想的狀態(tài)，所做的假設(shè)也與實(shí)際情況可能不相符合，因?yàn)橥庠谝蛩貢?huì)不斷的變化。所以，在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該將模型和實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，盡量使其相符合，如果不相符合，則需要進(jìn)行重新計(jì)算。

（三）工業(yè)建筑工程應(yīng)提高材料的利用率

優(yōu)化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，在保證安全和經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，必須提高建筑材料的利用效率。例如，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，當(dāng)柱子以受壓為主的時(shí)候，就需要根據(jù)材料的抗壓性進(jìn)行選擇，要高標(biāo)號(hào)混凝土為主，減小構(gòu)件的截面，增加使用空間。由于梁板是以受彎為主，要選用高強(qiáng)度的鋼筋，以減少鋼筋的用量。此外，鋼筋和混凝土的強(qiáng)度還要相匹配，這樣能夠最大限度的發(fā)揮材料的性能?？傊匾暡牧系那‘?dāng)選擇，提高材料的利用率，降低造價(jià)，以收到最好的效益。

（四）工業(yè)建筑應(yīng)對(duì)《規(guī)范》做到正確理解和應(yīng)用

《規(guī)范》是優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和指南，在實(shí)際工作中必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)定。一方面，對(duì)《規(guī)范》中的相關(guān)條文要進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，深刻領(lǐng)會(huì)其中的內(nèi)涵，并將此作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，根據(jù)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象、設(shè)計(jì)環(huán)境、構(gòu)件特點(diǎn)等，并根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。另一方面，要高度重視《規(guī)范》中的構(gòu)造措施。在實(shí)踐中，一些工程師過分強(qiáng)調(diào)計(jì)算結(jié)果，卻忽視設(shè)計(jì)環(huán)境，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性受到損害。但這樣很有可能對(duì)建筑質(zhì)量帶來負(fù)面影響，因此，具體的設(shè)計(jì)在遵循設(shè)計(jì)原則和計(jì)算方法的同時(shí)，還必須考慮構(gòu)造措施。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

（1）因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響工業(yè)的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，工業(yè)師進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是工業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得工業(yè)的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來，那么我們就能針對(duì)不同的工業(yè)類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開端。

（2）概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。與宏觀把握相對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過程同時(shí)要注意對(duì)于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，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。

（3）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)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。

結(jié)語

隨著當(dāng)前工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人們生活水平的日益提高，人們對(duì)于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的要求也在不斷提高，其結(jié)構(gòu)體系也在慢慢趨于多樣化?，F(xiàn)代的建筑不僅僅在其外形上越來越復(fù)雜，而且對(duì)其要求也越來越高，在布置方面也變得復(fù)雜繁瑣。因此工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求也不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]康曉華.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展[J].科技視界，2013，04：57+106.

[2]黃春華.當(dāng)代工業(yè)建筑設(shè)計(jì)新趨勢(shì)探討[D].天津大學(xué)，2006.

[3]馮超.對(duì)我國現(xiàn)代工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的探討[J].黑龍江科技信息，2012，03：218.

[4]郎世杰.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題及應(yīng)對(duì)措施[J].民營科技.2014（10）