李峰　劉睿

摘要：建筑結(jié)構(gòu)設計是建筑工程施工的重要環(huán)節(jié)，保證結(jié)構(gòu)設計的科學性、合理性，就要不斷進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化，以提高建筑的質(zhì)量和安全。本文首先分析了建筑工程結(jié)構(gòu)設計應用優(yōu)化技術(shù)的步驟，并結(jié)合自己的工作實踐多年的建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化策略進行了討論，以提高結(jié)構(gòu)設計方案的科學性和合理性。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設計；優(yōu)4-5；措施

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2016）13-145-02

前言

近年來，在經(jīng)濟發(fā)展的驅(qū)動下，國內(nèi)建筑業(yè)的活力和建筑市場的競爭力逐漸加強。在激烈的市場競爭下，為了滿足業(yè)主的需要，就需要不斷地優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計不僅能保證建筑工程的質(zhì)量和安全，也可以減少資本投資，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

1.建筑結(jié)構(gòu)設計應用優(yōu)化技術(shù)的步驟

1.1建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算方案和優(yōu)化設計模型是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的兩個重要組成部分。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化就是在眾多的變量中選出重要的參數(shù)，針對這些參數(shù)進行函數(shù)模型的建立，從而計算出最優(yōu)解。通常來說，模型的建立總共分為兩個部分：

①選擇較為合理的設計變量，這對模型的構(gòu)建有著至關(guān)重要的作用，同時變量設計也會影響到參數(shù)的選擇，合理的計算變量能夠有效地減少計算編程的工作量：②確定目標函數(shù)，目標函數(shù)的確定要先找出能夠滿足函數(shù)條件的最優(yōu)解，然后對約束條件進行確定，約束條件包括尺寸、強度、彈塑性以及應力等方面。在進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時候，要保證這些約束條件都在規(guī)定的范圍中，滿足設計所需的要求。

1.2設定優(yōu)化設計方案及程序設計

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，很多約束條件和變量參數(shù)都會對優(yōu)化過程產(chǎn)生影響。所以在進行計算的時候應該把所有的約束條件都轉(zhuǎn)化成非約束條件，確保優(yōu)化過程順利完成，同時，要全面地考慮到變量的因素，運用科學合理的計算方法進行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計工作。程序設計就是在設計優(yōu)化計算好方案的基礎(chǔ)上，進行程序的編寫，將程序?qū)胗嬎銠C中，在后期的計算過程中只需要將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)中，通過計算機計算就夠更加直觀的得出結(jié)果。

1.3綜合結(jié)果的分析

結(jié)果分析是一個重要的步驟在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中，計算計算機數(shù)據(jù)必須進行詳細的分析，可以根據(jù)數(shù)據(jù)信息確定優(yōu)化設計的最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，應充分考慮各種障礙因素，最大限度保證建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計工作的完成。在建筑工程設計過程中，需要更多的資源和人力，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最終目標最，并確保施工質(zhì)量的可靠性。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設計時，通常要注意以下問題：（1）在建筑經(jīng)濟技術(shù)之間的平衡，減少兩者之間的矛盾，在高技術(shù)的情況下，不需要花更多的錢。（2）完全理解這項技術(shù)帶來經(jīng)濟效益，意識到由于技術(shù)改進，減少不必要的經(jīng)濟消費，因此，要采用重大技術(shù)應用。

2.優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計的措施

2.1確定科學的計算方法

在結(jié)構(gòu)設計過程中，將使用大量的計算公式、計算程序，如果優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計，可以使用更多的數(shù)據(jù)計算，涉及大量的數(shù)據(jù)和計算方法。數(shù)據(jù)計算的過程中，設計師需要更多關(guān)注不能帶有約束條件，如果有的話，也應該轉(zhuǎn)換成沒有的，從而更能提高數(shù)據(jù)的準確性。數(shù)據(jù)計算過程中應用到大量的計算方法，它們之間都有自己的優(yōu)點和缺點，設計師做出合理的選擇，結(jié)合工程的實際情況優(yōu)化是實用和簡單的方法，有助于推進工程進度節(jié)約資金。

2.2詳細分析結(jié)構(gòu)設計的效果

針對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，應該首先從總體設計的角度出發(fā)，掌握結(jié)構(gòu)設計的整體效果，詳細分析的總體效果是否符合相應的結(jié)構(gòu)設計要求，特別是對一些關(guān)鍵的指標，分析的整體效果是一個至關(guān)重要的方面，比如結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，需要從總體結(jié)構(gòu)，只有保證其整體結(jié)構(gòu)在很大程度上具有良好的穩(wěn)定，符合相應的設計要求，因此，必須根據(jù)結(jié)構(gòu)設計的總體效果進行全面、詳細的分析，了解各方面的性能符合相應的要求，在此過程中，還可以利用優(yōu)化設計思想和理念，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體效果設計、概念結(jié)構(gòu)設計的概念，應用優(yōu)化設計的抗震性能是有非常明顯的效果和應用價值。

2.3重視結(jié)構(gòu)材料的選擇

混凝土結(jié)構(gòu)設計工作，其相應的結(jié)構(gòu)材料選擇是更重要的一個方面，因此，這種結(jié)構(gòu)的材料選擇，相應的優(yōu)化也是非常必要的。一般來說，在當前的建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，常用的材料是鋼、混凝土、磚和其他輔助建筑材料，對于建筑結(jié)構(gòu)的影響更重要的是主體結(jié)構(gòu)材料的選擇，即在建筑結(jié)構(gòu)的組件，采用什么樣的材料建筑，當然，建筑材料的選擇必須結(jié)合特定類型的建筑結(jié)構(gòu)特征及其相應的功能正確選擇。比如一些大型工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)，適合選擇鋼鐵材料構(gòu)建相應的鋼結(jié)構(gòu)，相對于使用磚混凝土結(jié)構(gòu)和材料，鋼結(jié)構(gòu)在這種工業(yè)廠房中是最適用的。

2.4加強基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設計

整個建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，基礎(chǔ)設施必須是一個至關(guān)重要的部分和相應的優(yōu)化過程，還應該的基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計作為核心任務來執(zhí)行。特別的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的基礎(chǔ)上應主要包括以下內(nèi)容：（1）結(jié)合工程施工現(xiàn)場的一些實際地質(zhì)條件和地下水位條件分析的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設計的具體內(nèi)容有很強的適應性和可行性，盡可能改善基礎(chǔ)設施設計結(jié)果的可靠性，避免沖突和當?shù)氐牡刭|(zhì)基礎(chǔ)。（2）類型的基礎(chǔ)設施的全面分析，從而最大程度上提高可靠性的基礎(chǔ)設施的類型，尤其是對的穩(wěn)定性和強度類型用于準確估計，是否能滿足建筑工程項目的基本要求，并確保其應有的價值。（3）結(jié)構(gòu)設計的基礎(chǔ)混凝土施工計劃的審查詳細分析，特別是對于設計方案的可行性進行全面分析，以確保它可以在隨后的施工順利進行。

2.5科學選擇結(jié)構(gòu)形式

建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇也是整個建筑結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵方面，選擇一個合適的建筑結(jié)構(gòu)形式能在很大程度上下最大程度的符合穩(wěn)定性和承載力條件要求，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全。一般來說，在當前的結(jié)構(gòu)設計中，選擇的基本形式和建筑的高度有較密切的關(guān)系，根據(jù)其對應的高度選擇最合適的結(jié)構(gòu)來達到理想的效果。一般常用的建筑結(jié)構(gòu)形式是框架結(jié)構(gòu)形式，使用這個框架結(jié)構(gòu)，有時也需要建立一些軸承剪力墻來促使其更好地分享一些力量，提高其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.6充分考慮設計指標

針對建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化，還應該關(guān)注其相應的設計指標進行綜合評審和比較，以確保建筑結(jié)構(gòu)的最終設計結(jié)果符合設計指標的各個方面，尤其是對于經(jīng)濟指標，還應加強控制和優(yōu)化，避免了建筑結(jié)構(gòu)設計的結(jié)果很大程度上超出了最初的預算值，影響其后續(xù)使用，隨著當前的結(jié)構(gòu)設計的不斷發(fā)展，對于美觀性指標進行相應的優(yōu)化也已經(jīng)成為了極為重要的一個方面。

2.7設計人員要重視細節(jié)的優(yōu)化

高層建筑結(jié)構(gòu)設計不僅要注意協(xié)調(diào)，總體結(jié)構(gòu)設計也應該更多的關(guān)注在設計結(jié)構(gòu)的細節(jié)。例子：為減少必須鋼筋的使用量，可以用冷軋鋼材代替普通鋼筋的使用，基礎(chǔ)設計，不僅可以提高高層建筑的抗震剪切強度的能力，并能降低成本，增加經(jīng)濟效益。同時提高高層建筑的抗震性能結(jié)構(gòu)設計人員的關(guān)注。在設計高層建筑結(jié)構(gòu)設計的高層建筑安全性、實用性，決定于設計人員必須有扎實的專業(yè)知識，其經(jīng)濟、美觀性的需求對設計人員提出了思維創(chuàng)新的方面的要求。

3.結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設計具有綜合性的特點，需要考慮各種因素，如水平荷載、變形等等，這些都是影響建筑工程施工質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵。因此，為了保證建設項目順利實施，提高工程施工的質(zhì)量，要不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計方案，確定最佳施工方案。