王海誼

(大連廣播電視大學(xué))

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，我國建筑行業(yè)也在不斷地發(fā)展中，同時建筑行業(yè)中各個企業(yè)之間的競爭變得越來越激烈，因此對于建筑工程企業(yè)來說，對建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化成為一項非常重要的工作，這樣不僅能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，還可以使企業(yè)在激烈的競爭中處于優(yōu)勢地位。

1 對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化的重要作用

1.1 有利于為建筑施工企業(yè)節(jié)省施工成本

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市人口數(shù)量在不斷地上升，各大城市中的土地利用率急劇上升，高層建筑的數(shù)量在不斷地提高。與其他建筑相比，高層建筑在縱方向上占據(jù)了較大空間，但是占用的土地面積較小。但是，樓層的高度和節(jié)約的成本數(shù)量并不成負(fù)相關(guān)。實際上，建筑在設(shè)計過程中真正需要考慮的數(shù)據(jù)是建筑的總占地面積和建筑施工企業(yè)的總成本之間的比值。通過對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化，可以在很大程度上為建筑施工企業(yè)節(jié)約成本，增加施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.2 提高建筑結(jié)構(gòu)性能，增加建筑整體的經(jīng)濟效益

設(shè)計師在進行建筑設(shè)計的過程中，如果要增加樓層的層數(shù)，那么與其相對應(yīng)地就要增加建筑工程內(nèi)部橫梁和柱子的整體承重能力，在這個過程中，建筑墻體的面積以及梁柱的體積都會相應(yīng)地在一定程度上有所增加。那么經(jīng)過各個建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及體積的變化，整個建筑物的質(zhì)量自然就會有所增加。如果能夠?qū)ㄖこ痰脑O(shè)計進行優(yōu)化，那么就不僅可以提高建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受力性能，還可以在一定程度上提高建筑工程施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2 進行建筑工程設(shè)計優(yōu)化的步驟

2.1 對目標(biāo)函數(shù)進行科學(xué)合理的選擇

進行建筑優(yōu)化設(shè)計的工作人員在設(shè)計建筑之前，應(yīng)該對建筑工程中各個結(jié)構(gòu)的各項數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)的計算，然后再對施工材料的種類和數(shù)量作統(tǒng)一地規(guī)劃，使得各項數(shù)據(jù)達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，最后再根據(jù)計算得出的建筑工程的工程總造價來選擇最適合建筑施工的優(yōu)化設(shè)計，再確保建筑施工質(zhì)量的同時要將施工成本降到最低，盡可能地提高建筑企業(yè)的收益。以上過程就是建筑工程設(shè)計流程中目標(biāo)函數(shù)的選擇，這是建筑工程設(shè)計過程中一項非常重要的工作。

2.2 優(yōu)化設(shè)計過程中要對變量進行正確精準(zhǔn)的選擇

對相關(guān)的變量進行正確精準(zhǔn)的選擇是設(shè)計師在進行建筑工程優(yōu)化設(shè)計的過程中較為重要的環(huán)節(jié)之一。設(shè)計師在完成了對目標(biāo)函數(shù)的選擇之后，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)所具有的特點以及實際情況來對變量進行選擇。從專業(yè)的角度來講，變量的選擇就是設(shè)計師要對所有對建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計有所影響的因素進行全面地了解和詳細(xì)地分析，然后在這些因素中，選擇出對建筑設(shè)計影響最大的一個變量，然后再對這個變量進行精準(zhǔn)地計算和分析，并按照相關(guān)規(guī)定對其進行嚴(yán)格地控制，這樣就能在一定程度上實現(xiàn)建筑工程設(shè)計的優(yōu)化。

2.3 優(yōu)化設(shè)計過程中要對約束條件進行科學(xué)合理的選擇

設(shè)計師在進行設(shè)計時，對所設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的可靠度在一定程度上進行創(chuàng)新，并盡可能地將其優(yōu)化，在這個過程中，設(shè)計師就可以較為精準(zhǔn)地判斷出所設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)中的定量以及起約束作用的條件，這樣設(shè)計師就可以將約束條件設(shè)置在國家對建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之類，這樣就能在最大程度上使建筑工程的設(shè)計得到優(yōu)化，同時還能使建筑工程的施工質(zhì)量得到一定的保證。

3 建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體方案

3.1 對建筑工程中的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化

建筑工程的整個施工過程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工時間可以占到全部施工時間的四分之一，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的工程造價占到了建筑工程全部工程造價的百分之十到百分之二十，從相關(guān)的數(shù)據(jù)就可以看出基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工在整個建筑設(shè)計和施工中的重要地位，因此，設(shè)計師在進行設(shè)計的過程中要盡可能做到對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案進行優(yōu)化。除此以外，建筑工程施工地點的地質(zhì)條件與建筑工程中基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計方案有著十分密切的聯(lián)系，所以設(shè)計師在對基礎(chǔ)設(shè)施進行設(shè)計之前，要對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)進行仔細(xì)且全面地了解，并且要以這些數(shù)據(jù)為基本的依據(jù)，選擇最為科學(xué)合理且最適合建筑工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后再結(jié)合實際情況對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的截面進行嚴(yán)格地把握和控制。這樣就能在最大程度上實現(xiàn)建筑工程中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，并且能夠有效地降低工程總造價，為建筑施工企業(yè)節(jié)省資金成本。

3.2 對建筑工程中柱子的截面以及柱網(wǎng)的位置布局進行優(yōu)化

一般情況下，一個建筑物內(nèi)部柱網(wǎng)的位置布局，是決定各個柱子之間距離的主要因素，柱網(wǎng)的尺寸往往是在6米到12米之間。如果柱子之間的距離比通常情況下的距離小，那么就會導(dǎo)致傳力線路變短，雖然這樣的情況之下可以在一定程度上減小建筑物上面部分施工材料的數(shù)量，但是卻會導(dǎo)致建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的工程造價提高，因此，建筑物內(nèi)部柱網(wǎng)位置的布局可以影響到整個建筑物的施工以及工程總造價。除此之外，建筑物內(nèi)部柱子的大小或者體積也會在很大程度上影響整個建筑工程的工程總造價，因此設(shè)計師在進行建筑工程優(yōu)化設(shè)計的過程中要對柱子的截面設(shè)計以及柱網(wǎng)的布局設(shè)計進行盡可能地優(yōu)化。

3.3 對建筑工程中的梁進行優(yōu)化設(shè)計

一般情況下，設(shè)計師在對建筑物結(jié)構(gòu)中的梁進行設(shè)計的過程中，往往會采用矩形的截面來形成受彎梁，但是需要注意的是，這種設(shè)計方案會在很大程度上降低建筑工程中施工材料的利用率。設(shè)計師設(shè)計梁的結(jié)構(gòu)時如果要提高施工材料的利用率，那么建議可以用平面架來代替以往的受彎梁，這樣就可以去除梁中多余的施工材料，這樣不但可以為梁減輕負(fù)重壓力，還可以提高施工材料的利用率，減少資金的花費。因此，對建筑工程中的梁進行優(yōu)化設(shè)計可以有效地提高建筑工程施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4 小結(jié)

對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化的重要作用:有利于為建筑施工企業(yè)節(jié)省施工成本以及提高建筑結(jié)構(gòu)性能，增加建筑整體的經(jīng)濟效益。進行建筑工程設(shè)計優(yōu)化的步驟分別有:對目標(biāo)函數(shù)進行科學(xué)合理地選擇;要對變量進行正確精準(zhǔn)的選擇;對約束條件進行選擇等。進行建筑工程優(yōu)化設(shè)計的具體方案有:對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、柱子以及梁進行優(yōu)化設(shè)計。

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