劉國江 魏海濤

摘要：土建結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法是順應(yīng)建筑行業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，也是市場經(jīng)濟條件下對資源配置提出的新要求，其為土建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了重要的參考。通過將結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用于土建工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可以保證整體建筑結(jié)構(gòu)的科學合理，保證建筑功能的完整有效，進而確保建筑的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：土建工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)

將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的過程中，能夠滿足人們對房屋建筑的質(zhì)量要求，提高房屋建筑的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，在今后的房屋建筑中有必要進一步深化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，只有這樣，才能更好的滿足人們對房屋建筑提出的要求，進而促進房屋建筑工程的持久發(fā)展。

一、土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計優(yōu)化技術(shù)概述

在對土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計進行優(yōu)化處理的時候，主要就是對其整體的優(yōu)化和分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理。其中整體優(yōu)化主要是指對土建結(jié)構(gòu)工程的屋蓋系統(tǒng)、細部構(gòu)造以及圍護結(jié)構(gòu)等各方面的設(shè)計方案進行不斷地優(yōu)化。在此過程中尤其應(yīng)該對其相關(guān)結(jié)構(gòu)的布置、選型、造價以及受力情況引起足夠的重視。同時還應(yīng)該和房屋的建筑美感還有經(jīng)濟適用性進行充分的結(jié)合。

二、優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容

建筑設(shè)計，是指結(jié)合房屋建筑的具體要求，秉著現(xiàn)代化設(shè)計理念和方法，對建筑工程的結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件尺寸、室內(nèi)布局等進行清晰的定位。一般情況下，房屋建筑工程都是以鋼筋混凝土的住宅結(jié)構(gòu)為主，對這種土建結(jié)構(gòu)工程進行優(yōu)化設(shè)計，要從兩方面來考慮，即整體建筑布局和各種構(gòu)件設(shè)計，因為影響整體建筑布局的因素有很多，如建筑物的外觀結(jié)構(gòu)、柱網(wǎng)尺寸、樓層高度以及抗側(cè)力構(gòu)件位置等，具體構(gòu)件因素也是十分多元，常見的有：結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)件截面、混凝土及鋼筋材料等級強度等。

三、我國房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀

（一）忽視成本預(yù)算

由于設(shè)計周期較短，設(shè)計任務(wù)較為繁雜，設(shè)計人員就會將精力集中在設(shè)計圖紙和方案的編制上，相對對于工程施工成本的預(yù)算卻是極為忽視。設(shè)計人員即使會考慮工程成本問題，但由于所采用的設(shè)計方案與成本控制要求嚴重不符，所以使得最終的控制效果也是差強人意。

（二）忽視建筑舒適度

設(shè)計人員只考慮房屋建筑的美觀性，對于建筑舒適度的設(shè)計卻是極少重視，不僅降低了房屋建筑的應(yīng)用性能，而且對整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性也會造成一定的影響。施工人員由于工作素質(zhì)偏低，其在實施操作階段，很難按照相應(yīng)的規(guī)范要求進行施工。既降低了施工質(zhì)量，使土建結(jié)構(gòu)工程的抗震性和施工強度減少.又影響了建筑結(jié)構(gòu)部件的負荷承載能力，使其整體工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計標準，很難與規(guī)范要求相一致。

（三）忽視建筑安全系數(shù)

建筑結(jié)構(gòu)部件安全系數(shù)的設(shè)計尤為重要，一般情況下，不同建筑構(gòu)件，所設(shè)定的安全系數(shù)也是不盡相同。但是在實際設(shè)計中，設(shè)計人員會采用相同的安全系數(shù)對建筑構(gòu)件進行設(shè)計，使得最終的設(shè)計效果十分不理想，整體土建結(jié)構(gòu)工程的安全系數(shù)也是大大降低。

四、土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

（一）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

1.選擇參數(shù)變量。在實際的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作當中，設(shè)計人員為盡量保證設(shè)計思想的正確性，會通過多種手段去盡可能獲取更多的與工程相關(guān)的參數(shù)，并且將這部分參數(shù)視作為變量。比如，在建筑工程當中，常被當作變量的參數(shù)有房屋價格參數(shù)、預(yù)期出現(xiàn)的損失參數(shù)等等，在進行設(shè)計優(yōu)化的過程中，設(shè)計人員則需要對所收集的參數(shù)進行分析，預(yù)判其變化可能對工程造成的影響，以及由于復(fù)雜程度帶給工程進度的影響。基于此種情況，在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化分析階段，倘若設(shè)計人員將變幅偏小的參數(shù)或者印象因素偏少的參數(shù)選為設(shè)計指標，則會大大降低設(shè)計、編程的工作難度，進而更為快速地找準目標點，開展設(shè)計工作。

2.確定函數(shù)。在具體的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計優(yōu)化工作當中，設(shè)計人員一般會從眾多相似函數(shù)當中去確定目標函數(shù)。比如在進行鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，設(shè)計人員針對房屋橫截面規(guī)格與鋼筋規(guī)格進行最優(yōu)化的函數(shù)選擇，并且對所確定函數(shù)的性質(zhì)進行深入細致地分析，進而從施工成本方面予以考慮整個鋼結(jié)構(gòu)項目的具體設(shè)計。

3.條件衡量。一般來講，在實際的土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作中，為保證優(yōu)化后的房屋建筑具有更加的耐久性與穩(wěn)定性，則需要在設(shè)計過程中針對房屋規(guī)格、結(jié)構(gòu)剛性、構(gòu)架穩(wěn)定性等不同因素可能對房屋造成的影響進行具體的分析與充分考慮，同時結(jié)合不同的設(shè)計要求對整體的施工條件予以精準衡量。此外，還應(yīng)針對施工當中的約束性條件進行全面分析，保證在設(shè)計環(huán)節(jié)中的所有指標都與房屋建筑的質(zhì)量控制要求相符合，進而達到設(shè)計優(yōu)化的目標。

（二）強化房屋建筑防震安全結(jié)構(gòu)設(shè)計

在房屋建筑的具體使用中，會不可避免地遇到許多不可抗外力，尤其是毫無規(guī)律可循的地震，所以在進行土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計工作時，一定要綜合考量地震荷載效果，保證房屋建筑的安全性與整體質(zhì)量。通過對這一點進行重點分析研究，在設(shè)計中采取科學合理的措施去提升房屋建筑的抗震能力?，F(xiàn)如今，關(guān)于如何強化房屋建筑的防震安全結(jié)構(gòu)設(shè)計，已經(jīng)有很多成熟的技術(shù)方案，比如將房屋建筑設(shè)計成結(jié)構(gòu)對稱，促使其荷載承受力處在平衡狀態(tài)，使得建筑物的延性增大，其結(jié)構(gòu)的風險截面也會變少；或是選擇延性建筑結(jié)構(gòu)，采取多道設(shè)防，利用非必須構(gòu)件對重要構(gòu)件予以保護，進而強化房屋建筑的抗震性能。

（三）概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，應(yīng)該有機結(jié)合計算機與人工在設(shè)計方面的優(yōu)勢，而并不是完全的依賴于計算機軟件去完成所有的設(shè)計，只有這樣才能夠在土建結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中充分發(fā)揮概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的最大實效。此外，在選擇施工建筑材料的過程中，為了能夠?qū)Ω鞣N材料的優(yōu)勢與劣勢進行綜合考慮，仍舊需要采取人工選擇的方式進行最優(yōu)化選擇。針對結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)方面，相關(guān)人員要結(jié)合項目設(shè)計標準予以優(yōu)化利用，同樣不可完全依賴于計算機軟件的分析，雖然計算機軟件能夠快速地對各類數(shù)據(jù)進行計算設(shè)計，但無法基于房屋建筑項目的實際需求設(shè)計出具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，所以在應(yīng)用過程中需保持合理性，與項目實情相聯(lián)系。

五、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對房屋質(zhì)量的要求也越來越高。優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的有效應(yīng)用也逐漸備受關(guān)注，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須重視優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用。

參考文獻：

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