金澤旻

摘? ? 要：如今建筑工程數(shù)量及規(guī)模不斷擴張，同時社會對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求也隨之提高?；诖?，本文主要論述了優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心內(nèi)涵、基本原則與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并圍繞各類改進策略的實踐應(yīng)用展開系統(tǒng)探究。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;改進策略;實踐應(yīng)用

1? 引言

隨著物質(zhì)文化生活水平的提高，人們對房屋建筑的外觀、性能與質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求也隨之提高。為此，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)充分考慮居住者對房屋建筑的多元需求，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證工程設(shè)計的科學(xué)合理性。

2? 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心內(nèi)涵

完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心內(nèi)涵是，依托先進的設(shè)計理念，通過調(diào)整設(shè)計模式與手段，進一步完善房屋建筑設(shè)計方案，強化最終設(shè)計效果。完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容包括如下兩方面：整體優(yōu)化與內(nèi)部構(gòu)造優(yōu)化。一個完整的建筑工程涉及諸多內(nèi)容，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體優(yōu)化，直接決定了最終設(shè)計效果。

優(yōu)化整體設(shè)計不單純集中于優(yōu)化建筑物自身特性，還要保證建筑物與周圍環(huán)境的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性，兼顧建筑工程項目的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，實現(xiàn)人與自然和諧共生。

建筑設(shè)計師在房屋建筑方案設(shè)計過程中，應(yīng)秉承精益求精的基本原則，一方面立足于長期發(fā)展角度，采取創(chuàng)新手段，保證設(shè)計作品符合現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)要求;另一方面，更要確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的完整性與穩(wěn)定性，維護公眾生命財產(chǎn)安全。

3? 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

3.1? 功能性

針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，功能性的發(fā)揮至關(guān)重要。功能性是指建筑結(jié)構(gòu)的基本性能特征，以及投入使用后產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、社會效益與生態(tài)效益。某些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在功能性發(fā)揮方面，可提升整體結(jié)構(gòu)的綜合利用率。例如，銀行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性，讓安全通道發(fā)揮實際性能。再者，要充分考慮功能空間的承載力，滿足多元化需求。

3.2? 安全性

結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性是針對所有內(nèi)部環(huán)節(jié)來說的，任何構(gòu)件的設(shè)計都需要考慮施工環(huán)節(jié)的可執(zhí)行性與可操作性，與施工作業(yè)有機整合。若結(jié)構(gòu)設(shè)計無法應(yīng)用于實踐，那么再優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計也不存在任何實際意義，并會造成大量的資源浪費與資金損耗。

3.3? 節(jié)能環(huán)保

目前人們逐步加大了對建筑環(huán)保材料的重視度。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，高效應(yīng)用節(jié)能環(huán)保材料，可以在保證工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)生態(tài)效益最大化。眾所周知，建筑行業(yè)具有高能耗、重污染的基本特征，全面提倡應(yīng)用節(jié)能環(huán)保建材，可增大材料綜合利用率，節(jié)約成本，從而減少生態(tài)環(huán)境污染，維系生態(tài)系統(tǒng)平衡。

4? 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容

4.1? 創(chuàng)建立體空間結(jié)構(gòu)模型

改進建筑結(jié)構(gòu)計算方案與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型是完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是指在諸多復(fù)雜變量中，選取有利用價值的參數(shù)信息，以此為基準(zhǔn)，構(gòu)建立體空間函數(shù)模型，進而計算最優(yōu)解。通常情況下，構(gòu)建立體模型主要包括如下兩部分內(nèi)容：①選擇合理的設(shè)計變量，此環(huán)節(jié)至關(guān)重要。從某種角度來說，變量設(shè)計也會影響參數(shù)選擇。而優(yōu)化變量設(shè)計，有助于簡化計算流程，提高工作效率;②確定目標(biāo)函數(shù)。選擇滿足函數(shù)條件的最優(yōu)解是確定目標(biāo)函數(shù)的先決條件。在此基礎(chǔ)上，選定約束條件。約束條件主要包括尺寸、強度及結(jié)構(gòu)應(yīng)力等。在完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，要將這些約束條件控制在合理范圍內(nèi)，最大限度的滿足設(shè)計要求。

4.2? 選定合理的設(shè)計計算方案

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化時，各類約束條件及變量參數(shù)會在不同程度上影響優(yōu)化流程。為此，在實際計算時，需要將約束條件轉(zhuǎn)化為非約束條件，確保整個優(yōu)化流程的有序運轉(zhuǎn)。同時，綜合考慮變量因素，采取科學(xué)合理的計算方法，落實建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作。

4.3? 優(yōu)化調(diào)整設(shè)計程序

程序設(shè)計是指在調(diào)整優(yōu)化計算方案的基礎(chǔ)上，編寫程序，并程序?qū)胗嬎銠C系統(tǒng)，在后續(xù)計算過程中，將相關(guān)數(shù)據(jù)鍵入專業(yè)系統(tǒng)，依托計算機的基本功能，獲取完整化、直觀化且精確化的結(jié)果。

4.4? 全面分析計算結(jié)果

結(jié)果分析是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。具體來說，只有全面且詳盡的分析計算機結(jié)算數(shù)據(jù)，才能以實際數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，選定優(yōu)化設(shè)計的最佳方案。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中，要綜合考量各方面阻礙因素，促進建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作的有序運轉(zhuǎn)。我們都知道，建筑工程項目設(shè)計與施工需要消耗大量的人力、物力與資金，而結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的就是節(jié)約成本，保證建筑質(zhì)量。為此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)著重注意如下幾方面問題：①選定經(jīng)濟與技術(shù)的平衡點，降低二者的矛盾，爭取以最低的成本作為條件，利用最先進的技術(shù);②客觀認(rèn)知技術(shù)所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益，及以技術(shù)改造所節(jié)省的經(jīng)濟成本?？偠灾?，創(chuàng)新改進技術(shù)手段勢在必行。

5? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的實踐應(yīng)用

5.1? 整體優(yōu)化與局部優(yōu)化

從整體性特征層面來看，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括設(shè)計體系、結(jié)構(gòu)體系與安裝體系等環(huán)節(jié)，且各個體系又包含若干個分支體系。在房屋建筑設(shè)計過程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)優(yōu)化各個分支體系，確保各個結(jié)構(gòu)橫向關(guān)聯(lián)的合理性，保證內(nèi)部環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性。從復(fù)雜性特征層面來看，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要由原料選擇、零構(gòu)件選擇及結(jié)構(gòu)類型選擇等主體內(nèi)容構(gòu)成。要強化建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計效果，就需立足于整體性角度，協(xié)調(diào)處理整體與局部的內(nèi)在聯(lián)系。

5.2? 建筑結(jié)構(gòu)分段優(yōu)化

任何工程項目在設(shè)計周期內(nèi)，各個環(huán)節(jié)都有多種可供選擇的設(shè)計方案，而這也需要逐步完善各個設(shè)計環(huán)節(jié)。對此，設(shè)計人員需結(jié)合各階段的基本特征，選擇合理的優(yōu)化方法，從而延長整體工程壽命，保證綜合效益最大化。

5.3? 建筑結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。一般情況下，要想完善剪力墻結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)，首要前提是合理布設(shè)剪力墻，讓對稱樓層的平面剛度中心點與樓層的結(jié)構(gòu)重心相重合，以此削弱風(fēng)力、地震波與振動效應(yīng)的負(fù)面影響。在綜合條件允許的情況下，需要盡可能的應(yīng)用大開間的剪力墻構(gòu)造，增加剪力墻的墻肢長，這樣一方面，可減少墻肢體的配置數(shù)量，另一方面，控制混凝土使用量。需要格外注意的是，若房屋建筑所處區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件較差，并且建筑工程對抗震性能有較高的標(biāo)準(zhǔn)要求，則需避免采用大開間的剪力墻構(gòu)造，以此加強地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性，提升抗震安全等級。

5.4? 建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性優(yōu)化

除此之外，在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中，還應(yīng)保證建筑結(jié)構(gòu)與整體平面的協(xié)調(diào)配合，加強外觀構(gòu)造的美觀性與內(nèi)部結(jié)構(gòu)配置的合理性。在布設(shè)建筑柱體與墻體時，需讓其與房屋建筑平面功能需求相一致，實現(xiàn)所有房間進深、開間的統(tǒng)一性。再者，盡量增強建筑結(jié)構(gòu)體系的簡潔性，防止柱體與墻體出現(xiàn)移位現(xiàn)象，且層樓高度與截面積保持一致。在電梯與樓梯設(shè)計過程中，針對應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角區(qū)，應(yīng)優(yōu)選強度等級高的承重構(gòu)件，從而降低自體重量。若非承重構(gòu)件，則需要盡量選擇體量輕便的建材，以免增加結(jié)構(gòu)的承載負(fù)荷壓力。

6? 結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是房屋建筑工程項目設(shè)計體系的重要組成內(nèi)容。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性直接決定了整體工程建設(shè)質(zhì)量，以及建筑結(jié)構(gòu)性能的發(fā)揮。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要提升設(shè)計水平，不斷完善建筑結(jié)構(gòu)，從而滿足住戶的多元化需求，為經(jīng)濟發(fā)展與現(xiàn)代化城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

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