趙銀龍

山東舜誠建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東濰坊 261000

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在開展房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程中，設(shè)計(jì)單位不但要對建筑的實(shí)用性及安全性進(jìn)行考慮，同時(shí)也要全面提升建筑的美觀性和經(jīng)濟(jì)性。所以在對房屋建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需對建筑的安全、實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行保證，同時(shí)還要對施工的便利性進(jìn)行考慮。因此，對于工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，只有這樣，建筑的各項(xiàng)功能才能得到統(tǒng)一，進(jìn)而可以促進(jìn)我國建筑事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展?；诖?，本文圍繞工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

1 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)

國內(nèi)北方區(qū)域的農(nóng)村建筑規(guī)劃性不強(qiáng)，政府部門沒有對農(nóng)村建筑物作出合理的布局，還有一些農(nóng)村建筑布局隨意，片面追求城市化建設(shè)特色，但是缺乏了地域的建筑文化，不能夠科學(xué)利用土地資源。我國北方的農(nóng)村建筑，主要問題就是缺乏合理的建筑空間內(nèi)部布局，沒有使用節(jié)能技術(shù)，未能夠處理以上問題，優(yōu)化北方的工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較關(guān)鍵。設(shè)計(jì)師要進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是要考慮的重點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)師要重點(diǎn)考慮建筑物內(nèi)部的安全性，保證房屋的安全達(dá)到相應(yīng)的指標(biāo)，來對現(xiàn)有工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)升級，同時(shí)還需要在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)優(yōu)化之前做好充足的準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)比較重要是要重點(diǎn)了解建筑物周圍的環(huán)境要素，從而編制相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，并著重處理建筑物的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，對建筑物內(nèi)部空間深化分析。工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含了主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)維護(hù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多項(xiàng)內(nèi)容，不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面，應(yīng)重點(diǎn)考慮不同因素，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)前期，設(shè)計(jì)師了解各類型建筑方案來優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低項(xiàng)目建設(shè)難度，還要逐步優(yōu)化建設(shè)的流程。

2 在工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的流程分析

2.1 對優(yōu)化模型進(jìn)行合理建立

在開展工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的過程中，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型及計(jì)算方案是極為重要的。所謂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，即是從眾多變量中選擇較為關(guān)鍵的參數(shù)，之后結(jié)合這些參數(shù)建立函數(shù)模型，并計(jì)算出最優(yōu)解。通常情況下，對模型的構(gòu)建可分為以下幾部分。首先，設(shè)計(jì)人員需要對設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理選擇，設(shè)計(jì)變量不但對模型的構(gòu)建起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也關(guān)系著對參數(shù)的選擇，設(shè)計(jì)人員通過對模型的設(shè)計(jì)變量進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，計(jì)算編程的工作量也會(huì)得到有效地降低。其次便是對目標(biāo)函數(shù)的明確，在這一過程中，設(shè)計(jì)人員需找到能滿足函數(shù)條件的最優(yōu)解，之后還需對約束條件進(jìn)行合理確定，其中就包括應(yīng)力、強(qiáng)度以及尺寸等數(shù)據(jù)條件。在落實(shí)工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的過程中，設(shè)計(jì)人員需確保這些約束條件可達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，這樣設(shè)計(jì)的相關(guān)需求也能得到有效的滿足。

2.2 對計(jì)算方案及程序進(jìn)行設(shè)定

在進(jìn)行工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，一些約束條件及變量參數(shù)都會(huì)對優(yōu)化工作產(chǎn)生一定的影響。因此，在計(jì)算期間，設(shè)計(jì)人員需將約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)榉羌s束條件，這樣工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作也能順利進(jìn)行。不僅如此，對于變量因素設(shè)計(jì)人員也需進(jìn)行全面考慮，通過采用科學(xué)、有效的計(jì)算方法，也能實(shí)現(xiàn)對工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后，在計(jì)算好設(shè)計(jì)優(yōu)化方案之后，設(shè)計(jì)人員還需對程序進(jìn)行編寫，通過將程序?qū)氲接?jì)算機(jī)之中，其也有利于后續(xù)計(jì)算工作的開展，這樣在后期計(jì)算時(shí)，工作人員只需將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，便可得到相應(yīng)的結(jié)果。

2.3 結(jié)果分析

在進(jìn)行工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)果分析是極為重要的一項(xiàng)工作。通過對計(jì)算機(jī)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)人員也可結(jié)合數(shù)據(jù)的相關(guān)情況，從而對方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在開展設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的過程中，需對相關(guān)阻礙因素進(jìn)行合理考慮，這在很大程度上可確保工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作可以順利完成。不僅如此，在進(jìn)行建筑工程施工的過程中會(huì)消耗極大的人力、物力和財(cái)力，通過進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化也可實(shí)現(xiàn)對這些指標(biāo)的降低，而建筑工程的施工質(zhì)量也能得到有效地保障。因此，在開展工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的過程中，設(shè)計(jì)人員需在建筑經(jīng)濟(jì)及技術(shù)間找到平衡點(diǎn)，同時(shí)還要將二者存在的矛盾進(jìn)行有效地降低，這樣在采用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)也無需花費(fèi)大量的資金。

3 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要意義

3.1 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)極大地降低了建設(shè)項(xiàng)目的總成本

通過數(shù)據(jù)分析可知，工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對于節(jié)約建筑成本有著十分重要的作用。工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠更加合理地利用建筑材料，不會(huì)產(chǎn)生各種浪費(fèi)，確保工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。另外，在工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，還需要制定一套完整的、科學(xué)的成本方案來節(jié)約房屋建筑成本。

3.2 提高房屋建筑的安全性

科技的發(fā)展使中國工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平得到了提升。受力分析軟件能夠?yàn)楣I(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更加可靠的數(shù)據(jù)，從而確保工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和有效性，并且能夠用參數(shù)化的工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，節(jié)約建筑成本、優(yōu)化建筑外觀、提升建筑工程安全性。

3.3 降低工程造價(jià)

建筑企業(yè)發(fā)展的最終目的是為了獲得利潤，因此房屋建筑工程施工的工程造價(jià)非常重要。在充分考慮房屋建筑工程安全性的同時(shí)，工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要能夠?qū)崿F(xiàn)對資源的節(jié)約。不能一味地追求安全性而使建筑工程消耗過多的資源，因此需要對房屋建筑工程開展更加有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在房屋建筑工程安全性的基礎(chǔ)上，通過對工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，盡可能地降低建筑工程施工成本，最終實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)的目的。

3.4 提高房屋建筑的經(jīng)濟(jì)性

只有房屋建筑在采光、采暖、電梯等方面具備優(yōu)勢，才能夠更好地激發(fā)人們的購買欲望。但是很多樓盤在銷售的過程中由于某些因素不能夠達(dá)到居住者的要求而導(dǎo)致銷售狀況不佳。由于建筑工程的開展需要消耗巨大的成本，開發(fā)商為了能夠?qū)崿F(xiàn)利益最大化，將樓間距設(shè)置過小，樓層設(shè)置過高，增加了居住的不舒適程度，從而降低了樓盤的經(jīng)濟(jì)性。因此，在工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該充分考慮樓間距、樓層高度以及土地利用率，為房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

4.1 重視概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù)研究分析

概念設(shè)計(jì)是在當(dāng)前方案優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上提出來的，在方案設(shè)計(jì)之前還要確認(rèn)好建筑物未來的發(fā)展定位，開展概念的設(shè)計(jì)，才能夠逐步推動(dòng)后期建筑物的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)師考慮多方面因素，來優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇不同的建材，及不同的施工技術(shù)和施工工藝。不同的施工技術(shù)使用的成本也不盡相同，工程質(zhì)量也有大的差異。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要做好概念設(shè)計(jì)，同時(shí)定位建筑物的功能，來確定建筑物的設(shè)計(jì)方向，減少后期設(shè)計(jì)大范圍修改，以此來提高設(shè)計(jì)和房屋建設(shè)工作效率。

4.2 合理解決工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性問題

工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)各類型的問題，在設(shè)計(jì)工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要保證建筑物內(nèi)部的安全性達(dá)標(biāo)，還要進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性。國內(nèi)一些地區(qū)處在地震帶上，要增強(qiáng)建筑的防震性，在地震發(fā)生頻次比較高的區(qū)域，要進(jìn)一步提高建筑物的抗震性能，要對建筑物內(nèi)部的建設(shè)材料進(jìn)行合理選擇。選擇合適的建材，提高建筑物內(nèi)部的抗震能力，增強(qiáng)建筑的耐久性，設(shè)計(jì)建筑物的各方面指標(biāo)。恰當(dāng)?shù)墓こ探ㄔ旆桨笗?huì)降低建筑施工的成本，以最大化減少這些問題的發(fā)生概率，實(shí)現(xiàn)房屋建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步推動(dòng)建筑行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展[1]。

4.3 工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)整體與局部的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和局部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，共同去優(yōu)化，這樣才能夠提高建筑整體設(shè)計(jì)的合理性和安全性，要使建筑物的建筑平面與工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步協(xié)調(diào)，來提高建筑物外觀的美觀度。要想能夠?qū)崿F(xiàn)房屋建筑的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，秉持著簡潔設(shè)計(jì)的思想原則，避免在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，發(fā)生一些錯(cuò)位的不良現(xiàn)象。還要由設(shè)計(jì)師對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)一步控制好框架梁和箍筋之間的距離，并對其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以此才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對整體設(shè)計(jì)效果的優(yōu)化。結(jié)構(gòu)體優(yōu)化期間，還要科學(xué)規(guī)劃剪力墻，在剪力墻上有更精密的構(gòu)件。建筑整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化要科學(xué)選擇設(shè)計(jì)方案，來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化整體建筑物結(jié)構(gòu)的目的，以實(shí)現(xiàn)建筑物局部的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，也可以通過不斷積累，實(shí)現(xiàn)整體工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[2]。

5 廠房結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

5.1 廠房的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化

常規(guī)來講，我國廠房的工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)布置基本以最常見的框架結(jié)構(gòu)形式，但主廠房布局中的建筑布置由于建筑物的體積比較大，空間的綜合利用率相對比較小，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還需要根據(jù)實(shí)際使用情況合理進(jìn)行空間分布，進(jìn)行更加科學(xué)合理的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置。在發(fā)生較大地震時(shí)，這種廠房結(jié)構(gòu)能夠較好地協(xié)調(diào)主體鋼結(jié)構(gòu)框架和其他支撐結(jié)構(gòu)受力點(diǎn)，具有良好的機(jī)械抗震傳動(dòng)性能和較大的地震抗側(cè)性和剛度。如果廠房中各種抗震設(shè)備整體布置過于緊密集中，也可能會(huì)容易造成很多的地震問題，需要將各種抗震設(shè)備的整體布置空間做好合理分配，能夠同時(shí)起到完全保護(hù)抗震廠房的主要效果，也就是能夠很好滿足大型抗震廠房設(shè)計(jì)的基本要求。整個(gè)廠房的橫截面上的結(jié)構(gòu)，在整個(gè)廠房的整體結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜時(shí)，也可能會(huì)直接增加整個(gè)廠房整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部地震支撐，在廠房鋼結(jié)構(gòu)的地震支撐下，減少廠房支撐的力和面積，能夠有效增加整個(gè)廠房內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)的支撐剛度，有效地保護(hù)整個(gè)廠房。廠房內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)支撐面積大小會(huì)因?yàn)槭艿胶芏嗫陀^因素的直接影響，廠房的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就需要充分考慮到整個(gè)廠房的結(jié)構(gòu)支撐力和面積，保證整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定[3]。

5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

在整個(gè)主廠房的設(shè)計(jì)中，主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是至關(guān)重要的。只有做好了主廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化才能提高電廠的實(shí)用性與安全性。通常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化方法可借助“體系空間優(yōu)化法”方法，根據(jù)每個(gè)房間的建筑使用性能和功能需求，對其建筑內(nèi)部空間進(jìn)行優(yōu)化。由于不同的工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系類型可以為其提供的建筑內(nèi)部空間的面積大小不同，在進(jìn)行建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一階段，應(yīng)該首先根據(jù)各專業(yè)提資的工藝流程和實(shí)際功能需求，選用合適的工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)體系類型。在非重大地震自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)進(jìn)行主廠房抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的裝修方案設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)該要優(yōu)先考慮選用地震抗風(fēng)變化性能比較好的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，也就是說要選用地震風(fēng)壓大和體型變化系數(shù)較小的抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。在對整個(gè)結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行內(nèi)部平面布置時(shí)，應(yīng)考慮選取整個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部平面整體形狀和整個(gè)結(jié)構(gòu)整體剛度之間分布均勻?qū)ΨQ的一種結(jié)構(gòu)外力體系設(shè)計(jì)類型，這樣也就可以在很大一定程度上有效減小螺旋風(fēng)荷載外力作用下的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)外力效應(yīng)及其引起的機(jī)體結(jié)構(gòu)外力變形和機(jī)體內(nèi)力的相互影響[4]。

6 結(jié)語

綜上所述，在工業(yè)廠房建筑施工時(shí)，為保證工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，施工人員應(yīng)根據(jù)工程的具體情況，將加固設(shè)計(jì)和加固施工技術(shù)合理地應(yīng)用到工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)中，這樣才能真正達(dá)到工業(yè)廠房建筑施工的設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為保證房屋建筑的整體穩(wěn)定，逐步完善加固設(shè)計(jì)內(nèi)容，科學(xué)運(yùn)用加固施工技術(shù)，將有利于促進(jìn)我國工業(yè)廠房建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5]。