建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討

【摘要】多年以來，隨著我國城市化建設(shè)的不斷加快以及國民生活水平的進(jìn)一步提高，人們對于物質(zhì)生活水平也有了更高的要求。其中，由建筑行業(yè)的發(fā)展可以看出人們買房不僅要住得舒適、安全，對建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計也更加看中了，其不僅要體現(xiàn)居住者的審美意識，更要彰顯居住者的個性。另一方面，傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)已跟不上時代發(fā)展和居住者的需求，因此，本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)；應(yīng)用探討

建筑行業(yè)的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)共存，并且隨著越來越多的建筑企業(yè)參與到市場競爭中，使得建筑行業(yè)的競爭也越發(fā)激烈。因此，如果建筑企業(yè)想要在暗流涌動的市場格局中爭得一席之地，就必須要改進(jìn)原有的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計技術(shù)水平。因此，當(dāng)前對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的研究是必不可少的。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要性

就我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢以及人地關(guān)系來看，未來我國的建筑結(jié)構(gòu)會以高層建筑為主，對此，如何提高我國建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全，滿足時代發(fā)展的需要，減少建筑資金投入成本成為了建筑行業(yè)需要解決的問題，尤其是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的優(yōu)化是必不可少的。

（1）優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是減少資金投入成本的重要環(huán)節(jié)。優(yōu)化技術(shù)利用先進(jìn)的科學(xué)信息技術(shù)以及時代發(fā)展新觀念，可以對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程造價環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的控制。而據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)研究顯示，經(jīng)過優(yōu)化后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，資金投入成本明顯要低于未經(jīng)過優(yōu)化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（2）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)可全面地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備以及建筑材料的功能，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和安全。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相比而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可以從建筑設(shè)計、工程造價以及施工等過程對資金成本投入進(jìn)行限制，不僅使得建筑工程經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提升，還能夠?qū)崟r地監(jiān)測建筑設(shè)計優(yōu)化的各個步驟和環(huán)節(jié)，從而觀察建筑是否出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的基本原則

（1）功能性原則。在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化時，最重要的就是將建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性充分地體現(xiàn)出來。而建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的功能性原則即充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的功能，從而讓建筑的整體使用功能得到進(jìn)一步提升。

（2）安全性原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是否遵循了安全性原則，會直接地影響到整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作的安全性。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時要對其結(jié)構(gòu)設(shè)計中的材料使用設(shè)計、部件結(jié)構(gòu)設(shè)計以及各個環(huán)節(jié)的安全監(jiān)測投入更多的關(guān)注，還要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的圖紙進(jìn)行實(shí)際化的模擬操作，從而檢測建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是否足夠安全。

（3）經(jīng)濟(jì)性原則。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性與經(jīng)濟(jì)性需給與同等的重視，即在進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化的過程中要在確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上盡可能地減少資金投入成本。

（4）綠色環(huán)保性原則?，F(xiàn)如今，從人類社會發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系來看，兩者之間已呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)的關(guān)系，人類的發(fā)展是以犧牲環(huán)境為代價的。建筑材料的使用不僅會給生態(tài)環(huán)境造成許多的不良影響，也會危害到居民的身體健康。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時要遵循綠色環(huán)保性原則，選擇綠色環(huán)保的建筑材料，這樣不僅減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞，還可以提高居民居住環(huán)境的安全性。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1設(shè)計結(jié)構(gòu)模型

優(yōu)化技術(shù)在設(shè)計結(jié)構(gòu)模型中應(yīng)用主要分為三個部分：其一是選擇變量，即設(shè)計者在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時選擇的變量一定要是變化幅度較小且需要考慮的因素較少，只有這樣在建立設(shè)計結(jié)構(gòu)模型的時候才能有效的減小模型與建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用之間的誤差，從而提高設(shè)計結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性和適用性；其二是確定函數(shù)，由于設(shè)計結(jié)構(gòu)模型所涉及到的函數(shù)是由中非線性函數(shù)，就需要設(shè)計者根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)梁柱橫截面尺寸以及鋼筋面積來建立相關(guān)函數(shù)，選擇最優(yōu)函數(shù)后對設(shè)計結(jié)構(gòu)模型函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分析；其三是衡量條件，即設(shè)計結(jié)構(gòu)模型時要充分地考慮到結(jié)構(gòu)模型的穩(wěn)定性、耐用性，對結(jié)構(gòu)模型的房屋尺寸、框架結(jié)構(gòu)、受力及變形限度以及架構(gòu)剛性等條件進(jìn)行衡量。

3.2決定計算方法

優(yōu)化技術(shù)在決定計算方法中的應(yīng)用，主要是將多種復(fù)雜多變的變量及設(shè)計條件進(jìn)行簡化的計算過程。設(shè)計者在進(jìn)行計算時要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的各種限制條件和附加問題，并將這些問題轉(zhuǎn)換為不帶附加條件的問題，簡化計算過程后再進(jìn)行計算，這樣可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化計算方法的效率。

3.3選擇最優(yōu)程序

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型設(shè)計以及計算方法確定后就可以開始選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化程序了，而設(shè)計者要選擇的程序必須是最優(yōu)的，且它們是由一個個的小程序結(jié)合而成的，同時必定要具備完整的功能、全面的用途以及高質(zhì)高效的運(yùn)行能力。

3.4分析統(tǒng)計結(jié)論

在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算后，最重要的是要對其結(jié)論進(jìn)行分析統(tǒng)計，找出各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性以及同實(shí)際數(shù)據(jù)之間的誤差，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)形成最終的優(yōu)化方案。若建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化計算結(jié)論出現(xiàn)誤差時，則需要將這些結(jié)果進(jìn)行不同的區(qū)分，并將每類結(jié)論與建筑結(jié)構(gòu)模型的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行比較，然后對運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類與管理，得到與其相對應(yīng)的運(yùn)行規(guī)則后再對統(tǒng)計結(jié)論進(jìn)行相應(yīng)的修改。

結(jié)語：

總之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化對促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)一步提高意義重大，其優(yōu)化好壞決定著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率和安全。在我國，目前針對這一方面的技術(shù)還存在許多的問題和不足，因此，為進(jìn)一步促進(jìn)我國建筑行業(yè)的發(fā)展以及滿足社會發(fā)展的要求， 建筑行業(yè)的相關(guān)人員必須要在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)方面投入更多的心血。

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作者簡介：

黃躒，江西省贛西土木工程勘測設(shè)計院，江西宜春。