鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的思考

徐鵬

摘? 要：近年來隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定快速發(fā)展，國內(nèi)的相關(guān)建筑行業(yè)發(fā)展迅速，而隨著我國建筑行業(yè)的高速發(fā)展鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)也隨之被大量使用。該文就從當(dāng)前條件下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中存在的問題出發(fā)，進(jìn)行具體內(nèi)容的分析并得出相關(guān)具體的解決方案，望能有效解決現(xiàn)階段條件下在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題，為推動我國相關(guān)建筑行業(yè)的向前發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土? 框架結(jié)構(gòu)? 優(yōu)化設(shè)計

1? 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的研究現(xiàn)狀

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的理論研究是在二十世紀(jì)六七十年代，由錢令希教授帶頭進(jìn)行的。而近10年來，我國的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論在與實際的工程進(jìn)行結(jié)合之后，成功步入了高速發(fā)展的時期。影響其發(fā)展的因素主要有以下幾點：一是在結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中能否巧妙優(yōu)化相關(guān)理論方法，從而有效推動結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。二是能否不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)程序的應(yīng)用，從而有效推動結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)用的快速向前發(fā)展。三是能否做到綜合考慮在實際建設(shè)過程中運用的材料自身的性能，通過材料的高效選擇有效優(yōu)化相關(guān)設(shè)計內(nèi)容。四是要從相關(guān)工程的整體角度出發(fā)進(jìn)行考慮，從而有效保證鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)最終設(shè)計結(jié)果的科學(xué)合理。

2? 當(dāng)前情況下框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論研究中存在的問題

上面已經(jīng)對現(xiàn)階段條件下我國框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了大致分析，可以看出，隨著我國經(jīng)濟(jì)及科技水平的不斷發(fā)展與提高，近年來我國在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的領(lǐng)域取得了一定的成果，但當(dāng)前條件下我國在框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域取得的成就仍在一定程度上落后于其他發(fā)達(dá)國家，究其原因是因為在當(dāng)前情況下我國在對相關(guān)框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論的研究過程中仍存在一些問題急待解決，主要問題有以下幾點。

2.1 相關(guān)設(shè)計人員自身的知識儲備量不足

相關(guān)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的一線設(shè)計人員，在對整個鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中發(fā)揮著其不可替代的作用。所以相關(guān)一線設(shè)計人員自身綜合素養(yǎng)的高低，將直接影響到最終的框架優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。在實際結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中，相關(guān)設(shè)計人員要對整體工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行較為細(xì)致的分析，并根據(jù)相關(guān)分析結(jié)果建立起實際的分析模型，最終通過對相關(guān)實際模型的分析再決定出最佳的優(yōu)化方案，只有這樣才能有力地保證相關(guān)框架結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮其最大作用。而在現(xiàn)階段條件下由于相關(guān)設(shè)計人員自身的知識儲備量不足，使得一線設(shè)計人員在面對優(yōu)化過程中出現(xiàn)的問題時不能進(jìn)行有效的解決，在一定程度上阻礙了框架優(yōu)化工作的正常進(jìn)行。

2.2 忽視了結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化效應(yīng)

所謂框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計過程，通常條件下是在給定的結(jié)構(gòu)形式下，甚至是在給定了相關(guān)結(jié)構(gòu)布局尺寸的情況下進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計調(diào)整。優(yōu)化的效果也只作用于相關(guān)建筑的梁和柱的截面上，而優(yōu)化的目的則是通過對于相關(guān)建筑梁和柱的調(diào)整使兩者達(dá)到一種相對更為和諧的狀態(tài)從而有效增強(qiáng)其使用效果。但是相關(guān)局部優(yōu)化只能從優(yōu)化相關(guān)建筑的布局尺寸出發(fā)，其優(yōu)化結(jié)果很難達(dá)到最優(yōu)結(jié)果，而對于相關(guān)建筑的整體優(yōu)化則能立足于建筑的整體布局，從更深層次對相關(guān)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級，所以相關(guān)整體優(yōu)化內(nèi)容相對而言顯得更加具有其現(xiàn)實意義。

2.3 優(yōu)化目標(biāo)偏離實際工程要求

對于相關(guān)建筑的優(yōu)化設(shè)計，其目的在于通過對于原有結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷優(yōu)化得出相關(guān)設(shè)計內(nèi)容的最優(yōu)解，相關(guān)目標(biāo)函數(shù)是在已經(jīng)給定的前提下進(jìn)行運算和求解的，這就在一定程度上導(dǎo)致了相關(guān)優(yōu)化目標(biāo)及優(yōu)化結(jié)果最終偏離了實際的工程需求。在實際的建筑施工過程中，由于受到眾多不確定因素的影響，使得相關(guān)建筑不能按照原有設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行施工，最終使得原有條件下得出的最優(yōu)解不能滿足實際的工程需求，甚至在一定程度上阻礙了相關(guān)工程的正常施工。

3? 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計思路

3.1 確立起合理的框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型

要想有效優(yōu)化相關(guān)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，首先就要確立起合理的框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型。在確定好具體的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下，基于相關(guān)建筑的設(shè)計變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件，再根據(jù)相關(guān)建筑的實際建設(shè)需求建立起相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計模型，并通過模型的分析得出相關(guān)建筑框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最優(yōu)結(jié)果，并通過具體的計算過程對相關(guān)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果進(jìn)行驗證，以保證相關(guān)優(yōu)化結(jié)果更加符合相關(guān)實際的施工要求。

3.2 選擇合適的框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法

要想有效優(yōu)化相關(guān)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，就要在實際進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計前選擇合適的框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。在一般情況下，對于相關(guān)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中，往往會在基于一定相關(guān)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。而此類優(yōu)化設(shè)計的過程往往會選擇直接間接法中的零階方法和間接方法中的一階方法。其中，間接方法中的一階方法在實際的使用過程中，往往是通過對相關(guān)約束條件的不斷優(yōu)化以達(dá)到最終的優(yōu)化結(jié)果。而在零階方法的實際使用過程中，通常情況下是通過添加罰函數(shù)的方法，轉(zhuǎn)變原有設(shè)計的約束條件使其轉(zhuǎn)變?yōu)榉羌s束性條件，最終通過相關(guān)曲線擬合的方法相對直觀地觀察結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的缺陷，并通過合理地設(shè)計調(diào)整有效確定起相對正確的目標(biāo)函數(shù)，從而實現(xiàn)對相關(guān)建筑框架結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化。

3.3 分層次進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

要想有效優(yōu)化相關(guān)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不僅在優(yōu)化設(shè)計的前期選擇最為合適的優(yōu)化設(shè)計方法，而且還要根據(jù)相關(guān)建筑的不同具體情況進(jìn)行科學(xué)的分層優(yōu)化。首先，在對相關(guān)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的過程中，要從建筑結(jié)構(gòu)整體的布局入手進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化工作，保證整個建筑主體的布局方式和結(jié)構(gòu)性質(zhì)合理。并在此基礎(chǔ)上對相關(guān)結(jié)構(gòu)的形體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過改變結(jié)構(gòu)的幾何形狀等因素，使得相關(guān)建筑的整體結(jié)構(gòu)形體科學(xué)合理。其次，在相關(guān)建筑的結(jié)構(gòu)布局和使用材料等因素全部確定的基礎(chǔ)上，再從相關(guān)建筑的局部入手進(jìn)行優(yōu)化，在最大程度上減少建筑結(jié)構(gòu)所需成本，并在保證相應(yīng)施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上有效提升相關(guān)建筑單位的經(jīng)濟(jì)效益，從而有效促進(jìn)我國相關(guān)建筑行業(yè)的不斷向前發(fā)展。

4? 結(jié)語

綜上所述，隨著社會的不斷進(jìn)步我國相關(guān)的建筑行業(yè)也有了較快的發(fā)展，高速發(fā)展的建筑行業(yè)急需一種相對安全可靠的施工工藝，來持續(xù)推動整個行業(yè)的不斷向前發(fā)展，而鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)因其自身條件的優(yōu)越性，受到了整個建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注。但在當(dāng)前條件下的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中，仍存在著相關(guān)一線設(shè)計人員自身知識儲備不足、優(yōu)化目標(biāo)偏離實際工程要求和忽視整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題，而這些問題的存在一定程度上阻礙了現(xiàn)階段條件下，我國鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作的正常進(jìn)行。所以，要想有效優(yōu)化鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，不斷推動我國相關(guān)建筑行業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展，就要求相關(guān)一線設(shè)計人員在不斷增強(qiáng)自身的相關(guān)知識儲備量的基礎(chǔ)上，充分掌握相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計方法，最終有效完成對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計過程。

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