試述優化建筑結構設計的措施

李峰　劉睿

摘要：建筑結構設計是建筑工程施工的重要環節，保證結構設計的科學性、合理性，就要不斷進行結構設計優化，以提高建筑的質量和安全。本文首先分析了建筑工程結構設計應用優化技術的步驟，并結合自己的工作實踐多年的建筑結構設計優化策略進行了討論，以提高結構設計方案的科學性和合理性。

關鍵詞：建筑結構設計；優4-5；措施

中圖分類號：TU318文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2016）13-145-02

前言

近年來，在經濟發展的驅動下，國內建筑業的活力和建筑市場的競爭力逐漸加強。在激烈的市場競爭下，為了滿足業主的需要，就需要不斷地優化結構設計。通過優化結構設計不僅能保證建筑工程的質量和安全，也可以減少資本投資，提高企業經濟效益。

1.建筑結構設計應用優化技術的步驟

1.1建立結構優化模型

建筑結構優化計算方案和優化設計模型是建筑結構優化設計的兩個重要組成部分。結構設計優化就是在眾多的變量中選出重要的參數，針對這些參數進行函數模型的建立，從而計算出最優解。通常來說，模型的建立總共分為兩個部分：

①選擇較為合理的設計變量，這對模型的構建有著至關重要的作用，同時變量設計也會影響到參數的選擇，合理的計算變量能夠有效地減少計算編程的工作量：②確定目標函數，目標函數的確定要先找出能夠滿足函數條件的最優解，然后對約束條件進行確定，約束條件包括尺寸、強度、彈塑性以及應力等方面。在進行建筑結構優化的時候，要保證這些約束條件都在規定的范圍中，滿足設計所需的要求。

1.2設定優化設計方案及程序設計

在建筑結構優化中，很多約束條件和變量參數都會對優化過程產生影響。所以在進行計算的時候應該把所有的約束條件都轉化成非約束條件，確保優化過程順利完成，同時，要全面地考慮到變量的因素，運用科學合理的計算方法進行建筑結構的優化設計工作。程序設計就是在設計優化計算好方案的基礎上，進行程序的編寫，將程序導入計算機中，在后期的計算過程中只需要將相關的數據輸入系統中，通過計算機計算就夠更加直觀的得出結果。

1.3綜合結果的分析

結果分析是一個重要的步驟在結構優化設計中，計算計算機數據必須進行詳細的分析，可以根據數據信息確定優化設計的最優解。結構優化設計，應充分考慮各種障礙因素，最大限度保證建筑結構優化設計工作的完成。在建筑工程設計過程中，需要更多的資源和人力，將結構優化的最終目標最，并確保施工質量的可靠性。所以，在建筑結構設計時，通常要注意以下問題：（1）在建筑經濟技術之間的平衡，減少兩者之間的矛盾，在高技術的情況下，不需要花更多的錢。（2）完全理解這項技術帶來經濟效益，意識到由于技術改進，減少不必要的經濟消費，因此，要采用重大技術應用。

2.優化建筑結構設計的措施

2.1確定科學的計算方法

在結構設計過程中，將使用大量的計算公式、計算程序，如果優化結構設計，可以使用更多的數據計算，涉及大量的數據和計算方法。數據計算的過程中，設計師需要更多關注不能帶有約束條件，如果有的話，也應該轉換成沒有的，從而更能提高數據的準確性。數據計算過程中應用到大量的計算方法，它們之間都有自己的優點和缺點，設計師做出合理的選擇，結合工程的實際情況優化是實用和簡單的方法，有助于推進工程進度節約資金。

2.2詳細分析結構設計的效果

針對建筑結構優化，應該首先從總體設計的角度出發，掌握結構設計的整體效果，詳細分析的總體效果是否符合相應的結構設計要求，特別是對一些關鍵的指標，分析的整體效果是一個至關重要的方面，比如結構的安全與穩定，需要從總體結構，只有保證其整體結構在很大程度上具有良好的穩定，符合相應的設計要求，因此，必須根據結構設計的總體效果進行全面、詳細的分析，了解各方面的性能符合相應的要求，在此過程中，還可以利用優化設計思想和理念，提高建筑結構的整體效果設計、概念結構設計的概念，應用優化設計的抗震性能是有非常明顯的效果和應用價值。

2.3重視結構材料的選擇

混凝土結構設計工作，其相應的結構材料選擇是更重要的一個方面，因此，這種結構的材料選擇，相應的優化也是非常必要的。一般來說，在當前的建筑結構設計的過程中，常用的材料是鋼、混凝土、磚和其他輔助建筑材料，對于建筑結構的影響更重要的是主體結構材料的選擇，即在建筑結構的組件，采用什么樣的材料建筑，當然，建筑材料的選擇必須結合特定類型的建筑結構特征及其相應的功能正確選擇。比如一些大型工業建筑結構，適合選擇鋼鐵材料構建相應的鋼結構，相對于使用磚混凝土結構和材料，鋼結構在這種工業廠房中是最適用的。

2.4加強基礎結構的設計

整個建筑結構設計的過程中，基礎設施必須是一個至關重要的部分和相應的優化過程，還應該的基礎的結構優化設計作為核心任務來執行。特別的結構優化設計的基礎上應主要包括以下內容：（1）結合工程施工現場的一些實際地質條件和地下水位條件分析的基礎結構設計的具體內容有很強的適應性和可行性，盡可能改善基礎設施設計結果的可靠性，避免沖突和當地的地質基礎。（2）類型的基礎設施的全面分析，從而最大程度上提高可靠性的基礎設施的類型，尤其是對的穩定性和強度類型用于準確估計，是否能滿足建筑工程項目的基本要求，并確保其應有的價值。（3）結構設計的基礎混凝土施工計劃的審查詳細分析，特別是對于設計方案的可行性進行全面分析，以確保它可以在隨后的施工順利進行。

2.5科學選擇結構形式

建筑結構形式的選擇也是整個建筑結構設計的關鍵方面，選擇一個合適的建筑結構形式能在很大程度上下最大程度的符合穩定性和承載力條件要求，提高建筑結構的安全。一般來說，在當前的結構設計中，選擇的基本形式和建筑的高度有較密切的關系，根據其對應的高度選擇最合適的結構來達到理想的效果。一般常用的建筑結構形式是框架結構形式，使用這個框架結構，有時也需要建立一些軸承剪力墻來促使其更好地分享一些力量，提高其整體結構的穩定性。

2.6充分考慮設計指標

針對建筑結構設計優化，還應該關注其相應的設計指標進行綜合評審和比較，以確保建筑結構的最終設計結果符合設計指標的各個方面，尤其是對于經濟指標，還應加強控制和優化，避免了建筑結構設計的結果很大程度上超出了最初的預算值，影響其后續使用，隨著當前的結構設計的不斷發展，對于美觀性指標進行相應的優化也已經成為了極為重要的一個方面。

2.7設計人員要重視細節的優化

高層建筑結構設計不僅要注意協調，總體結構設計也應該更多的關注在設計結構的細節。例子：為減少必須鋼筋的使用量，可以用冷軋鋼材代替普通鋼筋的使用，基礎設計，不僅可以提高高層建筑的抗震剪切強度的能力，并能降低成本，增加經濟效益。同時提高高層建筑的抗震性能結構設計人員的關注。在設計高層建筑結構設計的高層建筑安全性、實用性，決定于設計人員必須有扎實的專業知識，其經濟、美觀性的需求對設計人員提出了思維創新的方面的要求。

3.結語

建筑結構設計具有綜合性的特點，需要考慮各種因素，如水平荷載、變形等等，這些都是影響建筑工程施工質量和施工安全的關鍵。因此，為了保證建設項目順利實施，提高工程施工的質量，要不斷優化結構設計方案，確定最佳施工方案。