建筑結構設計優化設計新方法

王海誼

(大連廣播電視大學)

隨著經濟的發展和科技的進步，我國建筑行業也在不斷地發展中，同時建筑行業中各個企業之間的競爭變得越來越激烈，因此對于建筑工程企業來說，對建筑工程結構的設計進行優化成為一項非常重要的工作，這樣不僅能夠提高企業的經濟效益，還可以使企業在激烈的競爭中處于優勢地位。

1 對建筑結構設計進行優化的重要作用

1.1 有利于為建筑施工企業節省施工成本

隨著經濟的發展，城市人口數量在不斷地上升，各大城市中的土地利用率急劇上升，高層建筑的數量在不斷地提高。與其他建筑相比，高層建筑在縱方向上占據了較大空間，但是占用的土地面積較小。但是，樓層的高度和節約的成本數量并不成負相關。實際上，建筑在設計過程中真正需要考慮的數據是建筑的總占地面積和建筑施工企業的總成本之間的比值。通過對建筑結構的設計進行優化，可以在很大程度上為建筑施工企業節約成本，增加施工企業的經濟效益。

1.2 提高建筑結構性能，增加建筑整體的經濟效益

設計師在進行建筑設計的過程中，如果要增加樓層的層數，那么與其相對應地就要增加建筑工程內部橫梁和柱子的整體承重能力，在這個過程中，建筑墻體的面積以及梁柱的體積都會相應地在一定程度上有所增加。那么經過各個建筑物內部結構質量以及體積的變化，整個建筑物的質量自然就會有所增加。如果能夠對建筑工程的設計進行優化，那么就不僅可以提高建筑物內部結構的受力性能，還可以在一定程度上提高建筑工程施工企業的經濟效益。

2 進行建筑工程設計優化的步驟

2.1 對目標函數進行科學合理的選擇

進行建筑優化設計的工作人員在設計建筑之前，應該對建筑工程中各個結構的各項數據進行精準的計算，然后再對施工材料的種類和數量作統一地規劃，使得各項數據達到規定的標準，最后再根據計算得出的建筑工程的工程總造價來選擇最適合建筑施工的優化設計，再確保建筑施工質量的同時要將施工成本降到最低，盡可能地提高建筑企業的收益。以上過程就是建筑工程設計流程中目標函數的選擇，這是建筑工程設計過程中一項非常重要的工作。

2.2 優化設計過程中要對變量進行正確精準的選擇

對相關的變量進行正確精準的選擇是設計師在進行建筑工程優化設計的過程中較為重要的環節之一。設計師在完成了對目標函數的選擇之后，要結合建筑結構所具有的特點以及實際情況來對變量進行選擇。從專業的角度來講，變量的選擇就是設計師要對所有對建筑工程結構的設計有所影響的因素進行全面地了解和詳細地分析，然后在這些因素中，選擇出對建筑設計影響最大的一個變量，然后再對這個變量進行精準地計算和分析，并按照相關規定對其進行嚴格地控制，這樣就能在一定程度上實現建筑工程設計的優化。

2.3 優化設計過程中要對約束條件進行科學合理的選擇

設計師在進行設計時，對所設計建筑結構的可靠度在一定程度上進行創新，并盡可能地將其優化，在這個過程中，設計師就可以較為精準地判斷出所設計建筑結構中的定量以及起約束作用的條件，這樣設計師就可以將約束條件設置在國家對建筑設計結構所規定的標準范圍之類，這樣就能在最大程度上使建筑工程的設計得到優化，同時還能使建筑工程的施工質量得到一定的保證。

3 建筑工程結構優化的具體方案

3.1 對建筑工程中的地基基礎結構進行優化

建筑工程的整個施工過程中，基礎結構的施工時間可以占到全部施工時間的四分之一，基礎結構的工程造價占到了建筑工程全部工程造價的百分之十到百分之二十，從相關的數據就可以看出基礎結構的設計和施工在整個建筑設計和施工中的重要地位，因此，設計師在進行設計的過程中要盡可能做到對基礎結構的設計方案進行優化。除此以外，建筑工程施工地點的地質條件與建筑工程中基礎設施的設計方案有著十分密切的聯系，所以設計師在對基礎設施進行設計之前，要對地質結構的相關數據進行仔細且全面地了解，并且要以這些數據為基本的依據，選擇最為科學合理且最適合建筑工程的基礎結構設計，然后再結合實際情況對基礎結構的截面進行嚴格地把握和控制。這樣就能在最大程度上實現建筑工程中基礎結構的優化設計，并且能夠有效地降低工程總造價，為建筑施工企業節省資金成本。

3.2 對建筑工程中柱子的截面以及柱網的位置布局進行優化

一般情況下，一個建筑物內部柱網的位置布局，是決定各個柱子之間距離的主要因素，柱網的尺寸往往是在6米到12米之間。如果柱子之間的距離比通常情況下的距離小，那么就會導致傳力線路變短，雖然這樣的情況之下可以在一定程度上減小建筑物上面部分施工材料的數量，但是卻會導致建筑工程基礎結構的工程造價提高，因此，建筑物內部柱網位置的布局可以影響到整個建筑物的施工以及工程總造價。除此之外，建筑物內部柱子的大小或者體積也會在很大程度上影響整個建筑工程的工程總造價，因此設計師在進行建筑工程優化設計的過程中要對柱子的截面設計以及柱網的布局設計進行盡可能地優化。

3.3 對建筑工程中的梁進行優化設計

一般情況下，設計師在對建筑物結構中的梁進行設計的過程中，往往會采用矩形的截面來形成受彎梁，但是需要注意的是，這種設計方案會在很大程度上降低建筑工程中施工材料的利用率。設計師設計梁的結構時如果要提高施工材料的利用率，那么建議可以用平面架來代替以往的受彎梁，這樣就可以去除梁中多余的施工材料，這樣不但可以為梁減輕負重壓力，還可以提高施工材料的利用率，減少資金的花費。因此，對建筑工程中的梁進行優化設計可以有效地提高建筑工程施工企業的經濟效益。

4 小結

對建筑結構設計進行優化的重要作用:有利于為建筑施工企業節省施工成本以及提高建筑結構性能，增加建筑整體的經濟效益。進行建筑工程設計優化的步驟分別有:對目標函數進行科學合理地選擇;要對變量進行正確精準的選擇;對約束條件進行選擇等。進行建筑工程優化設計的具體方案有:對基礎結構、柱子以及梁進行優化設計。

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