建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略

文/顧卓，身份證號(hào)碼：210124198806290038

1 導(dǎo)言

隨著社會(huì)發(fā)展水平的不斷提高，人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求日趨嚴(yán)格，特別是石油行業(yè)的建筑工程更為重要，關(guān)系國(guó)家的能源命脈。因此，優(yōu)化建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建筑工程的穩(wěn)固性能刻不容緩，這就要求設(shè)計(jì)人員不僅要有更強(qiáng)的專業(yè)設(shè)計(jì)能力，還要不斷地對(duì)設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，從而設(shè)計(jì)出更多高質(zhì)量的作品。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述及重要性

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的重要組成部分。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，就是根據(jù)相關(guān)理論和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開完善和再規(guī)劃，從而使建筑結(jié)構(gòu)整體具有更好的性能、更低的成本。隨著人們對(duì)于房屋的要求越來(lái)越高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中展開結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化已經(jīng)得到了行業(yè)和社會(huì)的高度重視。然而，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一項(xiàng)十分復(fù)雜的任務(wù)。對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，必然導(dǎo)致更多的問(wèn)題，比如設(shè)計(jì)成本的增加、建筑成本的改變、建筑材料的革新、建筑工藝的改進(jìn)等等。因此，這就更需要設(shè)計(jì)人員采用科學(xué)、謹(jǐn)慎地態(tài)度，切實(shí)有效做好優(yōu)化工作。就房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的內(nèi)容來(lái)說(shuō)，主要包括以下兩部分：對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化；對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的局部?jī)?yōu)化，包括對(duì)主體、房頂、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)展開的優(yōu)化。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略不僅可以更好的提升房屋建筑的觀賞價(jià)值，而且還能夠?yàn)槭┕挝还?jié)約大量的工程資金，鞏固建筑單位在市場(chǎng)當(dāng)中的地位。對(duì)于建筑商來(lái)講如何用最小的投入獲取到最大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是每一個(gè)施工企業(yè)都向往和追求的目標(biāo)，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法就可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)并且還能在滿足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的前提下把建筑物的施工造價(jià)降低到15%左右。另外，利用房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還能夠?yàn)榉课萁ㄖw方案的制定提供有效的途徑，滿足建筑設(shè)計(jì)的對(duì)于經(jīng)濟(jì)性和安全性的需要。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略

3.1 細(xì)化建筑結(jié)構(gòu)的施工圖紙

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分全面地考慮設(shè)計(jì)的各個(gè)細(xì)節(jié)，再進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該和建筑、暖通、給排水等專業(yè)進(jìn)行緊密的溝通和聯(lián)系，充分掌握建筑結(jié)構(gòu)的總圖設(shè)計(jì)，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳受力特征。在充分了解建筑工程的總體情況后再進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，施工圖紙完成后，設(shè)計(jì)人員要按照嚴(yán)格的校審流程進(jìn)行校核、審核，確保施工圖紙能夠反應(yīng)出工程的整體概況，相關(guān)的設(shè)計(jì)符合行業(yè)規(guī)程規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，沒(méi)有危及安全隱患的存在。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要使建筑保持較好的延展性和良好的抗震能力。此外，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的施工前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)配合施工人員進(jìn)行有關(guān)的交底工作，讓施工人員知曉建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)細(xì)節(jié)，這樣有助于現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的提高，加快施工進(jìn)程，保證項(xiàng)目的順利完工。

3.2 整體與局部?jī)?yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)性工作。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中：在設(shè)計(jì)時(shí)，就必須從系統(tǒng)工程的思維，對(duì)建筑工程的各個(gè)子系統(tǒng)展開統(tǒng)籌規(guī)劃；從而保證在優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，能夠全面保障各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能和聯(lián)系；由于對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)施優(yōu)化，必然會(huì)對(duì)建筑的材料、結(jié)構(gòu)、配件等產(chǎn)生影響，這就使得設(shè)計(jì)優(yōu)化必須建立在整體優(yōu)化的前提下。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要包括了對(duì)計(jì)算模型和計(jì)算方案的優(yōu)化兩方面構(gòu)成的。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)上就是針對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的重要變量設(shè)定參數(shù)，以此為基礎(chǔ)確立函數(shù)模型，從而對(duì)模型展開優(yōu)化。具體來(lái)說(shuō)，模型建立包括變量選擇和目標(biāo)函數(shù)確定兩部分。設(shè)計(jì)變量選擇是優(yōu)化的核心，變量的選擇決定了參數(shù)的設(shè)定，也決定了優(yōu)化作業(yè)的難易程度。目標(biāo)函數(shù)的確定需要建立在找到最優(yōu)解的基礎(chǔ)上；然后確定目標(biāo)函數(shù)的約束條件，包括建筑的應(yīng)力、尺寸、彈性、塑形和強(qiáng)度等等，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化必須保證在約束許可范圍內(nèi)展開。

3.3 概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

所謂概念設(shè)計(jì)，就是在沒(méi)有具體量化數(shù)據(jù)的前提下，展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，比如，對(duì)于建筑抗震防裂度的設(shè)計(jì)，在缺乏有效的量化標(biāo)準(zhǔn)的情況下，就必須應(yīng)用概念設(shè)計(jì)。這就要求設(shè)計(jì)人員在優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，基于建筑的實(shí)際狀況，靈活掌握設(shè)計(jì)方法。比如，就建筑的防震需求，可根據(jù)建筑的不同采用不同的抗震措施，通過(guò)不同的方法，實(shí)現(xiàn)相同的抗震性能優(yōu)化的目的。

3.4 保持建筑的整體協(xié)調(diào)性

在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)者需借用可靠的優(yōu)化行為保持建筑的整體協(xié)調(diào)性，需要協(xié)調(diào)的內(nèi)容包含結(jié)構(gòu)周邊要素、平面設(shè)計(jì)要素以及整體結(jié)構(gòu)要點(diǎn)等，在保持結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)性的同時(shí)，還認(rèn)識(shí)到外在元素與建筑本身的協(xié)調(diào)性，保持建筑與周邊環(huán)境的融合性。為了做好建筑的內(nèi)部協(xié)調(diào)工作，設(shè)計(jì)者要確保房屋內(nèi)部的各處位置的標(biāo)高數(shù)值的一致性，排除夾層結(jié)構(gòu)，不能將特殊的裝置以及轉(zhuǎn)角部位設(shè)立在受力幾種部位，處理房屋的特殊部位時(shí)必須要做好受力保障工作，首選硬度以及強(qiáng)度都比較高的材料。在使建筑與外部環(huán)境保持協(xié)調(diào)性時(shí)，可以優(yōu)化調(diào)整的內(nèi)容包括建筑的風(fēng)力承擔(dān)數(shù)值、建筑之間的實(shí)際距離等，相鄰建筑的實(shí)際距離不宜過(guò)近，房屋建筑也不應(yīng)給原有的生態(tài)環(huán)境帶去不良影響。

4 結(jié)論

綜上所述，對(duì)于建筑過(guò)程當(dāng)中的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，必須根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)進(jìn)行操作，當(dāng)前人們對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求不斷增多，使得房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)朝著更好的方向發(fā)展，在開發(fā)商和設(shè)計(jì)者進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，必須將良好的優(yōu)化方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)過(guò)程中，減少工程造價(jià)，增大利潤(rùn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者與消費(fèi)者的共贏。