導(dǎo)語：如何才能寫好一篇結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法

1工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討

1.1工業(yè)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。目前，在工業(yè)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程之中，依據(jù)各類建筑，其優(yōu)化需求目標(biāo)基本上可以分成兩類：（1）傳統(tǒng)概念之上的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，其主要就是針對(duì)成本結(jié)構(gòu)來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在最大限度之上來充分的保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，最終于現(xiàn)代社會(huì)低碳環(huán)保的各項(xiàng)要求相符。（2）主要就是利用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化來滿足企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)的各項(xiàng)目標(biāo)，達(dá)到建筑整體而結(jié)構(gòu)的布局及設(shè)備置放的部位、分析與處理施工流程之中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，來最大程度之上加大工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的效率，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1.2工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的常見問題。在目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的施工經(jīng)驗(yàn)之中來進(jìn)行分析，一般問題都是出現(xiàn)在優(yōu)化之中。現(xiàn)如今，應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的范圍逐漸的加大，這對(duì)于概念性設(shè)計(jì)與空間美學(xué)產(chǎn)生了較大的影響。此外，大部分工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之中，設(shè)計(jì)人員對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)規(guī)劃布局缺乏一個(gè)全面化的認(rèn)識(shí)，最終相應(yīng)的也就引發(fā)了優(yōu)化效果不顯著情況的出現(xiàn)以及大部分企業(yè)對(duì)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化不認(rèn)可。

2工業(yè)建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的注意事項(xiàng)?，F(xiàn)如今，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們國(guó)家大多建筑師基本上都不會(huì)參前期方案的設(shè)計(jì)，針對(duì)結(jié)構(gòu)可行性與合理性來進(jìn)行分析，在后期工程建設(shè)與方案設(shè)計(jì)相應(yīng)的也就加大了難度，當(dāng)然這也就需要增加對(duì)于工程的投入及應(yīng)用。在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期就得要及時(shí)的引入結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)理念，這樣一來不僅僅可以統(tǒng)籌兼顧來分析出工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的各項(xiàng)需求，而且還可以縮減企業(yè)資金的投入量，那么就可以在工程的初期進(jìn)行合理的控制。

2.2建立完善的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化體系。在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程之中，因?yàn)楦鱾€(gè)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)缺失統(tǒng)一的指導(dǎo)方案，那么就會(huì)使得建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化無法滿足工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)要求。所以在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，首先要做的就是得完成的管理體系建立起來，利用管理體系以及工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)之中出現(xiàn)的各項(xiàng)問題來進(jìn)行分析，并及時(shí)的制定出來行之有效的措施來解決，逐漸的工作的內(nèi)容完善起來，最終在最大限度之上來充分的滿足工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量管理的目的，加大工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量及其后期正式應(yīng)用的使用效率。

2.3建立工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型。為了進(jìn)一步科學(xué)、合理化的實(shí)現(xiàn)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作可以有條不紊的進(jìn)行，在真是開展優(yōu)化工作之前，要將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型建立起來，在眾多變量參數(shù)之中選擇出來其中的重要參數(shù)，逐步將函數(shù)模型建立起來，最終實(shí)現(xiàn)最佳的優(yōu)化方案。

2.4吊車水平載荷。大部分工廠的生產(chǎn)均要利用吊車來進(jìn)行輸送體積偏大的獲取，吊車荷載主要可以分為水平與豎直。SAP2000在結(jié)構(gòu)分析之中可以將吊車的水平荷載利用等效靜載負(fù)荷的方式來加到排架樁之上，另外豎直荷載主要就是利用移動(dòng)式的靜載負(fù)荷來進(jìn)行施加的。

2.5電廠煤斗。煤斗是一種大型設(shè)備，其主要特征表現(xiàn)在：高度高以及體積大，并且有水平地震的重要性。針對(duì)支承構(gòu)建而產(chǎn)生附加的扭矩以及彎矩，那么就得要利用相應(yīng)的計(jì)算來進(jìn)行補(bǔ)償附加的內(nèi)力。其主要步驟為：首先在設(shè)備的重心位置加設(shè)相應(yīng)的支承結(jié)構(gòu)，將附加的內(nèi)力進(jìn)行縮減；其次則是在與支承梁桿的軸心位置垂直的部位加設(shè)梁結(jié)構(gòu)，使得支承梁的扭矩轉(zhuǎn)變成為作用在梁上的彎矩；再者就是這個(gè)時(shí)候梁的抗彎能力十分的強(qiáng)，最終轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)；最后則是支承結(jié)構(gòu)抗扭配筋在不斷的強(qiáng)化，樓板強(qiáng)度也隨即加強(qiáng)。

2.6磨煤機(jī)隔振。對(duì)于火電廠而言，其發(fā)電過程之中始終無法離開煤炭，那么其中的關(guān)鍵工具就是磨煤機(jī)。振動(dòng)的程度也會(huì)在很大程度之上影響到其他設(shè)備，特別是配電裝置以及發(fā)電機(jī)組所處的控室。為了可以有效的避免這些問題的出現(xiàn)，那么彈性支承系統(tǒng)也因此而出現(xiàn)。（1）應(yīng)用了彈簧振系統(tǒng)之后，磨煤機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)座的重量約為一般基礎(chǔ)快的二分之一。由于將之前的占地空間縮減，這對(duì)于工藝布置而言十分的有利。（2）應(yīng)用了彈簧隔振系統(tǒng)之后，降低了磨煤機(jī)振動(dòng)的頻率，另外最為關(guān)鍵的就是有效的降低了磨煤機(jī)對(duì)于周邊廠房及人員的影響。（3）因?yàn)槟ッ簷C(jī)基礎(chǔ)臺(tái)座和鍋爐廠房結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)分離的現(xiàn)象，磨煤機(jī)基礎(chǔ)施工的靈活性偏大。磨煤機(jī)基礎(chǔ)施工的進(jìn)行交叉是的施工，可以有效的縮減施工周期。（4）調(diào)平磨煤機(jī)，基礎(chǔ)沉降可以通過彈性彈簧隔振器來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。（5）應(yīng)用彈簧隔振系統(tǒng)之后，磨煤機(jī)自身受到荷載影響偏小，減小了磨煤機(jī)磨損的程度，使得磨煤機(jī)的運(yùn)行可靠性進(jìn)一步的提升。另外還可以有效的延長(zhǎng)磨煤機(jī)的使用壽命，加大磨煤機(jī)大修的周期。（6）和一般基礎(chǔ)相比之下，在應(yīng)用彈簧隔振系統(tǒng)之后，磨煤機(jī)基礎(chǔ)的振動(dòng)具備可控制性，最為關(guān)鍵的就是傳遞到基礎(chǔ)下荷載量減小了，所以可以適當(dāng)?shù)目s減地基基礎(chǔ)處理的資金。綜上所述，工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為繁雜的工作，那么需要考慮各個(gè)方面的因素，從選擇原材料到工程設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)優(yōu)化等等各個(gè)部分，依據(jù)工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)的特征來來具體的進(jìn)行操作。逐漸的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在最大限度之上設(shè)計(jì)出來經(jīng)濟(jì)合理的方案。

參考文獻(xiàn)

篇2

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，經(jīng)濟(jì)性也是非常重要的因素，同時(shí)設(shè)計(jì)出來的建筑結(jié)構(gòu)也要做到便于施工。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分滿足安全、美觀、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和施工方便的原則，這樣設(shè)計(jì)出來的建筑結(jié)構(gòu)才能更好的保證以后的使用效果。隨著生活水平的提高，人們對(duì)于建筑的要求也在不斷的提高。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量自然決定了工程的質(zhì)量。所以，為了更好的完成建筑設(shè)計(jì)工作，本文講述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則及優(yōu)化方案，可以為建筑設(shè)計(jì)工作提供一個(gè)參考。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并非是無規(guī)則可循，它也是存在一定的原則的，主要可以分為四個(gè)方面，下面對(duì)施工設(shè)計(jì)的四個(gè)原則分別進(jìn)行詳細(xì)的論述。

1.1取大舍小原則

每一件事都會(huì)有一個(gè)大小之分的。建筑施工設(shè)汁中的取大舍小原則主要講的建筑施工的過程中要有主次之分。一項(xiàng)工程，各個(gè)部位所需要的時(shí)間是不一樣的，為了保證施工設(shè)計(jì)的合理性以及可行性，就會(huì)把一項(xiàng)工程分為主要和次要的兩個(gè)部分，而這兩個(gè)部分，也要有不同的重視程度。在施工的時(shí)候，要保證的是柱的強(qiáng)度要高于梁的強(qiáng)度，剪處承力要強(qiáng)于彎處，這些東西都在建筑施工設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)。取大舍小原則的實(shí)施會(huì)確保工程的進(jìn)度質(zhì)量還有成本。

1.2剛?cè)嵊卸仍瓌t

剛?cè)嵊卸仍瓌t主要指在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要將過于鋼化的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行柔化，提高建筑物的整體穩(wěn)定性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛?cè)嵊卸纫笤O(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行全方位考慮，對(duì)建筑設(shè)計(jì)中過多的鋼化線條設(shè)計(jì)進(jìn)行改善和調(diào)整，降低建筑物發(fā)生形變的可能性。

1.3多重設(shè)防原則

多重設(shè)防原則主要指在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員要對(duì)所有的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行把握，將建筑結(jié)構(gòu)的整體作為主要設(shè)計(jì)核心，設(shè)計(jì)多重防線，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性。多重設(shè)防要求設(shè)計(jì)人員要熟知建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中邊行多重設(shè)卡，將建筑結(jié)構(gòu)各部分的功能充分放大，提高設(shè)計(jì)效果。

1.4打通關(guān)節(jié)原則

打通關(guān)節(jié)原則主要指在邊行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員要將建筑細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)合在一起，將建筑細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)融會(huì)貫通，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。通過減少建筑結(jié)構(gòu)中的關(guān)節(jié)，將建筑結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)打通，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑整體的全方位把握，增強(qiáng)建筑沒計(jì)的主體效果。

二、住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法

住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是要通過對(duì)擬建住宅進(jìn)行模型的優(yōu)化、計(jì)算方法的優(yōu)化、并在計(jì)算和模擬的基礎(chǔ)上制定有效的結(jié)構(gòu)方案，再進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的建立

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中首要的問題是要根據(jù)實(shí)際的結(jié)構(gòu)特性設(shè)定成為相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，主要的有目標(biāo)控制參數(shù)和約束控制參數(shù)。對(duì)于那些變化范圍比較小的，且在結(jié)構(gòu)的局部加強(qiáng)就能滿足要求的部分參數(shù)，將其確定為預(yù)設(shè)參數(shù)，從而減少計(jì)算的工作量：對(duì)于目標(biāo)函數(shù)，是要找到一組可以滿足預(yù)定條件的鋼筋截面積和截面的幾何尺寸，目標(biāo)是要讓總造價(jià)最小。對(duì)于約束控制函數(shù)，包括前度和穩(wěn)定約束、截面尺寸約束、結(jié)構(gòu)整體約束、構(gòu)建單元約束、正常使用狀態(tài)的上下限約束條件等。參數(shù)的設(shè)計(jì)必須要與實(shí)際情況和規(guī)范相符。

2.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法

在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案的確定上，考慮到建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性帶來的變量多、約束條件多且非線性，因此在計(jì)算過程中，一般的做法是先將有約束的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束條件再進(jìn)行求解，可選用的計(jì)算方有拉式乘子法、復(fù)合形法等。結(jié)構(gòu)選型、尺寸和參數(shù)設(shè)計(jì)完成后，在計(jì)算方案的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)優(yōu)化程序。并在得到計(jì)算結(jié)果后，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，最后確定最合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

2.3建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化中所要解決的復(fù)雜性問題

設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)最主要的目的，就是要使建筑物的安全性、耐久性以及功能性得以保障。保證其能在一定的期限中達(dá)到各個(gè)功能及要求的滿足，此外還要做到建筑資金最大可能性的節(jié)約。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)就是要保證所設(shè)計(jì)出的建筑物可以對(duì)一些自然界的外力作用予以實(shí)質(zhì)性的抵抗。所設(shè)計(jì)出的房屋建筑不至于在外力影響下而坍塌。所以，對(duì)房屋建筑物抵抗外部因素的分析與研究是對(duì)建筑物設(shè)計(jì)與優(yōu)化的關(guān)鍵。在某些比較復(fù)雜的外在自然因素中，相對(duì)較為特殊的就是地震的作用。因?yàn)榈卣鸬淖饔脤?duì)其發(fā)生的地點(diǎn)、時(shí)間以及能量等級(jí)無法準(zhǔn)確的確定。而且其活動(dòng)的周期性也沒有任何可供參考的規(guī)律，地震一旦發(fā)生，其破壞建筑物的威力也是非常嚴(yán)重的，因此對(duì)房屋建筑物加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，是房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié) 。對(duì)剛度均勻堆成的房屋布置方案進(jìn)行采取能夠使房屋抗震能力得以提高，此外，根據(jù)房屋延性設(shè)計(jì)的原理，也能夠保證建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈的地震中不會(huì)出現(xiàn)破碎性的破壞。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用分析

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要在保證建筑使用功能的條件下，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)達(dá)到提高結(jié)構(gòu)安全度、降低工程造價(jià)、提高經(jīng)濟(jì)性的效果，也就是要貫穿建筑的整體設(shè)計(jì)、前期規(guī)劃及抗震設(shè)計(jì)等階段。

3.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的前期參與

建筑是相對(duì)長(zhǎng)期的投資，常見的建筑使用年限均在50～100年間，這就要求結(jié)構(gòu)能夠保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，建筑能夠保持基本的使用功能、良好的空間環(huán)境。因此，要在建筑方案設(shè)計(jì)初期就加入結(jié)構(gòu)優(yōu)化的考慮。這樣可以有效避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理、工程造價(jià)高等問題。也就是說，在建筑方案的設(shè)計(jì)初期就加入結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是提高建筑利用率的有效方法。

3.2要注重建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)部?jī)?yōu)化

隨著電子技術(shù)和建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理論的有效結(jié)合，在對(duì)其建筑物設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行具體操作的過程中，其優(yōu)化方案已經(jīng)從一個(gè)建筑實(shí)踐問題逐漸向數(shù)學(xué)問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化。所以，建筑設(shè)計(jì)工作者必須對(duì)基于電子技術(shù)方面的建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)予以加強(qiáng)。除對(duì)整體性設(shè)計(jì)予以注重之外，還要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件在進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì)上進(jìn)行加強(qiáng)。比如，對(duì)矩形現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)予以盡可能性的劃分，這樣做一方面使現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)保證其受力的合理性，另一方面，也避免了建筑基本構(gòu)件拐角裂縫的產(chǎn)生。

結(jié)語：

一個(gè)優(yōu)秀的建筑施工設(shè)計(jì)，是整個(gè)施工過程中一個(gè)良好的開端，可以保證建筑的整體質(zhì)量和整體效果。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)工程有著舉足輕重的作用?？傊?，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀、充分利用有限資源的基礎(chǔ)上提出的，是符合社會(huì)發(fā)展需要的有力舉措。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡金焱.淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2013，32.

篇3

一、灰色線性規(guī)劃方法

線性規(guī)劃是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)重要分支,它是一種在具有確定目標(biāo)又有一定約束限制條件下,從所有可能的選擇方案中找出最優(yōu)方案的數(shù)學(xué)方法,也是目前研究多變量復(fù)雜系統(tǒng)常用的一種最優(yōu)化方法。但是,一般的線性規(guī)劃存在問題為:①靜態(tài)規(guī)劃不能反映約束條件隨時(shí)間變化的情況;②當(dāng)規(guī)劃模型或約束條件中出現(xiàn)灰數(shù)時(shí)不便處理;③從理論上講,定義在凸集上的凸函數(shù)是有解的,而實(shí)際計(jì)算中往往因技巧、技術(shù)問題使求解過程難以進(jìn)行下去。

利用灰色系統(tǒng)的思想和建模方法,使上述問題得到了一定程度的解決?；疑€性規(guī)劃彌補(bǔ)了一般線性規(guī)劃的不足,它不要求目標(biāo)函數(shù)中的效益系數(shù)、約束條件中的技術(shù)系數(shù)、資源量及其他限制量等都被固定下來,而允許技術(shù)系數(shù)是可變的灰數(shù),約束值是發(fā)展的情況下進(jìn)行,是一種動(dòng)態(tài)的線性規(guī)劃?；疑€性規(guī)劃中的約束條件系數(shù),是灰區(qū)間數(shù),既可按下限規(guī)劃,又可按上限規(guī)劃,還可按區(qū)間內(nèi)的任何一白化值進(jìn)行規(guī)劃。在區(qū)間內(nèi),只要可以得到一組白化值,便可得到一組優(yōu)化方案,從而使規(guī)劃靈活多變,有眾多的調(diào)整余地,適應(yīng)情況的發(fā)展變化,避免了常規(guī)線性規(guī)劃使許多具體問題得不到可行解的結(jié)論,或解過于死板,無調(diào)整余地的缺點(diǎn)。

關(guān)于數(shù)學(xué)模型的求解,除由于灰色線性規(guī)劃模型中效益系數(shù)、技術(shù)系數(shù)及約束系數(shù)是區(qū)間灰數(shù)外,為體現(xiàn)土地資源利用效益最高、費(fèi)用最低、土地資源配置最佳的原則,取效益系數(shù)的上限、技術(shù)系數(shù)的下限、約束參數(shù)的上限,可得到土地資源利用結(jié)構(gòu)的理論最優(yōu)方案。另取效益系數(shù)的下限、技術(shù)系數(shù)的上限、約束參數(shù)的下限,可得到土地資源利用結(jié)構(gòu)的警戒方案。根據(jù)今后土地開發(fā)利用可能采取的方針和政策,對(duì)不同投入水平和不同需求條件下的土地資源利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,據(jù)此分別得出不同投入水平和不同需求條件的不同組合,根據(jù)土地資源利用結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀取漂移系數(shù),就可得到一組土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,再綜合考慮社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益,再根據(jù)研究區(qū)域目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及未來的發(fā)展趨勢(shì),最終優(yōu)選出一組土地資源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,實(shí)現(xiàn)土地資源利用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置和持續(xù)利用。

二、土地資源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化多目標(biāo)線性規(guī)劃模型

土地資源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化即是土地資源利用結(jié)構(gòu)多目標(biāo)線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。

需要說明的是,土地資源利用結(jié)構(gòu)多目標(biāo)線性規(guī)劃模型中的其他約束可以是土地適宜性評(píng)價(jià)約束、土地總面積約束和數(shù)學(xué)上的非負(fù)約束等,特別強(qiáng)調(diào)的是本模型無論是目標(biāo)函數(shù)還是約束條件都可以采用灰數(shù),即本模型是灰色線性規(guī)劃多目標(biāo)模型見圖1,若模型中所有變量都為白數(shù)即為通常的線性規(guī)劃模型。

三、實(shí)例

本次計(jì)算實(shí)例選擇環(huán)京津地區(qū)7各地級(jí)市,對(duì)其土地資源利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化配置。

(一)環(huán)京津地區(qū)概況

河北省環(huán)京津地區(qū)包括唐山市、秦皇島市、滄州市、保定市、廊坊市、張家口市和承德市7個(gè)地級(jí)市以及13個(gè)縣級(jí)市、65個(gè)縣城,國(guó)土面積共13.82萬平方公里,占全省總面積的73.5%,其中7個(gè)地級(jí)市城市建成區(qū)面積417.97平方公里,占區(qū)域總面積的0.3%。2007年總耕地面積3855633公頃,總?cè)丝?974.77萬人,占全省總?cè)丝?943.19萬人的57%,人口平均密度為287.6人/平方公里,農(nóng)村社會(huì)生產(chǎn)總值為124351338萬元,占河北省的64%。

(二)環(huán)京津地區(qū)土地資源特點(diǎn)

河北省作為環(huán)京津地區(qū)的第一大省,是中國(guó)唯一兼有高原、山地、丘陵、平原、湖泊和海濱的省份,也是緊鄰京津的省份,京津地區(qū)任何發(fā)展變化都與河北省密不可分,其土地資源利用的特點(diǎn)也隨著京津地區(qū)的發(fā)展需求而發(fā)生變化。環(huán)京津土地資源的數(shù)量特征及其空間分布狀況,構(gòu)成了該地區(qū)土地資源的特點(diǎn)。

(三)模型采用的約束條件

本次計(jì)算采用灰色線性規(guī)劃方法,建立多目標(biāo)農(nóng)業(yè)土地利用模型,約束條件總的分為3大類,即社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境,包括12個(gè)約束條件。為了保證規(guī)劃的動(dòng)態(tài)性,約束系數(shù)aij和約束常數(shù)bi采用灰色GM(1,1)模型預(yù)測(cè),并結(jié)合定性分析得到其白化值。再進(jìn)行求解。

(四)目標(biāo)函數(shù)的價(jià)值系數(shù)

由于環(huán)境生態(tài)約束與社會(huì)約束選擇的是優(yōu)化后的結(jié)果,在總目標(biāo)中作為必須保證的約束處理,此時(shí)的總優(yōu)化目標(biāo)只取經(jīng)濟(jì)效益最大。

根據(jù)2007年統(tǒng)計(jì)資料,求得相應(yīng)地類的價(jià)值系數(shù),由于居民點(diǎn)和工礦用地及未利用土地不產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,故其價(jià)值系數(shù)取0。

(五)優(yōu)化結(jié)果

根據(jù)以上給定的約束條件和建立的灰色線性規(guī)劃模型,求得若干套環(huán)京津地區(qū)土地資源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果,選擇有代表性的4套方案列于,由于采用灰色線性規(guī)劃優(yōu)化模型,任一灰變量在灰區(qū)間取任何一個(gè)不同的白化值都構(gòu)成一套優(yōu)化方案,在此不予贅述。

環(huán)京津地區(qū)土地資源利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化是在社會(huì)需求、生態(tài)效益最優(yōu)的的前提下,求農(nóng)村社會(huì)總產(chǎn)值最大,本次分析選擇與土地利用結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值作為比較對(duì)象,上述所選4套優(yōu)化方案與2007年實(shí)際各項(xiàng)產(chǎn)值相比。其中在2007年實(shí)際林業(yè)產(chǎn)值中包括果園產(chǎn)值。

四、結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；探討；應(yīng)用

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

如今，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建筑土地資源越來越緊缺，因此高層或超高層住房將成為城市住宅的發(fā)展方向，相較于傳統(tǒng)的建筑模式，高層建筑等新型建筑的建設(shè)具有更大的難度，這就要求相關(guān)的施工建設(shè)人員應(yīng)該重視房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，在減少資金投入的同時(shí)，進(jìn)行細(xì)致的建筑設(shè)計(jì)方案規(guī)劃，運(yùn)用新技術(shù)和新理念，建設(shè)出既安全又經(jīng)濟(jì)的建筑。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出合理的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少建設(shè)資金投入，與沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比采用優(yōu)化法進(jìn)行優(yōu)化后的建筑能夠節(jié)省10%～20%的建設(shè)費(fèi)用。不過，在實(shí)際的施工建設(shè)過程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施往往不是一帆風(fēng)順的，可能因?yàn)槎喾矫娴南拗贫y以進(jìn)行。首先，很多施工單位都會(huì)因?yàn)橼s工程進(jìn)度，而不顧施工質(zhì)量，對(duì)于房屋設(shè)計(jì)的缺陷不予及時(shí)的優(yōu)化處理，而對(duì)最后的建筑質(zhì)量造成影響。其次，還有一些施工建設(shè)人員自身經(jīng)驗(yàn)不足、專業(yè)素質(zhì)不高，無法進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化。最后，還因?yàn)橐恍┦┕そㄔO(shè)人員和設(shè)計(jì)人員只注重建筑的部分建設(shè)，而忽視建筑的整體設(shè)計(jì)，不能準(zhǔn)確的制定工程預(yù)案，影響建筑整體的造價(jià)。對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠合理的規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)，減少工程資金投入，房屋結(jié)構(gòu)各個(gè)方面整合起來，能夠保證建筑質(zhì)量，為人們提供經(jīng)濟(jì)安全的住房。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 分階段優(yōu)化與壽命優(yōu)化。在限定時(shí)間內(nèi)，每一個(gè)項(xiàng)目工程都有使用的期限，而且在每一個(gè)環(huán)節(jié)中，都可以設(shè)計(jì)出多種方案以供參考與挑選。也就是說，在每個(gè)階段，都可以對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員可在確定優(yōu)化方法的時(shí)候，可以將各個(gè)階段的性質(zhì)作為依據(jù)，從而優(yōu)化整體工程的壽命，并對(duì)建筑的施工質(zhì)量予以保障，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益能夠有所增加。

2.2 局部?jī)?yōu)化與整體優(yōu)化。復(fù)雜性與層次性是任何一個(gè)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)都具備的兩大特點(diǎn)。從復(fù)雜性方面來看，其主要包括零部件的選取、建筑原材料的選取以及結(jié)構(gòu)類型的選取等內(nèi)容。從層次性方面來看，其主要包括建筑的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)體系以及安裝設(shè)計(jì)體系等，而在每一個(gè)體系之內(nèi)又包括了很多個(gè)下屬體系。在設(shè)計(jì)房屋建筑的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該優(yōu)化各個(gè)下屬的系統(tǒng)，沖破各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)，對(duì)工程進(jìn)行疊加。因此，在建筑任何房屋的時(shí)候，優(yōu)化的著眼點(diǎn)都應(yīng)該是整體而非局部。只有這樣，才能達(dá)到真正設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。

2.3 優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)。要想模型建立與優(yōu)化房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)，首先就要對(duì)剪力墻進(jìn)行合理的布設(shè)，對(duì)剪力墻的質(zhì)量均勻予以有效保證。這樣，樓層的結(jié)構(gòu)重心便能同樓層的平面剛度中心點(diǎn)實(shí)現(xiàn)重合，從而有效地削減了風(fēng)力以及地震等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。如果房屋的類型允許的話，那么可以盡量使用大開間的剪力墻構(gòu)造，并對(duì)剪力墻的墻肢長(zhǎng)進(jìn)行增加。這樣做，不僅可以有效地對(duì)墻肢的數(shù)量進(jìn)行縮減，還可以確保剛度能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，并以此作為前提與基礎(chǔ)，有效地降低混凝土的使用數(shù)量。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體措施

3.1 地基是建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。對(duì)建筑物的穩(wěn)定性起著決定性的作用。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)時(shí)，要因地制宜，具體情況具體分析。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)地基的設(shè)計(jì)優(yōu)化首先是要選擇合理的優(yōu)化方案，如果是基礎(chǔ)較深，那么就需要對(duì)擬建工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行全面仔細(xì)的勘察，然后再綜合其他現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的各種因素進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計(jì)。

3.2 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。磚砌體在房屋建筑結(jié)構(gòu)中主要擔(dān)負(fù)著抵抗側(cè)向位移和承重的作用，它的布置方式較為多變，但是在躍層結(jié)構(gòu)或表現(xiàn)出過大的受力結(jié)構(gòu)中卻并不適宜。通常應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行以下方面的優(yōu)化，優(yōu)化平立面結(jié)構(gòu)，保證建筑形體的規(guī)則性，抗側(cè)力構(gòu)件平面布置宜規(guī)則對(duì)稱，側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化?？v向抗震墻體在建筑整體中，必須保證有三條以上，合理規(guī)劃門窗的開口規(guī)格，一般要將寬度控制在2m或2m以下，這樣的設(shè)計(jì)有利于增加建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

3.3 建筑底部剪力墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化。處于房屋建筑底部位置的框架剪力墻因?yàn)榫哂胸Q直方向抵抗側(cè)力部件的不連續(xù)性，所以就增加了受力出現(xiàn)不平衡狀況的因素。也就因此而增加了對(duì)建筑平面的要求。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡最大可能將承重墻放置于框架梁之上，如果受到具體條件限制而只能放置于次梁時(shí)，就必須要將主梁與框架梁的鋼筋配置適度增大，使放置承重墻的樓板厚度增加。

3.4 剪力墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化。對(duì)剪力墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其中連梁是最為重要的環(huán)節(jié)。如果將連梁的剮度增加，就一會(huì)產(chǎn)生增加建筑結(jié)構(gòu)地震作用的情況，同時(shí)也就造成了連梁與墻肢的內(nèi)部受力分配大幅度增加，這樣就應(yīng)該將此處構(gòu)件的鋼筋配置適度增加，從而使建筑材料受到不必要的浪費(fèi)。所以，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)該選擇將大剛度窗下墻當(dāng)做連梁的設(shè)計(jì)。應(yīng)該選擇的設(shè)計(jì)方式應(yīng)該是把連梁設(shè)計(jì)成剛度與截面較小的弱連梁，并且在達(dá)到結(jié)構(gòu)的剛度與變形程度要求的條件下，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)與變形能力等多方面思考，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的布置。一般來說，剪力墻設(shè)計(jì)越多，建筑結(jié)構(gòu)也就具有更大的抗側(cè)力，從而減少建筑結(jié)構(gòu)的位移，卻導(dǎo)致了地震力的增大?；谝陨系目紤]，進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)時(shí)必須要掌握對(duì)稱和分散與均勻的基本理念，以水平位移限度為準(zhǔn)控制剪力墻的數(shù)目。

3.5 房屋建筑結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，不但要關(guān)注整體設(shè)計(jì)，也應(yīng)該對(duì)各個(gè)細(xì)部結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)給予重視，比如進(jìn)行現(xiàn)澆板的設(shè)計(jì)時(shí)，為了達(dá)到去除拐角裂縫與結(jié)構(gòu)受力均勻的目的就需要將異形板劃分為矩形板。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)底部的框架抗震墻的鋼筋配置通常較大，如果在材料選用上使用冷軋帶肋鋼筋則能夠適當(dāng)減少鋼筋配置，從而更加便于施工和達(dá)到控制工程造價(jià)的目的。在有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化方面，也可以增加對(duì)現(xiàn)代化高科技的利用。

4 結(jié)語

總而言之，利用對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，可以保證建筑自身的功能，并且對(duì)工程資金投入進(jìn)行控制。另外，建筑企業(yè)及開發(fā)商不應(yīng)過于重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益，利用縮減建材、降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、削弱技術(shù)性能等方法來追求利益，并且也不可以一味的關(guān)注技術(shù)而忽視經(jīng)濟(jì)效益。房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化其最終的目的在于保證建筑的功能、提高建筑的質(zhì)量、提升環(huán)保性能，增加企業(yè)收益。為了完成這一任務(wù)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷提高自身水平，緊跟時(shí)代步伐，勇于開拓創(chuàng)新，為人民的居住及生活提供安全保障。因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行談?wù)撌侵档孟嚓P(guān)工作人員深入思考的事情。

參考文獻(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；分析

1 建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要意義

使用合理的優(yōu)化方法，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，既能降低整個(gè)工程的造價(jià)，還能提升建筑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從而能夠有效提升建筑的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 使工程的造價(jià)降低

建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在會(huì)充分的考慮到現(xiàn)行階段的建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來進(jìn)行剖析，根據(jù)現(xiàn)行的建筑特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，如當(dāng)前的高層建筑和高層的住宅偏多，因此其層數(shù)很多，在建筑用地面積不變的情況下建筑總面積很大，在面對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了節(jié)省用地，會(huì)將建筑物的房頂進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃，可以保證整個(gè)工程的總造價(jià)降低，節(jié)約成本。

1.2 能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要保證到建筑工程的經(jīng)濟(jì)效果，隨著建筑的層數(shù)的增加，高度也會(huì)增加，與其相關(guān)的墻體面積、柱體面積及配套的設(shè)施如管道等都會(huì)增加很多，層數(shù)比較少或者高度比較低時(shí)相應(yīng)的建筑就會(huì)節(jié)省一些這樣的荷載。同時(shí)，高度越高的建筑，相鄰之間的距離也會(huì)比較遠(yuǎn)，這樣不利于節(jié)省用地開支的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，如果讓建筑的總高度下降，那各建筑之間的距離也會(huì)靠的近一些，這樣可以節(jié)約用地。另外，相同面積的建筑之間，建筑的平面形狀不同會(huì)使得其周長(zhǎng)不同，越規(guī)則的平面形狀其周長(zhǎng)會(huì)小一些，并且能夠提高其荷載的性能，增強(qiáng)了建筑的質(zhì)量。優(yōu)化創(chuàng)新后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相較于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠有效降低建筑的總造價(jià)，能夠有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以分為目標(biāo)函數(shù)選擇、變量選擇、約束條件選擇三個(gè)步驟，每一個(gè)步驟都涉及到建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)方面的內(nèi)容。

2.1 目標(biāo)函數(shù)選擇

確定建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)是建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)的第一步，通過采用相應(yīng)的技術(shù)與辦法，以建筑的面積的參數(shù)以及建筑可以達(dá)到的安全標(biāo)準(zhǔn)為前提，結(jié)合建筑建設(shè)所用的建筑材料等進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃和計(jì)算，要保證相關(guān)的參數(shù)在計(jì)算的過程中要滿足相關(guān)的需求。合理科學(xué)地選擇建筑的工程造價(jià)模式是建筑設(shè)計(jì)相關(guān)人員在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中必須要進(jìn)行的工作，要盡量?jī)?yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在保證建筑質(zhì)量的前提下，降低工程的總體造價(jià)。

2.2 變量選擇

建筑工程的設(shè)計(jì)階段，除了對(duì)建筑工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行正確的選擇，還要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)行變量選擇，變量的選擇對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的。變量選擇，顧名思義就是對(duì)影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各種會(huì)變化的因素進(jìn)行分析和選擇，并研究其中會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成的影響最大的一個(gè)因素，然后在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估計(jì)算以及控制其影響程度，以發(fā)揮建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的作用。

2.3 約束條件選擇

建筑工程是一個(gè)復(fù)雜而又系統(tǒng)的工程，因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，受許多約束條件所影響，在對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮到建筑工程的約束條件、對(duì)約束條件的準(zhǔn)確判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最大化。比如，在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、尺寸、應(yīng)力等等因素所存在的約束條件進(jìn)行判斷選擇，要以建筑工程的實(shí)際情況作為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作具有模范性和科學(xué)性，給建筑工程的施工打好基礎(chǔ)，提高整個(gè)工程項(xiàng)目的效率和經(jīng)濟(jì)效益。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體措施

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，是由建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)優(yōu)化方法以及建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法@兩個(gè)發(fā)面體現(xiàn)出來的。在建筑結(jié)構(gòu)整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，要立足整體，全面的分析總體的數(shù)據(jù)，并相互協(xié)調(diào)，確保選出最優(yōu)的優(yōu)化方法。在細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面進(jìn)行剖析，合理劃分為不同的部分，逐個(gè)解決相關(guān)的選型、布置、造價(jià)等幾個(gè)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)的目標(biāo)。

（1）拓?fù)鋬?yōu)化法。拓?fù)鋬?yōu)化法，就是通過在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，結(jié)合建筑自身的特點(diǎn)以及實(shí)際的用途和情況，正確找到理想化的建筑結(jié)構(gòu)分布形式，全面的分析建筑結(jié)構(gòu)的剛度和其他與結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的屬性，來減少建筑結(jié)構(gòu)自身的重量，從而提升建筑的性能。設(shè)計(jì)人員要充分掌握以及了解拓?fù)浞治龇椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)，合理運(yùn)用拓?fù)浞治龇椒ǎ沟迷O(shè)計(jì)出來的建筑結(jié)構(gòu)擁有很強(qiáng)的邏輯性。

（2）截面優(yōu)化法。截面結(jié)構(gòu)的可靠性以及安全性是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)人員必須要考慮的一個(gè)重要方面。截面結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)所在，其性能是最能體現(xiàn)出建筑的整體性能的。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，為了保證截面結(jié)構(gòu)的的可靠性與安全性，設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中所涉及的界面進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅可以提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可以提高建筑的美觀程度。具體的方法有，可利用有限元方法來計(jì)算設(shè)計(jì)變量的結(jié)構(gòu)位移情況以及應(yīng)力特點(diǎn)，然后用計(jì)算設(shè)備對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算和分析，得出結(jié)果后，根據(jù)其需求調(diào)整，確定調(diào)整的范圍，在此范圍中再進(jìn)行區(qū)域優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（3）外形優(yōu)化法。外形優(yōu)化是在界面優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善的，以達(dá)到更好提升建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行外形優(yōu)化時(shí)，相關(guān)人員要對(duì)建筑的整體情況掌握得很清楚，再根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的建筑柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在掌握的建筑的情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。建筑結(jié)構(gòu)的外形特征就是利用外形優(yōu)化法來進(jìn)行劃分的。外形優(yōu)化方法在實(shí)際的實(shí)施過程中，通常會(huì)采用連續(xù)性結(jié)構(gòu)與桿系結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)選取是桿系結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)在選取好后，要將其作為設(shè)計(jì)的一個(gè)變量，來實(shí)現(xiàn)建筑外形優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)及需求。

（4）細(xì)節(jié)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與概念設(shè)計(jì)相結(jié)合。概念設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，是在比較缺乏詳細(xì)的相關(guān)數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行的。某些因素是具有不確定性的，比如地震，在對(duì)建筑的抗震能力進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于缺乏詳細(xì)的數(shù)據(jù)，只能通過概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，將一些存在的數(shù)據(jù)當(dāng)作輔助來進(jìn)行。同時(shí)，通過結(jié)合上訴的一些結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，使得優(yōu)化效果更佳。另外，在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是必須要做的工作，如現(xiàn)澆混凝土施工過程中，異形板料的彎曲部分容易開裂是一個(gè)比較突出的問題，對(duì)此我們將其進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后再選擇鋼筋，這樣能有效的降低混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的幾率，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，最重要的是滿足了建筑結(jié)構(gòu)的基本需求。

（5）對(duì)地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)建筑的地基進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)也是優(yōu)化整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的有效方法。選擇合適的方案對(duì)于地基的結(jié)構(gòu)優(yōu)化來說很重要，例如，樁基類型的選擇，要以實(shí)際的施工情況為準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)降低造價(jià)的目標(biāo)，然后以樁端持力層的厚度為參考，選擇科學(xué)合適的灌注樁長(zhǎng)度，且對(duì)不同的優(yōu)化方案進(jìn)行集中對(duì)比，盡量使得選擇的方案是最佳的。再比如，樁筏基礎(chǔ)是某建筑結(jié)構(gòu)的原有設(shè)計(jì)方案，通過把該設(shè)計(jì)利用的樁筏基礎(chǔ)改為樁基礎(chǔ)的優(yōu)化方法，設(shè)置不同的承臺(tái)，在此優(yōu)化中，在保證總的沉降值和不均勻沉降值的前提下，顧及到的是基礎(chǔ)傳力的傳遞路勁越短會(huì)越省材料的原因。與樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案相比，樁基礎(chǔ)是一個(gè)更好的選擇。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠使得建筑質(zhì)量更好、更加美觀、降低工程造價(jià)以及提升建筑的經(jīng)濟(jì)效益，在建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天能夠提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，也能夠?yàn)槿藗儙砀邪踩Ｕ虾唾|(zhì)量保障的建筑物，因此其在建筑工程中是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。但在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在實(shí)際的實(shí)施過程中，是比較復(fù)雜的，需要多方面的出發(fā)，充分結(jié)合實(shí)際的情況選擇科學(xué)合理的方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行最佳的優(yōu)化目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]李貴江.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法探析[J].江西建材，2017（01）.

篇6

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法；概念設(shè)計(jì)優(yōu)化

一個(gè)建筑要達(dá)到精美的效果，設(shè)計(jì)師需要把其美觀設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來。為實(shí)現(xiàn)在有限的空間、有限的資源的情況下，發(fā)揮出最大效果，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要采取適用、經(jīng)濟(jì)、安全、便于施工和美觀這五種效果措施。而在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以滿足這一要求，保證建筑美觀、造型優(yōu)美，同時(shí)又能夠便于房屋的施工，使房屋安全、經(jīng)濟(jì)、適用，從而真正成為“經(jīng)濟(jì)適用”房[1]。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論基礎(chǔ)

在進(jìn)行工程項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮的因素很多，最終目的是要在保證設(shè)計(jì)對(duì)象基本適用功能和安全可靠性的情況下，把設(shè)計(jì)對(duì)象設(shè)計(jì)到最好的程度。這就涉及到工程和結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的問題。用科學(xué)的語言來描述就是：利用確定的數(shù)學(xué)方法，在所有可能的設(shè)計(jì)方案的集合中，搜索到能夠滿足預(yù)定目標(biāo)的、最令人滿意的方案[2]。

從建筑理論上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法可以得知，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一是房屋工程部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其二是房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)。后者的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。穿插其中的，還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等項(xiàng)目，在實(shí)施過程中，應(yīng)遵循一定的原則，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，從實(shí)際出發(fā)，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)安全被保證的情況下，建筑師應(yīng)開拓創(chuàng)新，挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，建筑師的設(shè)計(jì)意圖應(yīng)能夠得到基本滿足，應(yīng)設(shè)置盡量符合規(guī)則的平面布局，使其對(duì)稱；同時(shí)減少質(zhì)量中心和剛度中心的差異，使建筑物在水平荷載作用下不致于產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在豎直方向的布置上，應(yīng)確保在滿足功能要求的情況下，盡最大可能貫通豎向的承重構(gòu)件；為使結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的難度不致于太大，減少不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，使應(yīng)力分散，轉(zhuǎn)化層應(yīng)盡可能少地使用；豎直方向的剛度要漸變，而不要突變，如若不然，在水平荷載作用下，突變處會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這是非常不利于結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力荷載的[3]。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的意義所在

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以起到非常好的效果，這不僅可以使房屋看起來更加美觀，用起來更加實(shí)在，而且也能夠節(jié)省大量的造價(jià)，起到良好的效果。采用設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法與采用傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相比優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的，它可以使建筑工程造價(jià)得到大幅度降低，降幅可達(dá)30%左右。要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方法的技術(shù)性問題，材料的性能要合理利用起來，爭(zhēng)取協(xié)調(diào)好建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各單元，達(dá)到建筑規(guī)范所規(guī)定的安全水平。同時(shí)，優(yōu)化方法的技術(shù)性實(shí)現(xiàn)還可以合理決策建筑整體性方案設(shè)計(jì)，它可以有效實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟

（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分以按3 個(gè)步驟進(jìn)行。首先，選擇設(shè)計(jì)變量。一般把對(duì)設(shè)計(jì)要求起主要影響作用的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，如目標(biāo)控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)造價(jià)C1 和損失期望C2）和約束控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度PS）；而將那些對(duì)設(shè)計(jì)要求來講，變化范圍不大或是根據(jù)結(jié)構(gòu)要求或局部性的設(shè)計(jì)考慮就能滿足設(shè)計(jì)要求的參數(shù)等作為預(yù)定參數(shù)，這可以大大減少設(shè)計(jì)、計(jì)算和編制程序的工作量；其次，確定目標(biāo)函數(shù)。尋求一組滿足預(yù)定條件的截面幾何尺寸和鋼筋截面積以及失效概率，從而使總費(fèi)用最小；第三，確定約束條件。房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，則包括尺寸約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、應(yīng)力約束、變形約束、裂縫寬度約束、構(gòu)件單元約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。在設(shè)計(jì)中，要使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于實(shí)際房屋結(jié)構(gòu)工程，則是路房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)際的約束條件與目標(biāo)約束條件相比較，保證各約束條件都符合現(xiàn)行規(guī)范的要求，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)。

（二）設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案

房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題屬于比較復(fù)雜的多變量、多約束非線性優(yōu)化問題，一般情況下，在計(jì)算過程中，應(yīng)轉(zhuǎn)化問題求解，即將有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束問題?？梢岳闷饋淼膬?yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法有復(fù)合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。

（三）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)

根據(jù)基于可靠度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法，編制功能齊全、運(yùn)算速度快的綜合程序。

（四）結(jié)果分析

對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。在上述步驟的執(zhí)行過程中，涉及的問題包括多個(gè)方面，所以要全方位、多角度地考慮。這主要是因?yàn)榻ㄔO(shè)投資這項(xiàng)工程的耗資非常大，涉及到的情況非常多，在設(shè)計(jì)中片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)節(jié)約是不正確的。應(yīng)滿足技術(shù)上的相應(yīng)要求，使項(xiàng)目達(dá)到相應(yīng)的功能要求，與此同時(shí)，要反對(duì)重視技術(shù)，輕經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)保守浪費(fèi)的現(xiàn)象。

四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）直覺優(yōu)化（概念設(shè)計(jì)優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于同一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法：分析過程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問題是計(jì)算機(jī)無法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷[4]。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過程中。

（二）概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問題

概念設(shè)計(jì)所要處理的問題多種多樣。但可以肯定的是希望通過概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或?qū)⑵茐某潭冉抵磷畹?。因此，分析如何?yīng)付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞；多道設(shè)防思想能使建筑在特大地震作用下次要的構(gòu)件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設(shè)防思想在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。

總而言之，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究涉及面廣泛，具有十分復(fù)雜的特點(diǎn)，是一項(xiàng)綜合決策問題。適用、經(jīng)濟(jì)、安全、便于施工和美觀是建筑工程設(shè)計(jì)優(yōu)化追求的五種效果，而這五個(gè)方面的側(cè)重點(diǎn)各不相同，相互之間又存在一些矛盾的地方，一個(gè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)的出現(xiàn)往往

是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。所以，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程中，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐探索，降低經(jīng)濟(jì)成本，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化，從而在保證經(jīng)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本和達(dá)到美觀要求的情況下合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]王智鋒，孫之如. 建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化[J]. 河南水利與南水北調(diào). 2010（09）

[2]李鋒. 淺談現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 科技資訊. 2010（26）

篇7

【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法；重要性；應(yīng)用

房屋建筑企業(yè)應(yīng)該應(yīng)用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)公司利潤(rùn)的最大化，從而提高公司的綜合競(jìng)爭(zhēng)力?？偠灾课萁ㄖO(shè)計(jì)師充分做好房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)與客戶的雙贏。

1.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性及其作用

1.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性

對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，施工人員應(yīng)在確保房屋建筑質(zhì)量安全的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)致分析，應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)觀念及技術(shù)，從而對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，房屋的結(jié)構(gòu)如果經(jīng)過設(shè)計(jì)優(yōu)化，同未經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的房屋建筑相比可以縮減10%―20%的費(fèi)用。但是，在現(xiàn)實(shí)的施工設(shè)計(jì)優(yōu)化中，因?yàn)槭艿蕉喾矫鏃l件的限制，實(shí)施起來十分困難，無法充分發(fā)揮其優(yōu)越性。例如：一些施工企業(yè)過于追趕工程進(jìn)度，從而導(dǎo)致對(duì)房屋的設(shè)計(jì)效果造成影響；很多年輕的項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員因?yàn)槿鄙俟ぷ鹘?jīng)驗(yàn)，無法進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化；還有的設(shè)計(jì)人員因?yàn)閷?duì)房屋建筑部分的過分關(guān)注，從而對(duì)整體房屋建筑的設(shè)計(jì)預(yù)案造成忽略，影響了整體造價(jià)。從中可以看出，房屋建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員應(yīng)把施工技術(shù)同經(jīng)濟(jì)收益緊密的聯(lián)系起來，唯有規(guī)劃出切實(shí)可行、效果良好的設(shè)計(jì)預(yù)案才可以保證企業(yè)獲取最大收益。

1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的作用

（1）對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化可以全面發(fā)揮機(jī)械設(shè)備及建材的性能，同以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化可以降低工程造價(jià)的資金投入，為企業(yè)贏取更高的收益。同時(shí)，還能夠把房屋結(jié)構(gòu)中的各個(gè)單元進(jìn)行有機(jī)整合，提高房屋建筑的質(zhì)量，保證人們的居住安全。所以，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化是保證民用房屋經(jīng)濟(jì)性更好、適用性更強(qiáng)的重要方法之一。（2）提升房屋建筑的安全性。通過對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以對(duì)原有設(shè)計(jì)方案中的不足和缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，從而提升房屋結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，在保證房屋建筑整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)省房屋建筑材料，提升房屋建筑的穩(wěn)定性和相應(yīng)的受力性能，確保房屋建筑的使用安全。（3）減低工程造價(jià)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)方案相比，房屋建筑工程的成本可以節(jié)約10%-30%左右，成本大大降低。同時(shí)，通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，還可以充分發(fā)揮原材料的性能，確保房屋結(jié)構(gòu)各個(gè)單元之間的緊密聯(lián)系，提升房屋建筑工程的經(jīng)濟(jì)性。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

2.1結(jié)構(gòu)同房屋建筑的協(xié)調(diào)優(yōu)化

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能保證房屋建筑的結(jié)構(gòu)同整體平面的配合緊密，從而實(shí)現(xiàn)造型美觀、結(jié)構(gòu)合理的效果。在進(jìn)行房屋建筑柱及墻的布設(shè)時(shí)，應(yīng)同房建平面的功能需求相一致，每個(gè)房間的進(jìn)深、開間都應(yīng)保持統(tǒng)一。房屋建筑系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)潔，墻與柱不可以出現(xiàn)錯(cuò)位情況，每一層的高度及截面面積應(yīng)相同。進(jìn)行樓體或電梯的設(shè)計(jì)時(shí)，其應(yīng)力集中或受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域，承重構(gòu)件應(yīng)盡可能選取高強(qiáng)建材，從而降低自重，而非承重的構(gòu)建應(yīng)選用質(zhì)量較輕的建材。整體房屋建筑在布局方面應(yīng)保證重心、剛心及質(zhì)心交疊，預(yù)防出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)情況。

2.2整體優(yōu)化和局部?jī)?yōu)化

任一項(xiàng)目房屋建筑的設(shè)計(jì)都具備層次性及復(fù)雜性兩方面的特點(diǎn)。以層次性看來，其一般包含房屋建筑的設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)體系及安裝設(shè)計(jì)體系等，每一個(gè)體系內(nèi)又囊括了多個(gè)下屬體系。進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)各個(gè)下屬系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)沖破，疊加工程；以復(fù)雜性看來，其一般包含房屋建筑原料選取、零部件選取、結(jié)構(gòu)類型選取等內(nèi)容。所以，對(duì)于任一房屋建筑來講，就應(yīng)從整體進(jìn)行優(yōu)化，方可真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2.3優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)范

在對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格遵循了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，不僅充分了解了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)條例，而且結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行了合理應(yīng)用。同時(shí)，針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中存在的不足，如安全性較差、要求過于寬松等，設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行了適當(dāng)?shù)娜∩?，從而切?shí)保證了設(shè)計(jì)成果的最優(yōu)化。

2.4概念設(shè)計(jì)優(yōu)化

技術(shù)與房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于同一房屋建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的房屋建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的：房屋建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問題是計(jì)算機(jī)無法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過程中。此外，分析如何應(yīng)付房屋建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，房屋建筑設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞；多道設(shè)防思想能使房屋建筑在特大地震作用下次要的構(gòu)件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設(shè)防思想在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)思想。

2.5樁基礎(chǔ)優(yōu)化

樁基礎(chǔ)可以劃分為灌注樁及預(yù)制樁兩種樁型。因?yàn)楣嘧对谑┕r(shí)質(zhì)量較難控制，并且操作復(fù)雜，時(shí)間較長(zhǎng)。所以，如果在沉降符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)利用預(yù)制樁進(jìn)行施工。另外，因?yàn)樵谄胀顩r下，伴隨著樁基的不斷深入，土壤對(duì)樁身的作用及摩擦也隨之增大，所以，應(yīng)盡量選取長(zhǎng)度較大的預(yù)制樁。

2.6框架梁、柱箍筋間距的優(yōu)化

對(duì)不同抗震等級(jí)的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規(guī)定。側(cè)重點(diǎn)就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時(shí)還包括對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本房屋結(jié)構(gòu)的類型需要，如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計(jì)活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、材料等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的要素。

3.結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著極其重要的作用，推動(dòng)著城市化的建設(shè)與發(fā)展。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在確保安全性與合理性的基礎(chǔ)之上，應(yīng)該加強(qiáng)整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)美觀性，以及對(duì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化，促進(jìn)工作的改進(jìn)。現(xiàn)代化的房屋建筑設(shè)計(jì)不僅需要確保其基本的使用價(jià)值和功能性，同時(shí)針對(duì)外觀的設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)具有一定的美觀性，以進(jìn)一步的增強(qiáng)整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

篇8

（山東太航建筑設(shè)計(jì)有限公司，濟(jì)南 250014）

（Shandong Too Airlines Architectural Design Co.，Ltd.，Ji´nan 250014，China）

摘要： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確保建筑質(zhì)量的首要步驟，特別是對(duì)于高層建筑來說，由于建筑層數(shù)較多而且結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)復(fù)雜情況，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題尤其多。本文將結(jié)合結(jié)合筆者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題，以及提出有效提高高層建筑結(jié)構(gòu)水平的相應(yīng)處理措施。

Abstract: The structure design is the first step to ensure the quality of building, especially for high-rise building, because there are many layers of the building and the structure is complex, many design problems should be paid attention to especially. Combined with the practical experience of structure design, This paper discusses the problems should be considered in the design of tall building structures, and puts forward corresponding treatment measures that can effectively improve the level of tall building structures.

關(guān)鍵詞 ： 高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；措施；設(shè)計(jì)參數(shù)

Key words: high-rise building；structure design；measures；design parameter

中圖分類號(hào)：TU972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）34-0119-02

作者簡(jiǎn)介：郭文起（1984-），男，河北館陶人，工程師，研究方向?yàn)楦邔咏ㄖY(jié)構(gòu)。

0 引言

隨著高層建筑的不斷發(fā)展以及建筑內(nèi)部的復(fù)雜性，給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來更大難度。如何設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理可靠的高層建筑結(jié)構(gòu)，是設(shè)計(jì)人員要面對(duì)的問題。而掌握高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，正確合理地處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所出現(xiàn)的問題，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須具備的一項(xiàng)基本素質(zhì)。

1 概述

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理念注重以實(shí)際為準(zhǔn)則，根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況，以計(jì)劃成本控制為中心來進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是利用對(duì)建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型，通過對(duì)各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學(xué)的計(jì)算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化結(jié)果方案。

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)意義主要有兩點(diǎn)：一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可節(jié)省材料，有利于抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能；二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大大降低了建筑工程的總成本造價(jià)。節(jié)約用地，大量資料表明，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價(jià)25%左右，同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘軌蜃尳ㄖこ探Y(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法

2.1 結(jié)構(gòu)平面圖 在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時(shí)，是否要輸入結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模，當(dāng)建筑地處抗震設(shè)防烈度為6度區(qū)時(shí)，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，是可以不用進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算的，但必須符合有關(guān)的抗震措施要求。因此對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)來說可以不用在軟件中建模，直接設(shè)計(jì)即可。

2.2 屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)建筑是坡屋面時(shí)，結(jié)構(gòu)的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜的坡屋面。折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構(gòu)造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角處鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫法，通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法。

2.3 大樣詳圖 在建筑詳圖的準(zhǔn)確無誤的基礎(chǔ)上，大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎(chǔ)上直接繪制，也可在以前做過的詳圖的基礎(chǔ)上來局部改進(jìn)繪制。這階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量地使結(jié)構(gòu)受力合理和施工方便。在標(biāo)高和外形尺寸上一定要和建筑專業(yè)協(xié)調(diào)一致。

2.4 樓梯 樓梯梯板要注意撓度的控制，梯梁要注意的是梁下凈高要滿足建筑的要求，梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統(tǒng)一。局部不合適處可以采用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內(nèi)折角處要斷開分別錨固防止局部的應(yīng)力集中。注意梁下的凈空要求，并要注意梯板寬度的問題。首段梯板的基礎(chǔ)應(yīng)注意基礎(chǔ)的沉降問題，必要時(shí)應(yīng)設(shè)梯梁。

2.5 基礎(chǔ) 基礎(chǔ)要注意混凝土的標(biāo)號(hào)選擇應(yīng)符合結(jié)構(gòu)耐久性的要求。（通常情況下可采用C25）基礎(chǔ)的配筋應(yīng)滿足最小配筋率的要求（施工圖審查中心重點(diǎn)審查部位）。條基交接部位的鋼筋設(shè)置應(yīng)有詳圖或選用標(biāo)準(zhǔn)圖。條基交叉處的基底面積不可重復(fù)利用，應(yīng)注意調(diào)整基礎(chǔ)寬度。局部墻體中有局部的較大荷載時(shí)也要調(diào)整基礎(chǔ)的寬度。基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱，當(dāng)定位不明確時(shí)應(yīng)給予準(zhǔn)確定位。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程造價(jià)的關(guān)系

3.1 設(shè)計(jì)方案直接影響投資據(jù)研究分析。設(shè)計(jì)費(fèi)一般只相當(dāng)于建設(shè)工程全壽命費(fèi)用的1％不到。但正是這少于1％的費(fèi)用對(duì)投資的影響最高卻達(dá)到75％。在單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中，建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇及建筑材料的選用對(duì)投資都有較大影響。

3.2 設(shè)計(jì)方案影響經(jīng)常性費(fèi)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅影響項(xiàng)目建設(shè)的一次性投資，而且還影響使用階段的經(jīng)常費(fèi)用，一次性投資與經(jīng)常性費(fèi)用有一定的反比關(guān)系。但通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員努力可找到這兩者的最佳結(jié)合，使項(xiàng)目建設(shè)的全壽命費(fèi)用最低。

3.3 設(shè)計(jì)質(zhì)量間接影響投資據(jù)統(tǒng)計(jì)。在工程質(zhì)量事故的眾多原因中，設(shè)計(jì)責(zé)任占40．1％，很多的工程質(zhì)量事故都是由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理造成的。

4 建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)和選取

在選取結(jié)構(gòu)體系時(shí)必須針對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估分析，只有正確選取結(jié)構(gòu)體系才能設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)。目前高層建筑多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體系主要有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)等。對(duì)于高層建筑來說主要以剪力墻結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)為主，對(duì)于低層建筑則多采用框架結(jié)構(gòu)。

框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中以剪力墻作為主要抗側(cè)力構(gòu)建，而承受絕大部分水平荷載；而框架部門則主要承受豎向荷載?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)中框架和剪力墻兩者共同受力，合理分工。而剪力墻布置應(yīng)均勻設(shè)置在建筑物的周邊、電梯間等部位。由于該結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)為主，剪力墻為輔助，這種結(jié)構(gòu)體系適用于25層以下的建筑，最高不宜大于30層。

剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱的，剪力墻作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，全部承受結(jié)構(gòu)的豎向和水平力。這種結(jié)構(gòu)體系通常采用平面布置形式，由于剪力墻受豎向荷載和水平荷載共同作用，剪力墻應(yīng)雙向或多向布置。同時(shí)由于該結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成，其剛度要比框架剪力墻結(jié)構(gòu)更好，該結(jié)構(gòu)體系常用于40層以下的高層住宅建筑等，而且該結(jié)構(gòu)高寬比不宜大于6，其高度也應(yīng)考慮抗震要求。

5 計(jì)算簡(jiǎn)圖的處理

筆者將結(jié)合一些工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討其計(jì)算簡(jiǎn)圖的處理。對(duì)于無地下室的結(jié)構(gòu)來說，基礎(chǔ)埋深較深時(shí)，為了加強(qiáng)底層的整體性，可以在0.00m附近設(shè)置基礎(chǔ)連系梁。由于基礎(chǔ)連系梁的設(shè)計(jì)僅為構(gòu)造設(shè)計(jì)，無法平衡底部柱腳的彎矩，其不可作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部分，對(duì)于底層計(jì)算高度H應(yīng)是取基礎(chǔ)頂面至連系梁頂面的高度，即把基礎(chǔ)連梁以下的部分作為計(jì)算簡(jiǎn)圖的底層，而把實(shí)際建筑的底層作為計(jì)算簡(jiǎn)圖第二層，層高取用連梁頂面標(biāo)高至一層樓面標(biāo)高距離。值得注意的是，這種情況下底層柱的配筋應(yīng)取用基礎(chǔ)連系梁頂面和基礎(chǔ)頂面中較大內(nèi)力設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于帶有地下室的結(jié)構(gòu)來說，計(jì)算簡(jiǎn)圖中合理確定上部結(jié)構(gòu)的嵌固位置是非常關(guān)鍵的，這需要結(jié)合工程實(shí)際情況來分析。經(jīng)設(shè)計(jì)實(shí)踐驗(yàn)證采用這種方法計(jì)算簡(jiǎn)圖經(jīng)整體計(jì)算后，地震作用相對(duì)保守，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較安全。

6 結(jié)束語

總之，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，融入概念設(shè)計(jì)，不僅可以體現(xiàn)工程師設(shè)計(jì)理念，也能夠?qū)こ探Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師專業(yè)水平和技術(shù)水平的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有效衡量。因此分析概念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以有效優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈蒲生.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

篇9

關(guān)鍵詞: 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案問題應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，在基本滿足建筑師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上，平面布置應(yīng)盡量規(guī)則，對(duì)稱，盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異; 使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構(gòu)件上下貫通; 能不使用轉(zhuǎn)換層的就應(yīng)避免使用，以減小結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的困難，另外也不經(jīng)濟(jì)，還容易造成應(yīng)力集中;豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型和方案

房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括: 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包括選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，在實(shí)施過程中，還應(yīng)該按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會(huì)使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。豎直方向上應(yīng)避開使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

1．1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟是: 設(shè)計(jì)變量的合理選擇。通常的設(shè)計(jì)變量選擇對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對(duì)變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過這種方法可減少很多計(jì)算編程的工作量。目標(biāo)函數(shù)的確定。使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解。最后，約束條件的確定。房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從正常時(shí)的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。設(shè)計(jì)中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

1. 2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法

(1) 當(dāng)結(jié)構(gòu)平面圖在繪制結(jié)構(gòu)平面布置圖時(shí)，需要輸入結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模。建筑物根據(jù)設(shè)防類別、烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。注意“地震作用”、“抗震措施”與“抗震構(gòu)造措施”，提高地震作用，則結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件均全面增加材料; 抗震措施指除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施，其中的一般規(guī)定及計(jì)算要點(diǎn)中的地震作用效應(yīng)(內(nèi)力和變形) 調(diào)整的規(guī)定均屬于抗震措施，提高抗震措施，著眼于把財(cái)力、物力用在增加結(jié)構(gòu)薄弱部位的抗震能力上，是經(jīng)濟(jì)而有效的方法; 抗震構(gòu)造措施指根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則，一般不需計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。設(shè)計(jì)中需要注意受壓和局部受壓的一些問題。

(2) 屋頂(面) 結(jié)構(gòu)圖當(dāng)建筑是坡屋面時(shí)，結(jié)構(gòu)處理方式有梁板與及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉(zhuǎn)折復(fù)雜的坡屋面，折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構(gòu)件。板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構(gòu)造需要一般不宜小于120 厚。至于坡屋面板的平面畫法，通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法，這樣更便于施工人員正確理解圖紙。正確繪圖和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)人員真正的心知肚明，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須要具備一定的空間概念，正確理解建筑圖紙和意圖。設(shè)計(jì)的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會(huì)造成閣樓層的部分墻體超高，要結(jié)合門窗頂設(shè)置圈梁來降低墻的計(jì)算高度。

1．3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o約束條件來計(jì)算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法等。完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在應(yīng)用中的幾個(gè)問題

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，是目前一個(gè)比較廣泛的課題，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)，舊房改造，抗震設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法及模型進(jìn)行實(shí)踐的過程中，要注意下面的幾個(gè)問題。

2．1 前期參與

因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來，那么我們就能針對(duì)不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開端。

2．2 細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的情況，設(shè)計(jì)過程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。與宏觀把握相對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過程同時(shí)要注意對(duì)于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I 級(jí)鋼和冷軋帶肋鋼市場(chǎng)價(jià)格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。

2．3 地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的的功用

3．1 降低總造價(jià)

進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，多層住宅和高層住宅相比較，層數(shù)越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用的土地面積就越小，節(jié)約了用地成本，但建筑層數(shù)的增多，建筑總高度也會(huì)加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時(shí)占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了。對(duì)于基礎(chǔ)部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數(shù)增加，傳給基礎(chǔ)的荷載將會(huì)增大，我們需要增大基礎(chǔ)，這樣單位面積的造價(jià)有所降低，但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。

3．2 提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性

建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結(jié)構(gòu)的自重會(huì)增加，基礎(chǔ)和柱的承載力相應(yīng)增加，水衛(wèi)和電氣的管線會(huì)加長(zhǎng); 相反降低層高，可節(jié)省材料，有利用抗震，同時(shí)建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會(huì)減小，間接的節(jié)約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時(shí)，它的外墻周長(zhǎng)也就會(huì)不同，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長(zhǎng)系數(shù)就越小，基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外表面裝修都隨之減少，同時(shí)其受力性能也得到提高，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。優(yōu)化方法的技術(shù)性實(shí)現(xiàn)，可以最合理的利用材料性能使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，不僅可以實(shí)現(xiàn)建筑美觀、實(shí)用，而且在造價(jià)方面也有較大的節(jié)省，達(dá)到了建筑工程設(shè)計(jì)對(duì)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工的一般要求。通過使用優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，達(dá)到這5個(gè)方面的最佳結(jié)合，符合現(xiàn)今建筑商對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的效益的需求，也符合市場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的需求。

篇10

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；實(shí)用性；整體效果

Abstract:The optimized design of the building structure is the important process of building the overall structure of the optimal. In a humane architecture and the use of conceptual design methods to improve the utility of the building structure and overall effect is explored on the basis of the basic procedures of the building structure design optimization method based on practical effect.

Keywords:architectural design；structural optimization；practicality；the overall effect

中圖分類號(hào)：TU32/399

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0422（2012）08-0089-02

1 引言

在進(jìn)行建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，為了使得建筑結(jié)構(gòu)在空間、實(shí)用性、整體效果以及造價(jià)等方面達(dá)到最優(yōu)，在完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之后都需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。尤其是在整體結(jié)構(gòu)的造價(jià)控制方面，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是進(jìn)行造價(jià)控制的主要途徑。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中一般都是以建筑的造價(jià)為根本進(jìn)行控制的，而隨著人們對(duì)建筑的實(shí)用性和整體效果要求不斷增加，建筑的使用的方便性以及整體效果成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)。而各種不同的設(shè)計(jì)方案對(duì)建筑材料的選用、建筑基礎(chǔ)類型的選擇、房屋進(jìn)深的確定、建筑的層高以及總層數(shù)的確定等都是需要優(yōu)化的問題和對(duì)象，因此在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中都應(yīng)該予以重點(diǎn)考慮。

2 人性化建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及優(yōu)化內(nèi)容

建筑的人性化是體現(xiàn)建筑實(shí)用性的一個(gè)重要方面，尤其是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)于自身居住條件提出了更高的要求。在居住環(huán)境方面，不但要求有房可居，同時(shí)還要求住得方便、住得舒適。這時(shí)，以實(shí)用性為基礎(chǔ)的“人性化”就成為了人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)追求的一個(gè)重要概念。而在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)就需要以“人性化”這個(gè)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，采用“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

人性化建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)具有這樣的幾個(gè)特點(diǎn)：① 合理的空間布局，通常而言在人少地多的地方選擇獨(dú)立的小高層以及別墅，而在人多地少的地區(qū)則盡量建設(shè)高層，而且在建筑整體結(jié)構(gòu)之內(nèi)具有明確的用地分工，能夠提高對(duì)土地空間的利用率；② 整體建筑結(jié)構(gòu)極具藝術(shù)效果，通常在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在充分考慮通風(fēng)以及采光等因素的基礎(chǔ)上，一般盡可能的將客廳和臥室布置在建筑整體結(jié)構(gòu)的南面，而將廚房、餐廳以及衛(wèi)生間設(shè)置在建筑的北面。陽臺(tái)直接與陽客廳相通，這樣就使得穿過陽臺(tái)時(shí)不需要穿過臥室，將私人空間和公共空間相分離，有效的保證了住宅類建筑使用過程中的私密性。

而通過采用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，不但可以實(shí)現(xiàn)建筑的上述特點(diǎn)，還可以有效的降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本。其中，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中，主要的優(yōu)化對(duì)象和優(yōu)化內(nèi)容包括：建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、建筑屋蓋系統(tǒng)的優(yōu)化、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等內(nèi)容。

而針對(duì)上述結(jié)構(gòu)具體方面的優(yōu)化還包括具體的選型、結(jié)構(gòu)的布置、結(jié)構(gòu)整體受力分析以及結(jié)構(gòu)造價(jià)分析等，在確保達(dá)到實(shí)用要求以及建筑標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，通過與具體的工程實(shí)際情況相結(jié)合，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

圖1-建筑外部結(jié)構(gòu)

圖2-建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局

3 概念設(shè)計(jì)方法在提高建筑結(jié)構(gòu)實(shí)用性及效果中的作用

建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)一直是建筑整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一個(gè)重要方向和重要基礎(chǔ)。通過采用建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)方法，可以保證建筑整體結(jié)構(gòu)能在多種意料之外的外部作用力以及外部破壞的作用之下，將建筑的受破壞程度降到最低。所以，對(duì)建筑在使用的過程中可能會(huì)遇到的各種不穩(wěn)定因素成為了建筑概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，同時(shí)也成為了提高建筑實(shí)用性的一種建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化有效手段。在進(jìn)行建筑可能遭受的結(jié)構(gòu)破壞分析過程中，地震是一種作用力大、難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的破壞因素。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中就應(yīng)該預(yù)先針對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及計(jì)算等多個(gè)方面對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力采取多種措施，而不利于建筑抗震能力提高的設(shè)計(jì)方案則盡可能的避免。通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，應(yīng)該確保建筑的整體剛度盡量均勻、對(duì)稱，這是有效降低建筑整體結(jié)構(gòu)在減小建筑結(jié)構(gòu)在地震過程中出現(xiàn)破壞的一個(gè)重要手段。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)該采用多種有效的設(shè)計(jì)方式來增加建筑抵抗地震的能力，諸如延性設(shè)計(jì)，它可以有效的控制建筑在地震的作用下出現(xiàn)脆性破壞的問題；多道設(shè)防的設(shè)計(jì)思路可以使得在劇烈地震的作用下，建筑的一些次要結(jié)構(gòu)先發(fā)送破壞，通過消耗一部分地震能量來減小對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)的破壞。這些建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法都是建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要遵循和采用的有效原則。

4 基于實(shí)用與效果的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用

4.1 提高建筑結(jié)構(gòu)空間利用率的策略

空間利用率是衡量建筑人性化指標(biāo)的一個(gè)重要指標(biāo)，下面從提高提高住宅建筑的空間利用率出發(fā)，探討提高建筑實(shí)用性的人性化建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略。

4.1.1基本思路

這里對(duì)于提高建筑結(jié)構(gòu)空間利用率的策略是利用了整體和部分的關(guān)系，

N=1+1+1+1+1……

當(dāng)N表示為整個(gè)建筑主體時(shí)，1就可以分別代表臥室、客廳、餐廳和衛(wèi)生間等；

當(dāng)N表示為120m2的建筑空間時(shí)，1則分別表示25m2的客廳、15m2的主臥室、5m2的衛(wèi)生間以及9m2的餐廳等；同樣，當(dāng)N表示為對(duì)應(yīng)臥室的大小時(shí)，1則表示臥室中的床鋪、電視柜、掛衣柜以及桌子的大小；而當(dāng)N表示為客廳時(shí)，1則表示電視的尺寸、沙發(fā)的大小、背景墻體的比例等。

4.1.2提高空間利用率的主要目的

增加對(duì)空間的利用程度，減少空間的浪費(fèi)，在保證空間使用的實(shí)用性基礎(chǔ)上增加空間利用的人性化。

4.1.3具體的實(shí)施策略

確定建筑空間的面積確保建筑的容積效率之后確定結(jié)構(gòu)的最佳進(jìn)深計(jì)算面寬確定房間的具體進(jìn)深房間家具的尺寸以及實(shí)用性

目標(biāo)空間結(jié)構(gòu)合理的交通面積

增加面積

房間+客廳+起居室+運(yùn)動(dòng)室……

4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟

4.2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的建立

建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化方法包括這樣三個(gè)基本的步驟：首先，確定設(shè)計(jì)變量。以影響建筑整體效果和實(shí)用性的相關(guān)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，諸如對(duì)應(yīng)的目標(biāo)控制函數(shù)(整體結(jié)構(gòu)造價(jià)C1、損失期望C2)、約束控制參數(shù)(整體建筑結(jié)構(gòu)的可靠度SP)。在進(jìn)行選取的過程中，盡量忽略那些對(duì)結(jié)構(gòu)整體效果以及實(shí)用性影響不大的相關(guān)參數(shù)，這樣可以大大減少模型的計(jì)算以及編程工作量；其次，建立目標(biāo)函數(shù)，以建筑的整體效果和實(shí)用性最佳為目標(biāo)，尋找一組既能夠滿足建筑使用功能又能夠滿足預(yù)設(shè)的結(jié)構(gòu)截面尺寸、鋼筋截面積等要素的參量，使得目標(biāo)函數(shù)值最優(yōu)；再次，定義約束條件，建筑結(jié)構(gòu)的約束條件包括建筑的可靠度、強(qiáng)度約束、應(yīng)力變形約束以及裂縫寬度約束等。設(shè)計(jì)的過程中就是要使得實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在和約束條件相比較之后，符合當(dāng)前的設(shè)計(jì)規(guī)范，達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的選擇

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案很多，一般采用基于可靠度的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。這些方案在計(jì)算的過程中需要考慮到多變量的復(fù)雜變化，同時(shí)約束條件較多，且都屬于非線性問題，在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的過程中一般要轉(zhuǎn)化成為無約束以及線性問題來加以求解。這個(gè)過程中，可以采用的優(yōu)化計(jì)算方法包括：拉普拉斯算子法、復(fù)合形法等。在進(jìn)行算法的選取時(shí)可以對(duì)算法的精度以及算法的計(jì)算速率予以綜合考慮，選定一個(gè)最適合的算法。

4.2.3 具體的程序設(shè)計(jì)

以上述選擇和確定的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，編制一個(gè)功能齊全而運(yùn)算速度較快的綜合計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算。程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容涉及到具體的工程指標(biāo)選取以及建筑的功能需要，且編程內(nèi)容較為繁復(fù)，這里不詳細(xì)論述。

4.2.4結(jié)果分析

在對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析的過程中，應(yīng)該從多個(gè)方面和多個(gè)角度予以考慮，諸如建筑結(jié)構(gòu)的成本、實(shí)用性和整體空間效果等。這主要是因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)屬于一項(xiàng)耗資較大的工程，涉及到的方面比較多，需要從全盤予以考慮，不能夠僅僅為了節(jié)省資金、或者是僅僅為了增加建筑的實(shí)用性來進(jìn)行優(yōu)化。總的來講就是要爭(zhēng)取的處理好技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間的問題，在兩者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)來進(jìn)行優(yōu)化。

5 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，屬于綜合決策的問題。在優(yōu)化的過程中需要綜合考慮實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)和整體效果等因素。本文對(duì)人性化建筑以及采用概念設(shè)計(jì)方法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)用程度及整體效果進(jìn)行改進(jìn)的方式進(jìn)行了探討，并針對(duì)建筑部分結(jié)構(gòu)的空間利用率的優(yōu)化部分進(jìn)行了具體分析，提供了一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的新理念。

圖3-某大底盤高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖4-某住宅內(nèi)部空間布局

圖5-建筑結(jié)構(gòu)的有限元分析

參考文獻(xiàn)：

[1] 張炳華.土建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，2008 :34-36.

[2] 侯貫澤，劉樹堂，簡(jiǎn)國(guó)威.工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法[J].鋼結(jié)構(gòu)，2009(8)：121-125.