序論：寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化范文，愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

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

隨著我國(guó)改革開(kāi)發(fā)的進(jìn)一步發(fā)展，全國(guó)人民的生活都步入了小康時(shí)代。越來(lái)越多的人對(duì)物質(zhì)生活要求也越來(lái)越高了，許多人都住進(jìn)了高樓大廈。人口的繼續(xù)增長(zhǎng)，使得建筑物越來(lái)越多，而土地資源有限，這樣導(dǎo)致土地價(jià)格越來(lái)越高，從而導(dǎo)致了建筑商的建筑成本也越來(lái)越高。降低建筑成本是建筑商首先考慮的方法，那么如何控制建筑成本呢？結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)思想是目前國(guó)內(nèi)外比較有價(jià)值的一套理論系統(tǒng)。運(yùn)用該理論方法，實(shí)現(xiàn)人民對(duì)于居住環(huán)境和生活環(huán)境的改善，提高建筑產(chǎn)品的質(zhì)量與品味，滿足小康社會(huì)人們對(duì)新生活的需求，同時(shí)降低工程建筑的造價(jià)成本，實(shí)現(xiàn)建筑商利潤(rùn)最大化的目標(biāo)，這具有適用、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的價(jià)值。

1優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

社會(huì)上的建筑物都很令人賞心悅目給人以美的享受，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑實(shí)施技術(shù)相互協(xié)調(diào)、密切配合，從而達(dá)到美觀效果的結(jié)果

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)我們都追求安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工簡(jiǎn)單等五種目標(biāo)。文中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，能實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的目的，能應(yīng)用于實(shí)踐，它不但滿足了人們對(duì)建筑美觀、造型優(yōu)美的要求，又能使房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、性能安全、建筑成本經(jīng)濟(jì)，成為名副其實(shí)的“經(jīng)濟(jì)適用”建筑。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法從建筑上來(lái)分析，它主要體現(xiàn)在優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑工程結(jié)構(gòu)和建筑工程結(jié)構(gòu)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。

第一個(gè)方面：建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

一項(xiàng)大的建筑工程，先設(shè)計(jì)建筑模型，那么建筑模型的優(yōu)化是十分必要的。建筑工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)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)、屋蓋系統(tǒng)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)。除此之外，還需要做選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)。所有這些設(shè)計(jì)，都按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則來(lái)進(jìn)行，根據(jù)工程的具體實(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)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要滿足設(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，這樣可以避免水平荷載與建筑物中太大的扭轉(zhuǎn)作用力。在豎直方向上應(yīng)避開(kāi)使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

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。在設(shè)計(jì)中，我們要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

第二個(gè)方面：建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 計(jì)算方案。

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。然而，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化涉及到多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，這是屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，在設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，需要將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束條件來(lái)進(jìn)行計(jì)算。建筑工程設(shè)計(jì)中常用

的方法有Powell算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用這些方法來(lái)計(jì)算建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)好了優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案后，就可以將該理論方法應(yīng)用于實(shí)踐之中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，是目前一個(gè)比較普遍的課題，要達(dá)到利

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，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，這是我們建筑工程設(shè)計(jì)

人員所追求的目標(biāo)。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(guò)程中，要注意下面的三個(gè)方面的問(wèn)題：參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的前期工作，將概念設(shè)計(jì)和細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化下部的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下面就這三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)描述。

2.1參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的前期工作

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(wèn)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(lái)，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(kāi)端。

2.2將概念設(shè)計(jì)和細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過(guò)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。

2.3優(yōu)化下部的地基基礎(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優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)際價(jià)值

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在建筑設(shè)計(jì)中具有很重要的地位，首先使用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)能降低建筑，其次進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。這些都具有實(shí)際價(jià)值。

3.1 通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)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。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個(gè)屋蓋，并不會(huì)因?yàn)閷訑?shù)的增加而有所改變，它的成本下降會(huì)比較明顯。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(méi)有屋蓋的效果那樣明顯。

3.2 通過(guò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的經(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。

4 結(jié)論

利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)方法，能提高有限的空間、有限的資源，讓其最大化的效果發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。滿足了建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求不斷提高的目的，實(shí)現(xiàn)了人們對(duì)于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高的需求，同時(shí)，這也實(shí)現(xiàn)了建筑商不斷尋求新的手段來(lái)滿足顧客的需求，達(dá)到降低建筑工程造價(jià)成本的目標(biāo)。

5 參考文獻(xiàn)

[1]談建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].建筑科學(xué)，2009

[2]張紅友.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少建筑投資成本[J]，陜西建筑，2008（1 1）.

篇(2)

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

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在滿足建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)下，平面布置應(yīng)當(dāng)盡量保持對(duì)稱和規(guī)則，盡可能的縮小剛度中心和質(zhì)量中心之間的差異，從而使建筑物在水平荷載下不至于發(fā)生太大扭轉(zhuǎn)。在豎向布置上，在滿足功能的前提下，應(yīng)盡可能的使豎向承重構(gòu)件上下保持貫通，可以不使用轉(zhuǎn)換層則盡量不使用，避免造成結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的困難。豎向剛度盡量不要突變，應(yīng)采取漸變的方式，避免應(yīng)水平荷載作用產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象。

在工程項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮設(shè)計(jì)對(duì)象基本的使用功能和可靠性外，還要考慮把設(shè)計(jì)對(duì)象盡可能設(shè)計(jì)的更完善一些，這就是研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的主要目的。它用科學(xué)的計(jì)算選取更合適本項(xiàng)目滿意的結(jié)構(gòu)方案。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型與方案

房屋建筑工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、房屋屋蓋系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)優(yōu)化與結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化。針對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還包括了選型、布置、造價(jià)、受力等內(nèi)容進(jìn)行分析。在實(shí)際實(shí)施中，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況出發(fā)，再結(jié)合具體工程實(shí)施情況，圍繞房屋建筑綜合經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是在各種影響變量中選取主要的參數(shù)建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)的計(jì)算方法得出最好的優(yōu)化方案。結(jié)構(gòu)優(yōu)化建立模型大概分為以下幾個(gè)步驟：設(shè)計(jì)變量中主要參數(shù)的合理選擇，通常的變量選擇主要選擇對(duì)于總體結(jié)構(gòu)影響較大的參數(shù)，將所有的參數(shù)按各自的影響屬性劃分分類，將影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，這樣可以減少函數(shù)模型中大量的計(jì)算。目標(biāo)函數(shù)一旦確定，使用函數(shù)找出符合條件的最優(yōu)解。最后是約束條件的確定，房屋建筑結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件包括了應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、裂縫寬度約束、尺寸約束。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，確定各種約束條件務(wù)必符合現(xiàn)行規(guī)范要求。

（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)設(shè)計(jì)多個(gè)變量和多個(gè)約束條件，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常常將由約束條件轉(zhuǎn)換為無(wú)約束條件計(jì)算，常用的方法包含有符合型法和拉式乘子法。在完成計(jì)算方案設(shè)定時(shí)只需要編制相適應(yīng)的運(yùn)算程序即可得到最優(yōu)化的結(jié)果。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用所面臨的幾個(gè)問(wèn)題

將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)踐中，是比較廣泛的一項(xiàng)措施，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以不改變使用性能下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、舊房改造等各分部環(huán)節(jié)都能發(fā)揮巨大的效益。在時(shí)間應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)注意幾個(gè)問(wèn)題。

（一）前期參與。前期方案的確定將直接影響到整體建筑的總投資，前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不參與是現(xiàn)在所面臨的一個(gè)問(wèn)題，建筑設(shè)計(jì)師在建筑設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的合理性和可行性大多沒(méi)有考慮，但建筑設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有些方案有可能造成建筑總投資增加和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度提升。假如我們?cè)诜桨傅某跗冢瓦x擇合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，那么我們就可以根據(jù)不同的建筑類型，選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和合理的設(shè)計(jì)方案，打好一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

（二）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。概念設(shè)計(jì)運(yùn)用于沒(méi)有具體化數(shù)值情況下，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，從而達(dá)到最好的效果。在細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，注意各細(xì)節(jié)部分的設(shè)計(jì)，比如現(xiàn)澆板中異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可把異形板劃分成矩形運(yùn)用。

（三）地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先應(yīng)選擇合理的方案，如果是樁基礎(chǔ)，則要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件選擇合適的樁基類型，樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)選擇有很大影響，應(yīng)多比較選擇合適方案。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用

（一）降低建筑總造價(jià)。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，建筑層數(shù)越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用土地面積將越小，這樣節(jié)約了土地占用面積，但隨著建筑層數(shù)的提高，總建筑高端提升，樓與樓之間間距也在提升，傳給基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載也會(huì)增加，我們則要增大基礎(chǔ)，又會(huì)擴(kuò)大土地占用面積。雖然這樣單位面積會(huì)有所降低，但是還是沒(méi)有屋蓋效果那么明顯。

（二）提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性。隨著建筑層數(shù)提高，墻體面積和柱體積也會(huì)增加，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自重增加，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力相應(yīng)增加，水、電氣管線相應(yīng)加長(zhǎng)，如果層數(shù)降低，可節(jié)約材料、利于抗震等，當(dāng)建筑高度減少，兩建筑間的日照距離也相應(yīng)減少，間接節(jié)約了用地。如果建筑面積相同，選擇的不同的平面形狀，建筑外側(cè)外墻的周長(zhǎng)也會(huì)不同，合理的平面模型使外墻周長(zhǎng)減少，外墻砌體、基礎(chǔ)設(shè)施。內(nèi)外表面裝修都會(huì)減少，與此同時(shí)還提高了受力性能，增強(qiáng)建筑經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)化方法的運(yùn)用，協(xié)調(diào)了建筑各部分單元，使建筑在更加美觀的同時(shí)增強(qiáng)了建筑的可實(shí)用性，還減少了總體建筑的工程造價(jià)，這符合了現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的效益需求。

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對(duì)于居住條件和生活環(huán)境要求越來(lái)越高，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)對(duì)建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)和美觀相互協(xié)調(diào)，同時(shí)安全、經(jīng)濟(jì)、適用和便利是改善人們居住環(huán)境的重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理念注重以實(shí)際情況為準(zhǔn)則，根據(jù)工程建設(shè)的基本情況，以控制造價(jià)成本為中心來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是利用對(duì)建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案和圍護(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)模型，通過(guò)對(duì)各種不同的影響變量參數(shù)中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行科學(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)化方案。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)意義重大，一方面是大大提高建筑結(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，有利用抗震，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。

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用中，可以達(dá)到物美價(jià)廉的效果，不僅實(shí)現(xiàn)了房屋的美觀和實(shí)用性，而且突出的節(jié)約了工程造價(jià)。在每個(gè)投資者眼中，在保證建筑結(jié)構(gòu)可靠性和科學(xué)性的前提下，同時(shí)在建筑長(zhǎng)遠(yuǎn)效益下，最大程度的節(jié)約工程成本，是首先考慮的因素，這樣才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，用最低的投資成本獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

五、結(jié)論

房屋建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)在工程中是考慮因素較大的一個(gè)方面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。所以建筑部門(mén)和建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)遵守經(jīng)濟(jì)性、適用性和合理性的設(shè)計(jì)原則，再運(yùn)用現(xiàn)代高科技手段，選擇運(yùn)用合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，用以實(shí)現(xiàn)降低建筑總工程造價(jià)并獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]饒遠(yuǎn)文.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2010，（09）：160.

[2]鄒俊.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)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J].科技傳播，2010，（19）：139+132.

篇(3)

【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。總而言之，房屋建筑設(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(guò)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(lái)十分困難，無(wú)法充分發(fā)揮其優(yōu)越性。例如：一些施工企業(yè)過(guò)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(wú)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(guò)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(lái)，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(guò)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(guò)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(kāi)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(lái)，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(lái)，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(lái)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(guò)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(guò)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∩幔瑥亩袑?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(guò)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(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)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(shuō)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(yǔ)

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(4)

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，其重要性也就決定著提升其設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效果的必要性，而為了最大程度上提升其設(shè)計(jì)的效果，針對(duì)具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行必要的優(yōu)化是必不可少的，這種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的優(yōu)化已經(jīng)成為當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中極為關(guān)鍵的一環(huán)，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所發(fā)揮的作用是至關(guān)重要的。具體來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要分為兩個(gè)層次上的優(yōu)化和完善，一方面是針對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)效果進(jìn)行優(yōu)化，這是首要優(yōu)化前提，也是確保其最終建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的關(guān)鍵所在，必須要作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的一個(gè)重要內(nèi)容進(jìn)行把關(guān)和控制；另一方面則是應(yīng)該針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行必要的優(yōu)化和完善，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作最為復(fù)雜，也是最為困難的一個(gè)方面，因?yàn)槠湎鄳?yīng)的優(yōu)化內(nèi)容比較多，需要注意的要點(diǎn)內(nèi)容也比較多，進(jìn)而就會(huì)給相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作人員帶來(lái)較大的優(yōu)化設(shè)計(jì)難度，一旦任何一個(gè)方面存在缺陷或者遺漏的話，都必然會(huì)造成較大的不良影響。而從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體內(nèi)容上來(lái)看，只要是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和任務(wù)，都應(yīng)該作為其優(yōu)化的重要內(nèi)容，比如基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋頂結(jié)構(gòu)、樓板結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等，都應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)全面地優(yōu)化，而針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求來(lái)說(shuō)，在具體的優(yōu)化過(guò)程中，還應(yīng)該針對(duì)其安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行充分地優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大程度上提升其設(shè)計(jì)的價(jià)值。

二、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

1.詳細(xì)分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)該首先從整體入手，把握好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果，詳細(xì)分析其整體效果是否符合相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，尤其是對(duì)于一些比較關(guān)鍵的指標(biāo)來(lái)說(shuō)，這種整體效果的分析更是極為關(guān)鍵的一個(gè)方面，比如對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，就需要從這種整體結(jié)構(gòu)上入手，只有保障其整體結(jié)構(gòu)在較大程度上具備較好的穩(wěn)定性，才能夠符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)需求，因此，必須要針對(duì)其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果進(jìn)行全面細(xì)致地分析，了解其各個(gè)方面所表現(xiàn)出來(lái)的性能是否符合相應(yīng)的要求，在此過(guò)程中，還可以充分運(yùn)用概念設(shè)計(jì)理念進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提升其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果，這種概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用對(duì)于抗震性能得設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)說(shuō)更是具備著極強(qiáng)的效果和應(yīng)用價(jià)值。

2.優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇

對(duì)于具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，其相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)材料選擇是比較重要的一個(gè)方面，因此，針對(duì)這種建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化也就顯得極為必要，一般來(lái)說(shuō)，在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，常用的材料主要就是鋼材料、混凝土材料、磚體材料以及其他的一些輔助施工材料，而對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)影響比較重要的就是對(duì)于主體結(jié)構(gòu)材料的選擇，即在建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中，采用何種材料進(jìn)行施工建設(shè)，當(dāng)然，這種施工材料的選擇必須要結(jié)合具體的建筑結(jié)構(gòu)類型及其相應(yīng)的功能特點(diǎn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x取，比如對(duì)于一些大規(guī)模的工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其比較適合的就是選擇鋼材料來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)，相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)以及磚材料的使用來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)在這種工業(yè)廠房中是最為適用的。

3.優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在整個(gè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)必然是極為關(guān)鍵的一個(gè)組成部分，而對(duì)于相應(yīng)的優(yōu)化過(guò)程來(lái)說(shuō)，也應(yīng)該把這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一個(gè)核心任務(wù)來(lái)執(zhí)行。具體來(lái)說(shuō)，這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要應(yīng)該涉及到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）結(jié)合建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的一些實(shí)際地質(zhì)狀況以及地下水位狀況來(lái)分析其具體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容是否具備著較強(qiáng)的適應(yīng)性和可行性，盡可能地提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果的可靠性，避免和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)基礎(chǔ)出現(xiàn)沖突。（2）針對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類型進(jìn)行充分分析，進(jìn)而在最大程度上提升其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型的可靠性，尤其是對(duì)于該類型使用的穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)估，判斷其是否能夠滿足建筑工程項(xiàng)目的基本需求，進(jìn)而較好地保障其應(yīng)有價(jià)值的呈現(xiàn)。（3）針對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體施工方案進(jìn)行詳細(xì)的分析審查，尤其是對(duì)于這些設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行全面分析，確保其能夠在后續(xù)的施工中順利執(zhí)行。

4.優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式的選擇

建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇必然也是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中極為關(guān)鍵的一個(gè)方面，選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)形式能夠在較大程度上保障其穩(wěn)定性和承載力狀況符合相應(yīng)的要求，進(jìn)而最大程度上提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性。一般來(lái)說(shuō)，在當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其基本形式的選擇和建筑物的高度存在著較為密切的關(guān)系，根據(jù)其相應(yīng)的高度來(lái)選擇最為恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式才能夠達(dá)到最為理想的效果。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)前比較常用的建筑結(jié)構(gòu)形式就是框架結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于這種框架結(jié)構(gòu)的使用來(lái)說(shuō)，有時(shí)候還需要構(gòu)建一些承重剪力墻來(lái)促使其更好地分擔(dān)一些作用力，提升其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.充分考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，還應(yīng)該重點(diǎn)針對(duì)其相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面審查和對(duì)比，確保其最終的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果符合各個(gè)方面的設(shè)計(jì)指標(biāo)，尤其是對(duì)于經(jīng)濟(jì)性方面的指標(biāo)來(lái)說(shuō)，更是應(yīng)該加強(qiáng)控制和優(yōu)化，避免其建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果較大程度上超出了原有的預(yù)算值，影響其后續(xù)的使用，而隨著當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于美觀性指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化也已經(jīng)成為了極為重要的一個(gè)方面。

三、結(jié)語(yǔ)

篇(5)

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

Abstract: With the development of society and economy, people have more and more requirement for buildings, a building to achieve fine effect, designers need to combine its appearance design and structural design. In the design of building structures, to take suitable, economic, safe, convenient and beautiful effect of these five kinds of measures. In structure design, optimization and application of building structure design method can satisfy the work, it can ensure the building beautiful, beautiful shape, but also can facilitate the construction, the building safety, economic, applicable. In the practice process of architectural design, should strengthen the practice and exploration, to reduce the economic cost, maximizing economic benefit, the reasonable design so as to ensure the economic cost and meet the aesthetic requirements of the situation.

Key words: architectural design; optimization; analysis

中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

0．引言

隨著我國(guó)改革開(kāi)發(fā)發(fā)展速度的加快，人民的生活水平能夠快速的進(jìn)入了小康時(shí)代生活。因此，越來(lái)越多的人對(duì)物質(zhì)生活要求也越來(lái)越高了，許多人都住進(jìn)了高樓大廈。如今我國(guó)人口的繼續(xù)增長(zhǎng)，使得建筑物也越來(lái)越多，有許多城市的土地資源有限，這樣導(dǎo)致土地價(jià)格越來(lái)越高，從而導(dǎo)致了建筑商的建筑成本也就越來(lái)越高。降低建筑成本是建筑商如今考慮的首選，那么如何控制建筑成本這個(gè)問(wèn)題呢？結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)思想是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外比較有價(jià)值的一種理論系統(tǒng)。運(yùn)用該理論方法，實(shí)現(xiàn)人民對(duì)于居住環(huán)境和生活環(huán)境的改善，提高建筑產(chǎn)品的質(zhì)量與品味，滿足小康社會(huì)人們對(duì)新生活的需求，同時(shí)降低工程建筑的造價(jià)成本，實(shí)現(xiàn)建筑商利潤(rùn)最大化的目標(biāo)，這具有適用、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的價(jià)值。

一．優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

如今走在大街上許多高大的建筑物都很令人賞心悅目給人有一種以美的享受，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑實(shí)施技術(shù)相互協(xié)調(diào)、密切配合，從而達(dá)到美觀效果的成績(jī)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)我們都追求安全、適用、經(jīng)濟(jì)、觀、施工簡(jiǎn)單等五種目標(biāo)。文中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，能實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的目的，能應(yīng)用于實(shí)踐，它不但滿足了人們對(duì)建筑美觀、造型優(yōu)美的要求，又能使房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、性能安全、建筑成本經(jīng)濟(jì)，成為名副其實(shí)的“經(jīng)濟(jì)適用”建筑。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法從建筑上來(lái)分析，它主要體現(xiàn)在優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑工程結(jié)構(gòu)和建筑工程結(jié)構(gòu)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。

第一個(gè)方面：建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。一項(xiàng)大的建筑工程，先設(shè)計(jì)建筑模型，那么建筑模型的優(yōu)化是十分必要的。建筑工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)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)、屋蓋系統(tǒng)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)。除此之外，還需要做選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)。所有這些設(shè)計(jì)，都按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則來(lái)進(jìn)行，根據(jù)工程的具體實(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)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要滿足設(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，這樣可以避免水平荷載與建筑物中太大的扭轉(zhuǎn)作用力。在豎直方向上應(yīng)避開(kāi)使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

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。在設(shè)計(jì)中，我們要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

第二個(gè)方面：建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算方案。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。然而，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化涉及到多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，這是屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，在設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，需要將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束條件來(lái)進(jìn)行計(jì)算。建筑工程設(shè)計(jì)中常用的方法有 Powell 算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用這些方法來(lái)計(jì)算建筑模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

二．優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)好了優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案后，就可以將該理論方法應(yīng)用于實(shí)踐之中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，是目前一個(gè)比較普遍的課題，要達(dá)到利用結(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，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，這是我們建筑工程設(shè)計(jì)人員所追求的目標(biāo)。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(guò)程中，要注意下面的三個(gè)方面的問(wèn)題：參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的前期工作，將概念設(shè)計(jì)和細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化下部的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。下面就這三個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)描述。

2.1參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的前期工作

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(wèn)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(lái)，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(kāi)端。

2.2將概念設(shè)計(jì)和細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過(guò)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。

2.3優(yōu)化下部的地基基礎(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。

三．優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)際價(jià)值

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在建筑設(shè)計(jì)中具有很重要的地位，首先使用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)能降低建筑造價(jià)，其次進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。這些都具有實(shí)際價(jià)值。

3.1.1通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)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。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個(gè)屋蓋，并不會(huì)因?yàn)閷訑?shù)的增加而有所改變，它的成本下降會(huì)比較明顯。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(méi)有屋蓋的效果那樣明顯。

3.1.2通過(guò)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的經(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。

篇(6)

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1 建筑結(jié)構(gòu)的人性化特點(diǎn)與優(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(guò)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(yáng)臺(tái)直接與陽(yáng)客廳相通，這樣就使得穿過(guò)陽(yáng)臺(tái)時(shí)不需要穿過(guò)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(guò)程中的私密性。而通過(guò)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(guò)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(guò)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。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)

在從事工程項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮設(shè)計(jì)對(duì)象的基本使用功能及安全可靠性外，還應(yīng)該考慮到把它設(shè)計(jì)對(duì)象設(shè)計(jì)得盡可能完美。這就是工程和結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化問(wèn)題。用科學(xué)的語(yǔ)言來(lái)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。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法從建筑理論上分析，具體體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)兩方面。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(guò)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)。建筑師在保證設(shè)計(jì)安全的前提下，應(yīng)該敢于挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)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，這對(duì)結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力荷載是十分不利的。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的步驟

3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分以按三個(gè)步驟進(jìn)行：

3.1.1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(lái)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。

3.1.2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。

3.1.3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)。

3.2 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(wèn)題屬于比較復(fù)雜的多變量、多約束非線性優(yōu)化問(wèn)題，在計(jì)算過(guò)程中，通常是將有約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束問(wèn)題求解。可以利用的優(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。

3.3 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。

3.4 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。在執(zhí)行以上步驟的過(guò)程中，必須要全方位、多角度考慮方方面面的問(wèn)題。這主要是因?yàn)榻ㄔO(shè)投資是一項(xiàng)耗資巨大的工程，涉及到的方面比較復(fù)雜，因此，必須進(jìn)行總法規(guī)和考慮，不能僅僅為了節(jié)約資金投入而忽視了設(shè)計(jì)的優(yōu)化作用。要正確處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的對(duì)立統(tǒng)一是控制投資的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)中既要反對(duì)片面強(qiáng)調(diào)節(jié)約，忽視技術(shù)上的合理要求，使項(xiàng)目達(dá)不到功能的傾向，又要反對(duì)重視技術(shù)，輕經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)保守浪費(fèi)的現(xiàn)象。總之，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究是一個(gè)非常復(fù)雜的綜合決策問(wèn)題。適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工是進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)的一般原則，而這5個(gè)方面各有所重，又互為矛盾，一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)往往是這5個(gè)方面的最佳結(jié)合。我們需在實(shí)踐過(guò)程中多實(shí)踐、多探索，以最低的造價(jià)實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、合理和美觀的設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

4.1 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(wèn)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(lái)，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(kāi)端。

4.2概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)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。

4.3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。

結(jié)語(yǔ):

建筑是凝固的藝術(shù)，精美的建筑是設(shè)計(jì)師把建筑的美觀設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互密切配合的結(jié)果。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工五種效果，來(lái)提高有限空間、有限資源的最大化效果發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用則既能滿足建筑美觀，造型優(yōu)美的要求，又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理，成為實(shí)質(zhì)意義上的“經(jīng)濟(jì)適用”房。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張紅友.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少建筑投資成本[J].陜西建筑，2008（11）.

篇(7)

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；成本優(yōu)化

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的工程項(xiàng)目投入建設(shè)，施工企業(yè)為擴(kuò)大自身的規(guī)模，盲目擴(kuò)張，采取粗放型的經(jīng)營(yíng)策略，社會(huì)資源不合理使用，隱形浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本進(jìn)行有組織、系統(tǒng)化地分析、預(yù)測(cè)和控制等科學(xué)合理的管理，降低建筑結(jié)構(gòu)成本勢(shì)在必行。

1. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本優(yōu)化的必要性

通過(guò)對(duì)我國(guó)近幾年建筑發(fā)展的調(diào)查和研究，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出來(lái)的數(shù)據(jù)和大量時(shí)間可以知道，建筑工程前期的策劃和設(shè)計(jì)階段（包括建筑項(xiàng)目策劃、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)成本的初步設(shè)計(jì)和建筑施工圖的設(shè)計(jì)），對(duì)建筑項(xiàng)目投資的影響非常大，其中建筑結(jié)構(gòu)成本占到總成本的40%～60%，此外，建筑工程策劃及建筑設(shè)計(jì)管理的效果對(duì)建筑結(jié)構(gòu)成本也具有很大的影響，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本成為建筑成本管理的重點(diǎn)。要想使得建筑的工程造價(jià)更合理，必須對(duì)影響建筑成本最大的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本進(jìn)行優(yōu)化，這是實(shí)現(xiàn)進(jìn)主頁(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

2. 當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本的管理現(xiàn)狀

建筑工程的開(kāi)展必須先確立建筑方案，然后在按照方案進(jìn)行施工。在我國(guó)當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)師們通常會(huì)先考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性能，并且對(duì)其適用性和耐久性也非常關(guān)注，建筑師們通常不會(huì)站在地產(chǎn)商的角度去進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，他們?cè)诮ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很少考慮期經(jīng)濟(jì)性，沒(méi)有從節(jié)約成本的角度對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行分析，雖然建筑設(shè)計(jì)的費(fèi)用在整個(gè)工程成本中占有的比例小，但對(duì)工程造價(jià)的影響卻是非常巨大的。目前有許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本都是不合理不科學(xué)的，設(shè)計(jì)人員只注重施工技術(shù)和工程的質(zhì)量，旨在提高建筑物的安全性能，忽略了建筑工程成本上的合理性，對(duì)整個(gè)建筑項(xiàng)目的成本管理也具有一定的影響。

3. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不同方案的選擇及不同建筑材料的選用對(duì)工程成本會(huì)有較大影響，像基礎(chǔ)類型選用、進(jìn)深與開(kāi)間的確定、層高與層數(shù)的確定、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，可降低工程成本10%左右，有的可達(dá)20%。建筑平面、立面的規(guī)則性。建筑平面、豎向的規(guī)則性包含對(duì)建筑的平面、立面外形尺寸等因素的綜合要求，具體表現(xiàn)為建筑的長(zhǎng)寬比、高寬比、平面凹凸尺寸、樓板開(kāi)洞面積、錯(cuò)層尺寸、層高和結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置等控制在合理范圍內(nèi)。各部分占工程總成本的比例不盡相同，結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化時(shí)對(duì)工程成本的影響也就不一樣，因此在方案優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)人們所考慮的重點(diǎn)要有所側(cè)重。

3.2 合理選擇建筑材料

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要充分利用建筑材料。建筑材料的合理選擇，既可以滿足使用功能、提高工程質(zhì)量的要求，又達(dá)到可以節(jié)省資金，降低成本的目的。因此，需要在熟悉建筑材料的性質(zhì)、性能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，了解不同類型建筑材料的價(jià)格，按照靈活、經(jīng)濟(jì)、適用的原則選用材料。建筑材料的選擇以安全適用、成本合理、施工方便為基本原則，應(yīng)就地取材，減少運(yùn)輸費(fèi)用，降低成本。比如鋼筋的選用：在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載力要求的前提下，選擇相對(duì)成本低的鋼筋方案，可以達(dá)到降低工程成本的目的。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員一般把重點(diǎn)放在配筋的計(jì)算上，往往忽視鋼筋種類的選擇。目前建筑市場(chǎng)上的鋼筋種類很多，如Ⅰ級(jí)鋼筋、Ⅱ級(jí)鋼筋、Ⅲ級(jí)鋼筋、新Ⅲ級(jí)鋼筋、冷軋扭鋼筋、冷軋帶肋鋼筋等。

3.3 選擇最適宜的基礎(chǔ)形式

建筑基礎(chǔ)形式的投資成本占工程結(jié)構(gòu)總價(jià)的1/3之多，因此可以說(shuō)合理的選擇基礎(chǔ)形式是直接影響工程成本的主體因素。同時(shí)合理的建筑工程基礎(chǔ)形式還會(huì)有效的縮短建設(shè)工期，使基坑維護(hù)的工序變得更加便捷、高效。目前，我國(guó)的建筑物逐漸走向多層、高層、甚至超高層。這些建筑物對(duì)于地基的要求也是越來(lái)越高。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的造價(jià)與項(xiàng)目建設(shè)的地質(zhì)條件密切相關(guān)，它的工期一般情況下占整個(gè)項(xiàng)目工程的25%―30%，造價(jià)通常占整個(gè)造價(jià)的10%-25%，由此可見(jiàn)基礎(chǔ)工程的重要性。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該重視地質(zhì)勘察工作，選擇合適的基礎(chǔ)型式，控制基礎(chǔ)的埋深與截面面積。

3.4 合理選擇結(jié)構(gòu)形式

建筑物地面以上的結(jié)構(gòu)形式對(duì)工程成本同樣有很大影響。不同的建筑結(jié)構(gòu)形式各有優(yōu)劣，應(yīng)比較各種結(jié)構(gòu)的布置方案、受力體系及經(jīng)濟(jì)性能，結(jié)合實(shí)際，因地制宜，綜合考慮以上因素，盡量采用適合本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式，建設(shè)出低成本、高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的民用建筑。混合結(jié)構(gòu)的成本僅為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)成本的60%～70%，其鋼筋混凝土用量少，適用于7層以下的建筑物。7層～12層以下的建筑宜采用框架結(jié)構(gòu)，在其合適的位置上設(shè)置幾道抗震剪力墻，可減小柱、梁的截面尺寸和配筋從而達(dá)到節(jié)省材料的目的，且可以明顯提高建筑物的抗震能力。框架結(jié)構(gòu)一般適用于12層～20層以下的建筑物，為增強(qiáng)建筑物的整體剛度，可其適當(dāng)?shù)奈恢蒙显O(shè)置剛性筒體，也可以起到節(jié)省材料的效果。

3.5 選擇合理的構(gòu)件截面

構(gòu)件截面尺寸與其配筋率在一定范圍內(nèi)是相互對(duì)立的。一般來(lái)說(shuō)，同一結(jié)構(gòu)構(gòu)件，當(dāng)其截面尺寸減小時(shí)，其配筋率就增大，鋼筋用量增加；相反，當(dāng)其截面尺寸增大時(shí)，可以適當(dāng)減少構(gòu)件的配筋，但增加了混凝土的用量，增加了建筑物的總荷重。樓層的層高是影響建筑成本的主要因素之一，而對(duì)層高影響的主要因素就是梁高。梁高與使用功能爭(zhēng)空間的矛盾突出。考慮現(xiàn)澆樓蓋共同工作，考慮T形截面的剛度；梁兩端的嵌固彎矩對(duì)梁變形有利；施工支模起拱可以抵消荷載作用下的變形。柱設(shè)計(jì)時(shí)盡量少采用異型柱，柱截面混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜沿高度有所變化。

3.6 合理控制配筋率

在充分保證結(jié)構(gòu)安全性、適用性和耐久性的前提下，控制配筋率盡可能合理化也是控制工程成本的關(guān)鍵。隨著建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，鋼材價(jià)格的暴漲，鋼材成本占總工程成本的比例逐年加大，從減少鋼筋用量來(lái)降低建筑成本的效果越來(lái)越顯著。首先，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度、場(chǎng)地類別、結(jié)構(gòu)材料、施工技術(shù)水平等綜合情況，選用經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系。在滿足建筑功能布局要求的前提下，盡量考慮到結(jié)構(gòu)規(guī)范的各項(xiàng)限值，盡可能保證建筑平面、立面的規(guī)則性，控制長(zhǎng)寬比、高寬比、平面凹凸尺寸、樓板開(kāi)洞面積，避免建筑立面剛度突變等，有效控制鋼筋的用量，有效降低工程成本。

3.7 加強(qiáng)限額設(shè)計(jì)管理

改革開(kāi)放以前，由于國(guó)家實(shí)行的嚴(yán)格的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)，對(duì)經(jīng)濟(jì)和物價(jià)進(jìn)行控制，盡管與市場(chǎng)機(jī)制完全不符，但是也基本可以保證物價(jià)的基本穩(wěn)定，建設(shè)資金也基本上是依靠國(guó)家的撥款，因此，對(duì)于工程建設(shè)的工程成本一直是采用靜態(tài)的方法來(lái)計(jì)算的，這既不考慮資金的時(shí)間價(jià)值，又沒(méi)有考慮價(jià)格的變動(dòng)因素，在當(dāng)時(shí)的條件下是允許的，但是改革開(kāi)放后，隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的逐步深入，工程建設(shè)的成本發(fā)生巨大變化，一是從單一國(guó)家撥款到多渠道的有償資金的使用，使得投資借貸者不得不考慮資金的時(shí)間；二是近10年來(lái)的價(jià)格上漲很大，所以必須考慮價(jià)格的動(dòng)態(tài)因素，所以在工程建設(shè)領(lǐng)域必須建立一套動(dòng)態(tài)的管理系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)。

結(jié)束語(yǔ)

優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅極大地改善了空間效果，增加了使用面積，而且還有效降低了工程成本，在經(jīng)濟(jì)效益上有顯著提高。因此，我們要把成本控制的關(guān)鍵確立在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，采用科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而降低工程成本。

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