建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)基本思路概要

狄聚寶 蔡永濤 劉士英

中建八局第二建設(shè)有限公司 山東 濟(jì)南 250000

引言

隨著當(dāng)前我國(guó)建筑工程項(xiàng)目的復(fù)雜性不斷提升，在結(jié)構(gòu)方面的表現(xiàn)較為突出，面臨著越來越繁雜的建筑結(jié)構(gòu)，如何促使其表現(xiàn)出理想的整體可靠應(yīng)用性能也就顯得極為必要?；诖?，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化控制也就顯得極為必要，應(yīng)該切實(shí)圍繞著建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析，采取較為理想的優(yōu)化設(shè)計(jì)策略，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案更為合理。

一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，關(guān)注主體結(jié)構(gòu)是比較核心的基本任務(wù)，如果建筑主體結(jié)構(gòu)存在較為明顯的偏差隱患，必然也就會(huì)導(dǎo)致最終建筑物整體穩(wěn)定性不佳，在抗震性能以及安全性方面存在威脅。結(jié)合這種主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的開展而言，相關(guān)人員需要重點(diǎn)考慮到建筑主體結(jié)構(gòu)的各個(gè)具體參數(shù)，能夠針對(duì)主體結(jié)構(gòu)中的剪力墻或者是框架進(jìn)行詳細(xì)具體分析，了解相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)于可能存在的明顯不適宜，或者是不符合行業(yè)規(guī)范的內(nèi)容進(jìn)行有效調(diào)整。另外，主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)往往還需要重點(diǎn)關(guān)注于各個(gè)關(guān)鍵要求，比如對(duì)于抗震性能需求就需要詳細(xì)把關(guān)，圍繞著現(xiàn)有主體結(jié)構(gòu)的抗震效果進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而采取較為適宜的方式進(jìn)行改進(jìn)調(diào)整，提升主體結(jié)構(gòu)的承載效果。

（二）關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)壽命

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的壽命進(jìn)行詳細(xì)分析同樣也是比較關(guān)鍵的一環(huán)，這種建筑結(jié)構(gòu)壽命的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要就是為了較好圍繞著建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用持久穩(wěn)定性進(jìn)行分析，對(duì)于可能存在的明顯易損壞結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效調(diào)整，如此才能夠較好確保建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，保障建筑工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。當(dāng)然，這種建筑結(jié)構(gòu)壽命的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅僅需要關(guān)注于各個(gè)結(jié)構(gòu)的受力狀況，往往還需要重點(diǎn)考慮到建筑結(jié)構(gòu)的用材以及自身尺寸，注重平衡經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量性能，有效保障建筑結(jié)構(gòu)壽命。

（三）樁基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作而言，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化同樣也是關(guān)鍵一環(huán)，尤其是對(duì)于當(dāng)前比較常用的樁基礎(chǔ)，更是應(yīng)該在具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化中進(jìn)行充分關(guān)注。結(jié)合樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，無論是預(yù)制樁，還是灌注樁，都需要重點(diǎn)考慮到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，應(yīng)該促使相應(yīng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)整體更為可靠，促使其具備較強(qiáng)承載能力，并且可以和上層建筑結(jié)構(gòu)形成理想的協(xié)調(diào)關(guān)系，避免出現(xiàn)嚴(yán)重沖突和不協(xié)調(diào)問題。

（四）注重整體和局部的優(yōu)化協(xié)調(diào)

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)整體和局部?jī)?yōu)化的協(xié)調(diào)性同樣也是關(guān)鍵要求，應(yīng)該在確保整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)符合預(yù)期要求的基礎(chǔ)上，注重各個(gè)局部細(xì)節(jié)的優(yōu)化處理，如此才能夠最終優(yōu)化整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，促使其表現(xiàn)出較強(qiáng)的設(shè)計(jì)價(jià)值。因?yàn)楫?dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案往往較為復(fù)雜，涉及到了較多的層次，結(jié)構(gòu)構(gòu)件更是較為豐富，如此也就必然需要重點(diǎn)把握好具體優(yōu)化要求，實(shí)現(xiàn)整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升。當(dāng)然，在局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理后，同樣也應(yīng)該最終進(jìn)行整體分析，避免因?yàn)榧?xì)節(jié)改變影響到整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用效益。

二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟

（一）建立優(yōu)化模型

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作必然需要首先關(guān)注于優(yōu)化模型的有效建立，盡量確保優(yōu)化模型更為符合建筑物建設(shè)要求，能夠有助于后續(xù)各項(xiàng)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的落實(shí)。結(jié)合這種優(yōu)化模型的有效建立而言，首先應(yīng)該關(guān)注于設(shè)計(jì)變量的選擇，確保建筑結(jié)構(gòu)中比較核心的可靠度、造價(jià)值、安全性等基本指標(biāo)得到較好關(guān)注，進(jìn)而才可以有效指導(dǎo)具體優(yōu)化處理；在這些具體優(yōu)化設(shè)計(jì)變量確定后，就應(yīng)該明確目標(biāo)函數(shù)，把握好具體建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要求，尤其是在各個(gè)約束條件的選定上，更是需要予以高度關(guān)注，確保建筑結(jié)構(gòu)可以表現(xiàn)出更強(qiáng)的優(yōu)化處理效果。

（二）優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

針對(duì)相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，相關(guān)工作人員需要詳細(xì)分析評(píng)估各個(gè)方面的具體設(shè)計(jì)狀況和實(shí)際效果，如此也就可以較好圍繞著設(shè)計(jì)方案優(yōu)化處理內(nèi)容進(jìn)行探討，最終設(shè)定較為合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在具體優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的確定中，因?yàn)槠渫婕暗搅硕鄠€(gè)方面的影響因素，約束條件以及優(yōu)化需求也表現(xiàn)在多個(gè)角度，如此也就需要進(jìn)行詳細(xì)分析，綜合處理。針對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中涉及到的一些計(jì)算工作也應(yīng)該予以嚴(yán)格控制，靈活運(yùn)用拉氏乘子法等計(jì)算方法，確保最終優(yōu)化設(shè)計(jì)方案可以表現(xiàn)出更強(qiáng)的應(yīng)用效益。基于這種設(shè)計(jì)方案的具體優(yōu)化而言，因?yàn)槠洳粌H僅涉及到了整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的綜合優(yōu)化，往往還涉及到了各個(gè)細(xì)節(jié)的優(yōu)化處理，如此也就必然需要采取較為先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，尤其是能夠充分運(yùn)用先進(jìn)的應(yīng)用程序，更好提升整體優(yōu)化設(shè)計(jì)性能，保障建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化更為合理高效，縮短該環(huán)節(jié)的時(shí)間。

（三）結(jié)果分析

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案完成后，還需要重點(diǎn)圍繞著相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評(píng)估，了解優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的適宜性和合理性效果，保障優(yōu)化設(shè)計(jì)方案確實(shí)符合原有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。如果在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了多種不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，則需要對(duì)比分析不同方案的優(yōu)劣，進(jìn)而從多個(gè)指標(biāo)入手進(jìn)行充分衡量，考慮到這些優(yōu)化方案的美觀性、實(shí)用性、安全性以及成本效益等，最終選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，保障后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)的布置較為可靠。

三、結(jié)束語

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，因?yàn)楫?dāng)前建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性比較突出，相應(yīng)設(shè)計(jì)構(gòu)建難度同樣也比較大，如此也就必然需要重點(diǎn)圍繞著結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程及其關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)把關(guān)，力求整體建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)更為可靠高效。