建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計新方法探析

錢錦

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，我國建筑行業(yè)也在不斷地發(fā)展中，同時建筑行業(yè)中各個企業(yè)之間的競爭變得越來越激烈，因此對于建筑工程企業(yè)來說，對建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化成為一項非常重要的工作，這樣不僅能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，還可以使企業(yè)在激烈的競爭中處于優(yōu)勢地位。

關(guān)鍵詞：建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化設(shè)計;新方法

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的主要原則

1.1功能性原則

功能性原則是建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中十分重要的一個設(shè)計原則，該原則在建筑結(jié)構(gòu)的使用功能和建筑創(chuàng)造的經(jīng)濟效益上都有所體現(xiàn)，倘若建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計功能性比較強，就會在一定程度上增加其使用價值與使用頻率，進而提高建筑的經(jīng)濟效益。而不同類型的建筑的功能性也有所側(cè)重，比如銀行建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要著重考慮建筑的安全性，并加強安全通道設(shè)計的科學性和合理性。此外，建筑材料也要符合銀行建筑的條件，有一定的荷載力，進而更好的保證銀行功能的使用。

1.2安全性原則

在進行建筑工程設(shè)計時，最應(yīng)該考慮的就是建筑的安全性，這是建筑設(shè)計的核心。今年來，豆腐渣工程事故層出不窮，除了建筑材料不合格這項因素影響，還反映了這些建筑工程在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，并沒有考慮到安全性原則，進而導致悲劇的發(fā)生。由此可見安全性原則在建筑設(shè)計中的重要性，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，相關(guān)管理人員要對構(gòu)件的可靠性進行分析，根據(jù)建筑施工的實際情況進行科學的設(shè)計，提高設(shè)計的使用價值，進而提高整體建筑的經(jīng)濟效益。

1.3綠色環(huán)保原則

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平都有了一定的提高，對生活質(zhì)量也有了更高的要求，要求建筑工程使用低碳材料。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時要綜合考慮綠色環(huán)保原則，在保證建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高建筑的環(huán)保性，保證住戶居住的舒適度和健康，提高建筑的環(huán)境效益。

2進行建筑工程設(shè)計優(yōu)化的步驟

2.1對目標函數(shù)進行科學合理的選擇

進行建筑優(yōu)化設(shè)計的工作人員在設(shè)計建筑之前，應(yīng)該對建筑工程中各個結(jié)構(gòu)的各項數(shù)據(jù)進行精準的計算，然后再對施工材料的種類和數(shù)量作統(tǒng)一地規(guī)劃，使得各項數(shù)據(jù)達到規(guī)定的標準，最后再根據(jù)計算得出的建筑工程的工程總造價來選擇最適合建筑施工的優(yōu)化設(shè)計，再確保建筑施工質(zhì)量的同時要將施工成本降到最低，盡可能地提高建筑企業(yè)的收益。以上過程就是建筑工程設(shè)計流程中目標函數(shù)的選擇，這是建筑工程設(shè)計過程中一項非常重要的工作。

2.2優(yōu)化設(shè)計過程中要對變量進行正確精準的選擇

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

2.3優(yōu)化設(shè)計過程中要對約束條件進行科學合理的選擇

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

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化策略

3.1對設(shè)計方案做出科學歸納

對于建筑工程來說，科學合理的設(shè)計方案能夠在最大層面上影響房屋建筑的最終效果和質(zhì)量，而在房屋建設(shè)過程中，要想實現(xiàn)更好的優(yōu)化效果，就需要建筑設(shè)計師在規(guī)劃結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的過程中，將影響建筑物修建效果的各類因素進行整合調(diào)控，以此來保證建筑結(jié)構(gòu)的改良設(shè)計達到預(yù)期目標，而工作人員在編寫相關(guān)方案的同時也要遵循建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一些原則。

第一，在挑選原材料的過程中，需要細致到每一個部件都精心選擇，以此來保證不同零件在建筑結(jié)構(gòu)中能夠發(fā)揮其作用，不同結(jié)構(gòu)雖然有相異的作用，但是要使其在整個房屋建筑中達到和諧一致的效果，保證優(yōu)化水平能夠符合預(yù)期要求。

第二，草擬優(yōu)化設(shè)計方案時，需要兼顧不同因素會對結(jié)構(gòu)優(yōu)化產(chǎn)生的各類影響，立足于房屋建筑全局，統(tǒng)籌零部件之間的聯(lián)系，使它們能夠在建筑中物盡其用。

第三，房屋建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要盡可能精簡化，因為復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會導致構(gòu)件的承載力變高，計算的誤差增大;這樣一來，不但工程造價會相應(yīng)增加，危險性也會跟著提升。

第四，最初設(shè)計的方案也需要關(guān)注到外界因素，尤其是外力對內(nèi)部構(gòu)造造成的影響，單純想要利用強化內(nèi)部構(gòu)件來達到防止結(jié)構(gòu)變形是不可取的，不僅耗費大量原材料，無益于實現(xiàn)更大的經(jīng)濟效益，還有可能會引發(fā)安全隱患。

3.2采取針對性的優(yōu)化方法

切實可行的設(shè)計方案能夠促進建筑優(yōu)化活動展開，是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本保障。房屋建筑工程的設(shè)計活動應(yīng)當將建筑工程師的設(shè)計方案作為主要依據(jù)，熟悉不同階段的主要環(huán)節(jié)，明晰房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的具體情況，在資金周轉(zhuǎn)合理的情況下，進一步明確不同結(jié)構(gòu)設(shè)計的區(qū)別和聯(lián)系。設(shè)計師在編寫方案時，要對結(jié)構(gòu)計算結(jié)果進行大致估計，并將運算結(jié)果清晰得表述在規(guī)劃方案上，還要考慮到內(nèi)部及外部因素對建筑結(jié)構(gòu)可能造成的影響。除此之外，由于外界環(huán)境存在諸多不可控因素，修建時也要盡量避免對設(shè)計方案的死搬硬套，從而在面對突發(fā)情況的時候，能夠迅速采取有針對性的措施，防止因應(yīng)變不及時所造成的建設(shè)損失。

3.3培養(yǎng)專業(yè)優(yōu)化設(shè)計人才

工作人員的專業(yè)素養(yǎng)和設(shè)計才能能夠在最大層面決定建筑優(yōu)化結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量，優(yōu)秀設(shè)計人才也能幫助團隊在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計活動中少走彎路，達到事半功倍的效果。而能夠滿足大眾審美需求，彰顯建筑設(shè)計之美的作品實際上大多數(shù)都是優(yōu)秀工程設(shè)計師的手筆，在如今建筑行業(yè)的不斷壯大發(fā)展、拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，也給了建筑設(shè)計工作者更大的挑戰(zhàn)。因此，作為建筑設(shè)計師而言，在平時應(yīng)當注意專業(yè)知識的學習，將建筑學、藝術(shù)學和設(shè)計學等理論知識靈活運用在實踐活動中，利用理論促進實踐活動，用實踐活動來鞏固理論知識，不能忽略優(yōu)化設(shè)計的基本原則。另外，在設(shè)計過程中還需要將力學原則和優(yōu)化設(shè)計方法結(jié)合在一起，實現(xiàn)建筑設(shè)計的最優(yōu)化。設(shè)計者也應(yīng)當樹立發(fā)展的觀念，以創(chuàng)新性設(shè)計觀念來進行建設(shè)活動;利用辯證的眼光來看待相關(guān)問題，擬定設(shè)計方案時要將建設(shè)時長控制在合理范圍內(nèi)。

3.4實現(xiàn)資源的合理配置

原材料作為建筑活動中的基本要素，在房屋建筑過程中起著舉足輕重的作用。所以在對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計的時候，需要對建筑材料進行適度挑選，控制建筑材料使用量及投入比重，以免出現(xiàn)原料大幅度耗損浪費的問題，這也是實現(xiàn)建筑資源合理配置的重要過程。此外，在建設(shè)活動開始之時，要以不同零部件的結(jié)構(gòu)特征為基礎(chǔ)，因地制宜的將其利用在不同的部件構(gòu)造當中，以小部件的優(yōu)化構(gòu)造來達成大的建筑構(gòu)造，從而保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)的抗壓力和承載力能夠滿足預(yù)期目標，以合理配置資源的方式來達成理想的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計效果。

結(jié)論

建筑設(shè)計優(yōu)化作為建筑工程的重要環(huán)節(jié)，和科學可行的歸納方案、專業(yè)的建筑學素養(yǎng)脫離不了關(guān)系，正因為如此，建筑設(shè)計師更應(yīng)該放眼未來，從建筑設(shè)計需遵循的角度出發(fā)，利用所學知識反復對設(shè)計方案進行改良，樹立前瞻性的發(fā)展眼光，在實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)多樣化的同時，不斷提升房屋建筑的綜合實用價值。

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（作者單位：杭州福卡裝飾工程有限公司）