建筑工程項目施工中的結構優化設計控制技術應用研究

摘要：針對當前建筑工程項目結構不完善，不利于項目全生命周期管理的質量，制約著建筑行業經濟效益與技術創新的協同發展，對企業與社會造成巨大經濟損失的問題，提出建筑工程項目結構優化設計。在獲取建筑工程項目結構相關內容基礎上，通過構建項目結構優化評價體系，優化項目施工工期與成本，采用一種全新工程項目結構控制技術。通過對比分析可知，新的建筑工程項目結構控制技術能夠有效地縮短施工時間，明顯降低各個分項工程的建設費用，具有較高可行性。

關鍵詞：建筑；結構；工程；設計；項目；優化

0" "引言

建筑工程項目結構優化設計，對建筑工程項目具有重要影響，主要體現在項目施工質量、進度、成本等方面[1]。傳統的建筑工程項目結構較為落后，在生態效益與社會效益協同發展方面存在一定的不足，項目管理機制不夠完善，對項目的全生命周期管理具有不利影響，嚴重情況下甚至影響項目的順利進行，給建筑企業與社會經濟造成巨大損失[2]。基于此，本文以某地區建筑工程項目M為例，提出了建筑工程項目結構優化設計，為建筑工程整體管理與運行提供保障[3]。

1" "建筑工程項目結構優化控制技術設計

1.1" " 構建項目結構優化評價體系

建筑工程項目具有一定的特殊性，在工程項目結構優化設計中，需要選擇正確的結構優化指標，使其反映項目整體控制管理的合格程度[4]。本文在設計建筑工程項目結構控制技術時，首先基于項目自身的特征，構建項目結構優化評價體系。

1.1.1" "需遵循的原則

在構建體系時，綜合考慮科學設計性、整體性、執行可行性的原則，使項目結構優化評價體系符合建筑工程項目的建設需求。科學設計性原則主要針對建筑工程項目結構優化的管理進程，在工程項目結構管理過程中，需要對建筑工程項目的管理活動與工作進行合理評價，使其滿足社會科技進步的需求，具有先進科學的設計觀念。整體性原則是工程項目結構優化評級體系中重要的組成部分，體現在項目策劃、設計與運營階段，它能夠使建筑工程項目結構優化結果更加全面，有利于提高建筑工程項目優化設計效果[5]。執行可行性原則主要應用于項目結構優化的建設階段，使建筑工程項目施工可操作性更強，有利于提高項目結構優化結果的準確性，對工程項目施工質量與進度的管理，具有一定的促進作用[6]。

1.1.2" "工程項目結構優化控制指標

基于模糊層次分析的方法，設定建筑工程項目結構優化評價體系的控制指標。本文設定的控制指標結構如圖1所示。本文構建的建筑工程項目優化評價體系中，工程項目結構優化控制指標主要包括管理指標、能源指標、技術指標、資源指標與成本指標，不同的控制指標，對應的具體內容存在一定的差異，均對建筑工程項目的順利開展以及實現經濟效益目標具有重要影響[7]。

控制指標能夠有效地反映工程項目施工的屬性，可將工程項目建設的工作狀況轉化為具體的指標，進行量化分析處理，實現建筑工程項目結構優化設計控制的預期目標。基于指標定量分析的原理，對項目結構優化評價體系中的控制指標進行統一權重賦值，利用模糊層次分析的方法，對控制指標權重進行相應計算，計算公式如下：

（1）

式中：Wi表示項目結構優化評價體系中控制指標的權重值；aij表示項目結構優化評價體系中子層次指標的權重值；aik表示項目結構優化控制指標對應的倒數；n表示控制指標的個數；i、j分別表示控制指標中的不同元素。

通過上述公式，獲取建筑工程項目結構優化評價體系中各個控制指標的權重值。將所有控制指標根據其權重值進行排序處理，建立分項權重層次結構，直觀地體現項目結構優化的預期目標，有利于項目管理人員全方位地管理建筑工程項目各個階段的施工情況。

1.2" nbsp; 優化項目結構施工工期與成本

基于上述建筑工程項目結構優化評價體系構建完畢后，獲取到項目結構優化控制指標的權重值。然后通過工期優化約束方法，對項目結構的施工工期與成本進行優化設計控制，可實現建筑工程項目結構優化設計的目標。

1.2.1" "優化項目結構施工工期

對項目結構的施工工期進行優化控制設計，在保證項目施工質量的前提下，分析工程項目結構的預期工期目標。基于項目施工工序的邏輯關系結構，調整項目施工工作的持續時間。設定施工工期結構優化系數，按照一定排序原則，對結構優化系數進行排序處理，進而實現工程項目工期結構計算的目標。通常情況下，建筑工程項目結構的計算工期結果大于計劃工期。當計算工期結果小于計劃工期時，可用如下公式獲取項目結構優化的施工工期縮短時間：

（2）

式中：△T表示項目結構優化的施工工期縮短時間；Tc表示項目結構優化的施工計算工期；表Ta示項目結構優化的施工計劃工期。根據計算結果，在滿足建筑工程項目施工工期結構優化要求下，結合項目結構施工網絡圖，對項目結構的施工工期進行優化。具體的優化設計流程如圖2所示。

根據施工網絡圖的結構，設定工期結構優化的時間參數，獲取影響施工工期結構的關鍵因素與非關鍵因素。基于上述計算獲取到的項目結構優化的施工工期縮短時間，對工程的施工情況進行具體分析。制定施工進度線路，選取施工中能夠壓縮的工作時間。對壓縮工作時間進行判斷，判斷時間縮短后對建筑工程項目結構優化設計的影響情況。若壓縮時間后結果滿足項目結構施工工期與質量的要求，則輸出項目結構工期優化結果。若壓縮結果不滿足相關的要求，則重復上述步驟，直至滿足工程項目結構優化建設要求為止。建筑工程項目結構工期優化模型公式如下：

（3）

式中：tij表示建筑工程項目結構優化施工中各個分項工程施工的持續時間；k表示建筑工程項目結構優化設計的關鍵線路施工參數。

1.2.2" "優化項目結構施工成本

在工程項目結構施工工期優化設計結束后，對施工成本結構進行優化設計控制。根據項目優化設計成本管理的原理，將建筑工程項目結構優化的建設費用進行劃分，根據使用途徑、使用類型的不同，可劃分為直接建設費用與間接建設費用。基于簡化計算方式，將建筑工程項目結構優化中的直接建設費用與分項工程施工持續時間，設定為直線關系，計算建筑工程項目結構優化設計的直接建設費用斜率如下：

（4）

式中：△Cij表示建筑工程項目結構優化的直接建設費用斜率，即項目結構優化的直接建設費用率；CCij表示工程項目結構施工最短持續時間內完成工作的費用；CNij表示工程項目結構施工正常持續時間內完成工作的費用；DNij表示工程項目結構施工正常持續時間；DCij表示工程項目結構施工最短持續時間。

通過上述計算，獲取到建筑工程項目結構優化施工的直接費用率。直接費用率能夠有效地反映項目結構建設增加的成本費用，費用率增大，表明施工成本增加得越多；費用率下降，表明項目結構優化的施工成本得到了有效地控制。

在工程項目結構優化施工工期與施工成本計算基數基礎上，分析工程項目成本與施工持續時間之間關系，獲取建筑工程項目結構優化設計控制的管理水平，合理調整項目結構的施工計劃與工作性質。針對施工中可能出現的影響工期與成本的問題，制定具體的優化控制技術措施，避免項目施工進度滯后，增加施工成本。在保證建筑工程施工質量的前提下，優化各個施工工序的作業時間，使工程項目結構實現最優化設計控制目標[8]。

2" "對比分析

為了對本文提出的建筑工程項目結構優化設計的可行性，作出進一步客觀分析，進行如下實驗。本次實驗以某地區M建筑工程項目為研究對象。該工程項目占地面積較大，在質量管理、施工部署與成本控制等方面的難度較大。將上述結構優化設計控制技術應用到該項目中，根據項目平面布置圖，利用revit軟件與BIM技術，構建項目結構優化模型。在模型中新建樣板文件，將工程施工的結構構件參數輸入到模型中，設定模型中建筑柱、梁、板的相關參數，基于建筑平面布置規則，最終獲取基于BIM技術的建筑項目三維模型如圖3所示。

將模型圖導入到項目結構優化計算中，結合項目的建設成本，調整模型中參數的搭配情況，使得建設成本得到優化處理。根據實際施工情況，對施工的工藝進行相應的調整。基于科學合理的施工先后順序，實現加快項目施工進度的目標。然后采用定額估算法，在確保施工質量、水平、工藝的基礎上，計算該項目中各個分項工程施工持續時間如下：

（5）

式中：D表示建筑工程項目分項工程施工持續時間；Q表示項目中的分項工作量；S表示工程施工產量定額；R表示工程項目中機械臺班數或工人數。

通過計算，得出項目結構優化后各分項工程施工持續時間。在此基礎上，結合項目施工可靠性評估的原理，獲取該項目結構優化后，各分項工程施工持續時間。

表1所示為M建筑工程項目結構優化后，各個分項工程的施工持續時間參數。從表1可以看出，與項目結構優化設計前的施工計劃相比，整體施工時間明顯縮短，進度得到了顯著加快。在此基礎上，計算項目結構優化設計后的建設費用，將其與項目結構優化設計前進行對比，以判斷施工成本是否發生改變。

項目結構優化設計前后建設費用對比如表2所示。根據表2可知，應用本文設計的項目結構優化控制技術后，該工程項目各個分項工程的建設費用明顯降低，表明本文設計的建筑工程項目結構優化控制技術具有較高的可行性。

3" "結語

綜上所述，建筑工程項目結構對于項目的建設具有重要影響，本文為了改善傳統建筑工程項目結構存在的不足，在傳統工程項目結構的基礎上，進行了全方位的優化設計。通過本文的設計，有效地提高了項目施工的進度，降低了項目建設的費用，在確保工程施工質量的條件下，實現了縮短項目建設工期與成本的目標，對建筑工程資源均衡發展具有重要意義。

參考文獻

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