建筑结构设计优化设计新方法

2018-03-28王海谊

四川水泥 2018年6期

王海谊

(大连广播电视大学)

随着经济的发展和科技的进步，我国建筑行业也在不断地发展中，同时建筑行业中各个企业之间的竞争变得越来越激烈，因此对于建筑工程企业来说，对建筑工程结构的设计进行优化成为一项非常重要的工作，这样不仅能够提高企业的经济效益，还可以使企业在激烈的竞争中处于优势地位。

1 对建筑结构设计进行优化的重要作用

1.1 有利于为建筑施工企业节省施工成本

随着经济的发展，城市人口数量在不断地上升，各大城市中的土地利用率急剧上升，高层建筑的数量在不断地提高。与其他建筑相比，高层建筑在纵方向上占据了较大空间，但是占用的土地面积较小。但是，楼层的高度和节约的成本数量并不成负相关。实际上，建筑在设计过程中真正需要考虑的数据是建筑的总占地面积和建筑施工企业的总成本之间的比值。通过对建筑结构的设计进行优化，可以在很大程度上为建筑施工企业节约成本，增加施工企业的经济效益。

1.2 提高建筑结构性能，增加建筑整体的经济效益

设计师在进行建筑设计的过程中，如果要增加楼层的层数，那么与其相对应地就要增加建筑工程内部横梁和柱子的整体承重能力，在这个过程中，建筑墙体的面积以及梁柱的体积都会相应地在一定程度上有所增加。那么经过各个建筑物内部结构质量以及体积的变化，整个建筑物的质量自然就会有所增加。如果能够对建筑工程的设计进行优化，那么就不仅可以提高建筑物内部结构的受力性能，还可以在一定程度上提高建筑工程施工企业的经济效益。

2 进行建筑工程设计优化的步骤

2.1 对目标函数进行科学合理的选择

进行建筑优化设计的工作人员在设计建筑之前，应该对建筑工程中各个结构的各项数据进行精准的计算，然后再对施工材料的种类和数量作统一地规划，使得各项数据达到规定的标准，最后再根据计算得出的建筑工程的工程总造价来选择最适合建筑施工的优化设计，再确保建筑施工质量的同时要将施工成本降到最低，尽可能地提高建筑企业的收益。以上过程就是建筑工程设计流程中目标函数的选择，这是建筑工程设计过程中一项非常重要的工作。

2.2 优化设计过程中要对变量进行正确精准的选择

对相关的变量进行正确精准的选择是设计师在进行建筑工程优化设计的过程中较为重要的环节之一。设计师在完成了对目标函数的选择之后，要结合建筑结构所具有的特点以及实际情况来对变量进行选择。从专业的角度来讲，变量的选择就是设计师要对所有对建筑工程结构的设计有所影响的因素进行全面地了解和详细地分析，然后在这些因素中，选择出对建筑设计影响最大的一个变量，然后再对这个变量进行精准地计算和分析，并按照相关规定对其进行严格地控制，这样就能在一定程度上实现建筑工程设计的优化。

2.3 优化设计过程中要对约束条件进行科学合理的选择

设计师在进行设计时，对所设计建筑结构的可靠度在一定程度上进行创新，并尽可能地将其优化，在这个过程中，设计师就可以较为精准地判断出所设计建筑结构中的定量以及起约束作用的条件，这样设计师就可以将约束条件设置在国家对建筑设计结构所规定的标准范围之类，这样就能在最大程度上使建筑工程的设计得到优化，同时还能使建筑工程的施工质量得到一定的保证。

3 建筑工程结构优化的具体方案

3.1 对建筑工程中的地基基础结构进行优化

建筑工程的整个施工过程中，基础结构的施工时间可以占到全部施工时间的四分之一，基础结构的工程造价占到了建筑工程全部工程造价的百分之十到百分之二十，从相关的数据就可以看出基础结构的设计和施工在整个建筑设计和施工中的重要地位，因此，设计师在进行设计的过程中要尽可能做到对基础结构的设计方案进行优化。除此以外，建筑工程施工地点的地质条件与建筑工程中基础设施的设计方案有着十分密切的联系，所以设计师在对基础设施进行设计之前，要对地质结构的相关数据进行仔细且全面地了解，并且要以这些数据为基本的依据，选择最为科学合理且最适合建筑工程的基础结构设计，然后再结合实际情况对基础结构的截面进行严格地把握和控制。这样就能在最大程度上实现建筑工程中基础结构的优化设计，并且能够有效地降低工程总造价，为建筑施工企业节省资金成本。

3.2 对建筑工程中柱子的截面以及柱网的位置布局进行优化

一般情况下，一个建筑物内部柱网的位置布局，是决定各个柱子之间距离的主要因素，柱网的尺寸往往是在6米到12米之间。如果柱子之间的距离比通常情况下的距离小，那么就会导致传力线路变短，虽然这样的情况之下可以在一定程度上减小建筑物上面部分施工材料的数量，但是却会导致建筑工程基础结构的工程造价提高，因此，建筑物内部柱网位置的布局可以影响到整个建筑物的施工以及工程总造价。除此之外，建筑物内部柱子的大小或者体积也会在很大程度上影响整个建筑工程的工程总造价，因此设计师在进行建筑工程优化设计的过程中要对柱子的截面设计以及柱网的布局设计进行尽可能地优化。

3.3 对建筑工程中的梁进行优化设计

一般情况下，设计师在对建筑物结构中的梁进行设计的过程中，往往会采用矩形的截面来形成受弯梁，但是需要注意的是，这种设计方案会在很大程度上降低建筑工程中施工材料的利用率。设计师设计梁的结构时如果要提高施工材料的利用率，那么建议可以用平面架来代替以往的受弯梁，这样就可以去除梁中多余的施工材料，这样不但可以为梁减轻负重压力，还可以提高施工材料的利用率，减少资金的花费。因此，对建筑工程中的梁进行优化设计可以有效地提高建筑工程施工企业的经济效益。