倪金峰

摘要：在眾多的建筑工程中，成本造價都是必須要重視的一個問題，而在整個造價中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計占據(jù)著較大的部分花費，而如果通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)，就能夠?qū)⑦@一問題解決，減少造價的壓力。因此，在建筑工程中，建設(shè)的設(shè)計單位在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，在滿足建筑需求的前提下，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，對整個建筑工程非常有利。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計； 建筑結(jié)構(gòu)； 優(yōu)化技術(shù)

前 言

在建筑工程中，建筑結(jié)構(gòu)的造價占據(jù)著最大的比例，而對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行的優(yōu)化技術(shù)則能夠為整個建筑工程提供一定的經(jīng)濟效益。廣大的建筑設(shè)計部門和單位，通過對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，多采用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段，在保證建筑質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)降低建筑工程成本的目的，能夠節(jié)約造價，并提升建筑的經(jīng)濟效益。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用及實踐價值

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化主要在兩個方面進行應(yīng)用，一方面是在建筑工程的結(jié)構(gòu)總體上的優(yōu)化設(shè)計，另一方面就是在房屋的工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。這兩個方面中，建筑工程結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計包括了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。對于這些方面的設(shè)計我們需要在結(jié)構(gòu)分析、受力分析、造價分析上進行研究，并在滿足整個設(shè)計規(guī)范以及建筑實用需求的前提下，對整個建筑的實際情況進行優(yōu)化，以降低建筑成本，提升經(jīng)濟效益為目標(biāo)，進行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的實踐價值本人認為，在保證建筑使用功能不受影響的條件下，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的投資，對建筑工程的遠期效益是有巨大的好處的。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相比較，設(shè)計優(yōu)化技術(shù)能夠?qū)⒔ㄖ脑靸r降低5到30個百分點，這對一個建筑工程來說是一項巨大的資金。

二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與經(jīng)濟性的關(guān)系

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計與用地的關(guān)系在多層或者高層住宅建筑中，各層建筑面積的總數(shù)就是整個工程的建筑總面積，因此，建設(shè)的樓房層數(shù)越多，單位面積上分?jǐn)偟姆课菝娣e就少。但是，同時建筑的層數(shù)增加對建筑房屋之間的樓間距是有影響的，并不是層數(shù)越多，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益就越大。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計與造價的關(guān)系建筑的層數(shù)和單位建筑的面積造價是有直接的關(guān)系的，但是在影響的程度上是各有不同的。例如在樓頂?shù)牟糠?，因為不管建造多少層的樓，都是只有一個樓頂，因此，樓頂?shù)慕ㄖ靸r并不是因為層數(shù)的增加而增加造價，而是隨著層數(shù)的增加樓頂單位面積的造價是下降的。但是在基礎(chǔ)的部分，各層是共用的，樓層越高，對于基礎(chǔ)部分的承載要求也越高，這就需要增加造價，以達到整體建筑的承載要求。另外，在承重部分，和基礎(chǔ)部分一樣，隨著樓層數(shù)的增加，對于承重的要求也提升，造價也會增加。

3.高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計與經(jīng)濟性的關(guān)系住宅樓的樓層數(shù)和住宅樓的造價也是有直接的關(guān)系的，樓層數(shù)越多，整個工程的墻面面積以及支撐結(jié)構(gòu)的要求也越高，這就會增加基礎(chǔ)和承載結(jié)構(gòu)的造價，同樣建筑內(nèi)部的水電結(jié)構(gòu)管線也會增加，這些都是提升造價的地方。降低住宅樓的層數(shù)，不僅能夠減少建筑的成本，以及建筑附屬設(shè)施的成本，還可以節(jié)約土地，因為樓層低，日照好，樓間距會適當(dāng)?shù)目s小，單位土地面積上的利用率也會增加。

建筑的平面形狀對于建筑的成本也有一定的影響。在建筑面積相同的情況下，建筑的平面形狀在接近方形或者圓形的情況下，整個建筑的造價會降低。但是在設(shè)計的時候，需要考慮到建筑的使用方便，因此通常我們的單體建筑平面形狀都是設(shè)計成矩形，不僅降低了成本，還適合人體的視覺感官以及滿足了使用要求。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

1.直覺優(yōu)化（概念設(shè)計優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于同一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設(shè)計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問題是計算機無法完全解決的，都需要設(shè)計人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行，這便是前面所說的概念設(shè)計。因此，概念設(shè)計存在于設(shè)計師對多種備選方案進行選擇的過程中。

2.概念設(shè)計處理的實際建筑設(shè)計問題概念設(shè)計所要處理的問題多種多樣。但可以肯定的是希望通過概念設(shè)計，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或?qū)⑵茐某潭冉抵磷畹?。因此，分析如何?yīng)對建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計過程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計算及構(gòu)造等各個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)防思想在整個設(shè)計過程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計的重要指導(dǎo)思想。

四、結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，應(yīng)當(dāng)在保證質(zhì)量的前提下，敢于創(chuàng)新，敢于將自己的意圖在設(shè)計圖紙上表現(xiàn)出來，并最終得以實現(xiàn)。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程是建筑設(shè)計師表現(xiàn)自己才能，展示自己設(shè)計意圖的時候，必須要重視這一項工作。在平面的設(shè)計上，要必須注意不規(guī)則的不對稱的設(shè)計，要縮小質(zhì)量中心以及剛度中心的差異。在豎向的承重結(jié)構(gòu)上，要保證承載力的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在豎向設(shè)計中，要保證整體結(jié)構(gòu)的漸變，避免結(jié)構(gòu)突變，因為結(jié)構(gòu)的突變很可能會造成整個結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力集中，對于建筑的穩(wěn)定性具有巨大的影響。

在整個建筑工程中，設(shè)計是靈魂，質(zhì)量是中心。要想建設(shè)出一個優(yōu)質(zhì)的建筑工程，就必須要擁有一個優(yōu)質(zhì)的設(shè)計方案。優(yōu)秀的工程師在進行建筑設(shè)計的時候，首先，會先構(gòu)建一個整個工程的優(yōu)化過程，通過這個過程，運用一些計算的方法，對建筑工程的結(jié)構(gòu)進行一些構(gòu)思，并在多種構(gòu)思中互相比較，同時，結(jié)合建筑的使用要求等，設(shè)計合理的建筑內(nèi)部空間以及外部形象，在滿足業(yè)主需求的前提下，與建筑方面一起探討整個建筑的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及可行性。最終，形成一個最為優(yōu)化的設(shè)計方案，得到一個質(zhì)量達標(biāo)，經(jīng)濟可靠的優(yōu)質(zhì)設(shè)計方案。

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