崔麗娜

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計可以實現(xiàn)可觀的經(jīng)濟效益。本文對現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計進行要點進行分析，并提出相應優(yōu)化措施，以使得現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設計得到有效的優(yōu)化，希望對相關從業(yè)人員具有借鑒意義。

關鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設計；優(yōu)化設計

1 前言

現(xiàn)代社會對房屋建筑物的功能、安全、質(zhì)量方面比之前要求更為嚴格的同時，也對其房屋的經(jīng)濟美觀和是與實用方面也提出了個性化規(guī)定?，F(xiàn)代建筑企業(yè)對于結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術的應用就具備了高度的現(xiàn)實意義。

2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計

2.1 設計方案方面

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中，首先優(yōu)化之后要保證設計的合理化，并且符合建筑工程項目的實際情況，這樣才能更好的決定或選擇最優(yōu)方案。在制定結(jié)構(gòu)設計方案時，必須注意的幾點問題：

（1）保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的合理設置。在設計中，配件的設置是首先要得到保證的，是基礎性工作，這對每一個設計人員都是一個考驗，只有優(yōu)化設計才能充分發(fā)揮配件優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)性能，發(fā)揮應有的積極作用。

（2）扭轉(zhuǎn)效應預防。扭轉(zhuǎn)效應是建筑結(jié)構(gòu)設計中交易發(fā)生的狀況，為了防止這種現(xiàn)象出現(xiàn)，要將設計的平面上的側(cè)抗力和建筑的外力二者要相互重疊，優(yōu)化后不僅可以減少抗扭轉(zhuǎn)構(gòu)件數(shù)量，同時可以降低建筑造價成本，提高建筑物經(jīng)濟效益。

（3）合理設置傳力途徑。在建筑結(jié)構(gòu)設計中，傳力的作用是相對繁瑣的，這表現(xiàn)在傳輸途徑較多上。這樣沒有經(jīng)過優(yōu)化就會造成工程成本的加大，對建筑的安全性能也有不小的影響。 因此要求設計人員必須設置簡單的傳力途徑，這樣不僅可以減少結(jié)構(gòu)所需傳遞構(gòu)件，降低成本，同時可以避免安全事故的產(chǎn)生。

（4）注重建筑結(jié)構(gòu)整體效果。在制定建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方案時，從建筑結(jié)構(gòu)整體性出發(fā)，處理好建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件與建筑結(jié)構(gòu)間的受力關系，使得建筑結(jié)構(gòu)承載力、延伸性及剛性強度得到有的提升。

（5）加強溝通合作。為了保證建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方案的可行性，要求設計人員與建筑人員、施工人員進行有效的溝通和合作，并共同制定建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，使得建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方案更加的完善、可靠。

2.2 材料利用方面

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計主要是為了使建筑工程達到“低成本、高收益”的效果，即盡可能減少較少的資金，建立舒適、安全的建筑。而材料作為建筑結(jié)構(gòu)設計的重要組成部分，其合理利用對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化起著至關重要的作用。因此要求設計人員依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況、環(huán)境等特點，選擇適宜的材料。對于鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)而言，其柱子是受壓重點，所以必須選擇抗壓性高的混凝土，以縮小結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，擴大結(jié)構(gòu)空間，使得結(jié)構(gòu)自重力有所減輕。梁板是建筑結(jié)構(gòu)受彎的重要部分，可采用強度較高的鋼筋，以減少鋼筋材料使用量，保證鋼筋與混凝土強度統(tǒng)一性，使得材料性能得到充分發(fā)揮。而對于建筑結(jié)構(gòu)中的跨度結(jié)構(gòu)、復雜 結(jié)點、及轉(zhuǎn)換層，則可采取鋼結(jié)構(gòu)材料，一方面可以降低材料成本，提高經(jīng)濟效益，另一方面可以保證建筑物的舒適度和安全性。

2.3 構(gòu)件布置方面

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中構(gòu)件多種多樣，必須對這些構(gòu)件進行合理的設計和布置，才能做到優(yōu)化設計。（1）柱子設計與布置。建筑結(jié)構(gòu)柱子截面與軸壓比有著密切的關系，在優(yōu)化設計中常見的優(yōu)化措施是增加柱子的數(shù)量，并減小跨度。在設計中要對柱子軸壓比進行有效的控制，以提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，同時使建筑結(jié)構(gòu)功能得到充分發(fā)揮；（2）梁設計與布置。在對建筑結(jié)構(gòu)中的梁進行設計和布置時，有自身的長處也有不足，就拿寬扁梁來說，它是優(yōu)點是可以提高建筑物整體凈高，使得建筑物面積得到擴大，但缺點就是經(jīng)濟效益與普通板相比較低，主要是因為建筑結(jié)構(gòu)梁板橫向截面高度有所降低，縱向鋼筋率就會有所增加，撓度 也有所擴大，提高了建筑成本。對于撓度的建筑結(jié)構(gòu)，可采用預應力梁，雖然能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)設計特殊要求，但是其成本相對較高；（3）現(xiàn)階段我國建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計過程中，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)是應用較為廣泛的一種結(jié)構(gòu)體系，其主要由鋼筋混凝土型剪力墻和框架組成的， 建筑框架中的梁柱由剛接完成，而剪力墻和框架可采用鉸接或者剛接完成。建筑中的結(jié)構(gòu)都具有靈活性的使用空間、良好的整體性及衍生性、較強的抗震性和承載力，使得結(jié)構(gòu)側(cè)移達到減小，使得建筑結(jié)構(gòu)得到有效的優(yōu)化和完善。

2.4 結(jié)構(gòu)計算方面

為了保證建筑結(jié)構(gòu)計算的準確性，使建筑結(jié)構(gòu)設計得到有效的優(yōu)化，要求設計人員在結(jié)構(gòu)計算過程中，必須做到以下要求：（1）與工程實踐相結(jié)合。在建筑結(jié)構(gòu)計算時，必須對建筑工程情況進行有效的調(diào)查和分析，以保證建筑結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)的準確性；（2）計算機系統(tǒng)的應用。為了提高建筑結(jié)構(gòu)計算的準確性，設計人員必須合理應用計算機系統(tǒng)，對建筑結(jié)構(gòu)計算結(jié)構(gòu)進行全面且有效的分析；（3）數(shù)據(jù)輸入準確性。為了避免建筑結(jié)構(gòu)計算誤差的產(chǎn)生，要求設計人員對建筑結(jié)構(gòu)計算數(shù)據(jù)輸入過程進行有效的控制，并對建筑結(jié)構(gòu)設計圖形、構(gòu)件及荷載等參數(shù)進行核查；（4）計算結(jié)果審查。當建筑結(jié)構(gòu)計算完成后，必須建立相應的審查制度，對計算結(jié)構(gòu)進行有效的審查，以及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取有效的處理措施，以保證建筑結(jié)構(gòu)計算的準確性，使建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計得以實現(xiàn)。

3 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的內(nèi)容以及優(yōu)化設計應用

3.1 建筑物在抗震作用下的優(yōu)化設計

保證建筑物的耐久性、安全性以及功能性是做為建筑結(jié)構(gòu)設計的三個重點，在建筑結(jié)構(gòu)設計當中最大程度的節(jié)約成本和達到規(guī)定的使用年限的前提下，進而滿足建筑物的各種使用功能。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的中，在地震中達到的最優(yōu)目標就是在地震中房屋不倒塌。由于地震是沒有辦法確定它們要發(fā)生的地點、能量等級以及時間，沒有規(guī)律可言，一旦發(fā)生了地震的話，那么對建筑物會造成嚴重的破壞，為此，設計建筑物的時候，要重點考慮建筑物碰到的地震作用，避免建筑物在地震當中產(chǎn)生的破壞，采取一些更有效的抗震設計，來實現(xiàn)加強建筑物的抗震作用。根據(jù)建筑物建筑結(jié)構(gòu)延性設計的理念，可以防止在地震的作用下，建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。不僅如此，在建筑結(jié)構(gòu)中剛度設計對稱均勻也能提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震作用。

3.2 概念性設計的重要性

在建筑結(jié)構(gòu)設計當中，在很多部分結(jié)構(gòu)設計無法在軟件上進行處理，用計算機無法直接給出答案的。對于設計經(jīng)驗越豐富的建筑設計人員，他們所設計的方案就越靈活，設計過程就越充分，做出的設計就越優(yōu)化。以上分析的就是概念性優(yōu)化的全過程。

4 結(jié)束語

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計不僅能夠提高建筑結(jié)構(gòu)安全度和穩(wěn)定性，同時能夠有效降低建筑工程建設成本，使建筑工程效益得到有效的提高。所以，設計人員必須加強現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計工作，選擇合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方案，提高材料利用率，合理配置結(jié)構(gòu)構(gòu)件，保證結(jié)構(gòu)計算準確性，使得建筑結(jié)構(gòu)得到有效的優(yōu)化。

參考文獻：

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