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一建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法原則

1符合企業(yè)和社會(huì)大眾的需要

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)出符合企業(yè)、社會(huì)大眾要求的建筑。它首先要滿足現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ畹幕A(chǔ)功能，使得居住者能夠覺得方便、舒適。因此，其在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須要把安全和環(huán)保放在第一位，要使得作品能夠真正服務(wù)人們，供人們長(zhǎng)期使用，并在使用時(shí)覺得身心舒暢。

2考慮開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益

設(shè)計(jì)師們?cè)趦?yōu)化結(jié)構(gòu)時(shí)，也要考慮建筑項(xiàng)目資源分配的最優(yōu)化，盡力的為開發(fā)商節(jié)約資源和成本。

3大膽創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)一些新的結(jié)構(gòu)和思路

建筑設(shè)計(jì)師在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合考慮時(shí)，需要充分結(jié)合之前的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，大膽的進(jìn)行創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)一些新的結(jié)構(gòu)和思路，不斷引進(jìn)新的技術(shù)?？傊⒅厥沟闷湓O(shè)計(jì)的建筑作品在優(yōu)化的同時(shí)也要具有實(shí)用價(jià)值。

二建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體應(yīng)用

建筑師們?cè)趯?duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，一般需要按照從總體到部分的步驟來進(jìn)行。

1進(jìn)行對(duì)房屋整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)和優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)師需要建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，具體是指把影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果和作用的元素作為設(shè)計(jì)的變量元素，通常情況下這些元素主要有:結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定度、結(jié)構(gòu)的造價(jià)、應(yīng)力約束和彈性約束等等。其次，還應(yīng)該確立房屋整體模型的控制參數(shù)和目標(biāo)，通過確定其房屋結(jié)構(gòu)的約束條件，得出綜合計(jì)算出的最優(yōu)結(jié)果。通俗的說，就是把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響元素進(jìn)行組合從而代入到設(shè)計(jì)好的模式和函數(shù)當(dāng)中來，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)方法來評(píng)比出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，這樣的方法既科學(xué)又方便。在這個(gè)過程中，可能會(huì)涉及到計(jì)算量比較大的數(shù)學(xué)知識(shí)，如拉式乘法等。這便對(duì)設(shè)計(jì)師提出了更高要求，需要其根據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)模式，綜合考慮其計(jì)算方法和變量來設(shè)計(jì)程序，從而通過這些步驟的計(jì)算和驗(yàn)證，逐步找出其設(shè)計(jì)中不夠科學(xué)、不夠完善的地方。這樣就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，然后進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)計(jì)劃，以達(dá)到整體結(jié)構(gòu)的完整性。

2對(duì)房屋分布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

房屋分布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括房屋的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)拉梁、荷載、鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)、建筑剪力墻結(jié)構(gòu)等，這些部分都需要進(jìn)行優(yōu)化跟處理。在房屋的基礎(chǔ)拉梁結(jié)構(gòu)上，設(shè)計(jì)師需要通過對(duì)其要求的高度、層數(shù)來綜合考慮其防震性以及穩(wěn)固性。然后，還要對(duì)基礎(chǔ)樁基和基礎(chǔ)拉梁的配筋率進(jìn)行綜合計(jì)算，以確保整個(gè)拉梁基礎(chǔ)和樁基的和諧一致。此外，施工周圍的土地質(zhì)況、以及風(fēng)力和氣候等因素往往是容易被設(shè)計(jì)師所忽視的問題。但是，其實(shí)在對(duì)房屋的荷載設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)師也需要充分考慮其施工周圍的土地質(zhì)況，以明確其地基的受荷載狀況，然后根據(jù)這些情況以及風(fēng)力、氣候等元素來設(shè)計(jì)其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)今，在設(shè)計(jì)建造房屋的鋼筋混凝土和剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，準(zhǔn)則方法的設(shè)計(jì)步驟是經(jīng)常會(huì)被采用的步驟。對(duì)結(jié)構(gòu)整體受力和部件受力狀況進(jìn)行預(yù)先演算，通過核定其單元截面上的受力優(yōu)化來不斷推進(jìn)，從而得出結(jié)構(gòu)上的整體優(yōu)化。通過這種方法，設(shè)計(jì)師能夠在其輔助下找出最合適、最低以及最安全穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3對(duì)整體結(jié)構(gòu)和部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化

設(shè)計(jì)后所應(yīng)該要注意的問題一般的設(shè)計(jì)師會(huì)認(rèn)為，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)和部分結(jié)構(gòu)都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，設(shè)計(jì)工作也接近尾聲了。但是，其實(shí)在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)和部分結(jié)構(gòu)都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)之后還有許多應(yīng)該要注意的問題。設(shè)計(jì)師們?cè)谕瓿闪藢?duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)和部分結(jié)構(gòu)都進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作之后，還應(yīng)該要綜合考慮其設(shè)計(jì)原則和規(guī)定準(zhǔn)則，從而不斷驗(yàn)證和核算其構(gòu)件截面結(jié)構(gòu)。作為一個(gè)合格的設(shè)計(jì)師，應(yīng)該在做以上事情時(shí)抱著精益求精的態(tài)度來完善其設(shè)計(jì)工作，用一絲不茍的精神來精確每一個(gè)小部件的含金量和尺寸。除此之外，在實(shí)際的施工過程中，還極有可能由于一些原因會(huì)產(chǎn)生一些誤差甚至是更大的錯(cuò)誤，這就要求其結(jié)構(gòu)的超限項(xiàng)目和軟件結(jié)構(gòu)模型隨機(jī)應(yīng)變，可以運(yùn)用概念設(shè)計(jì)優(yōu)化方法來調(diào)整其后期設(shè)計(jì)，使得其設(shè)計(jì)作品更加的科學(xué)化、合理化。

三小結(jié)

完美的建筑物就像是一件藝術(shù)品，它能夠在滿足人們使用功能以及視覺感受的前提下，充分滿足人們和社會(huì)各界的各種要求。正因?yàn)槿绱?，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師被賦予了更高的期望。本文結(jié)合了現(xiàn)今建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題，指出了建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性，說明了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該遵循的方法原則:符合企業(yè)和社會(huì)大眾的需要、考慮開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益以及大膽創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)一些新的結(jié)構(gòu)和思路，更提出了建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體應(yīng)用，主要包括進(jìn)行對(duì)房屋整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和對(duì)房屋分布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的從總體到部分的步驟以及其后應(yīng)該注意的問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們應(yīng)該遵照“施工便利、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀與實(shí)用”的設(shè)計(jì)理念，努力不斷探索更加合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，切切實(shí)實(shí)地為人民服務(wù)，保證建筑工程能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量效益。這也是我國(guó)在增強(qiáng)現(xiàn)代化建設(shè)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的過程中堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的重要方法之一。

作者：吳凱夫單位：福建省建筑設(shè)計(jì)研究院結(jié)構(gòu)分院