建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法探析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法探析【摘要】：隨著我國人民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，對(duì)住房質(zhì)量要求不斷增加，人們開始重視房屋建筑的美觀性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，可以采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方式，不斷提升工程施工的便利性，同時(shí)采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方式，增加建筑工程的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。文章圍繞建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法展開論述，期望對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的改進(jìn)和完善具有一定的參考價(jià)值。【關(guān)鍵詞】:建筑結(jié)構(gòu)；；優(yōu)化設(shè)計(jì)；；新方法1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)優(yōu)化的必必要性在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)過程中，使使用合理的優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案案，不僅能夠夠提升建筑物物的使用價(jià)值值，還可以同同時(shí)實(shí)現(xiàn)建筑筑物的經(jīng)濟(jì)價(jià)價(jià)值和環(huán)保價(jià)價(jià)值。在優(yōu)化化設(shè)計(jì)方案中中，節(jié)省建筑筑單位的資金金投入，降低低建設(shè)成本。建建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)與傳統(tǒng)的建建筑設(shè)計(jì)相比比，能夠?yàn)槠笃髽I(yè)帶來更好好的經(jīng)濟(jì)效益益、為用戶提提供更好的使使用體驗(yàn)。通通過優(yōu)化配置置建筑施工過過程中的各種種資源，如建建筑材料、結(jié)結(jié)構(gòu)布局，實(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)布局局的有效結(jié)合合，共同發(fā)揮揮更優(yōu)作用，建建筑物的面積積隨著建筑物物層數(shù)的增加加而增加，而而要想保證建建筑物的良好好設(shè)計(jì)效果、穩(wěn)穩(wěn)定性和可靠靠性，建筑物物的單位面積積造價(jià)也會(huì)隨隨之升高。通通過建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，便便可以在這些些因素之間找找到協(xié)調(diào)點(diǎn)，實(shí)實(shí)現(xiàn)最佳的方方案設(shè)計(jì)。2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法法需遵循的原原則2.1舒適性性原則建筑房屋本來就就是人們的生生活和居住的的重要場所，其其最終的目的的就是滿足用用戶的各種需需要。因此在在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化化方法，應(yīng)遵遵循舒適性的的原則。將用用戶的需求放放在房屋設(shè)計(jì)計(jì)的第一位，廣廣泛的收集和和總結(jié)各種用用戶對(duì)房屋設(shè)設(shè)計(jì)的不同的的功能需求，盡盡可能提高房房屋建筑的服服務(wù)功能。比比如采用大開開間的剪力墻墻結(jié)構(gòu)設(shè)置，以以方便用戶日日后對(duì)房屋進(jìn)進(jìn)行分隔和改改造。2.2經(jīng)濟(jì)性性原則房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要根據(jù)建設(shè)場場地和用戶的的需求，確定定房屋的層數(shù)數(shù)、房屋設(shè)計(jì)計(jì)的外觀形狀狀以及內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)造，并并在滿足安全全性和舒適性性的前提下，采采用最佳的結(jié)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)計(jì)方案，嚴(yán)格格規(guī)范房屋設(shè)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，最大程程度的降低材材料損失，提提高資源的利利用率，以實(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本本的目的。2.3綠色環(huán)環(huán)保性原則現(xiàn)代社會(huì)追求經(jīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)環(huán)境保護(hù)的和和諧統(tǒng)一，在在工程建設(shè)中中引入了綠色色建筑理念，并并以綠色環(huán)保保性原則作為為各個(gè)行業(yè)生生產(chǎn)發(fā)展的重重要約束和規(guī)規(guī)范條件。因因此，在房屋屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中中應(yīng)用建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化化方法，應(yīng)始始終遵循綠色色環(huán)保的原則則，選擇環(huán)保保型設(shè)計(jì)和建建設(shè)材料，將將保護(hù)環(huán)境納納入房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中中，提高設(shè)計(jì)計(jì)人員的環(huán)保保意識(shí)，突出出環(huán)保設(shè)計(jì)的的重點(diǎn)，最終終實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綠綠色環(huán)保目標(biāo)標(biāo)，以促進(jìn)房房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)的可持續(xù)發(fā)發(fā)展。3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法法的應(yīng)用3.1截面優(yōu)優(yōu)化方法建筑物結(jié)構(gòu)的細(xì)細(xì)節(jié)是最能體體現(xiàn)其整體可可靠性和安全全性能的部分分，在處理建建筑物截面時(shí)時(shí)，設(shè)計(jì)人員員必須考慮到到截面結(jié)構(gòu)的的安全性和可可靠性，對(duì)建建筑物的截面面進(jìn)行科學(xué)計(jì)計(jì)算，提升其其穩(wěn)定性和美美觀度。對(duì)于于建筑物截面面的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)，設(shè)計(jì)人員員可以利用有有限元方法來來計(jì)算設(shè)計(jì)變變量的應(yīng)力特特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)位位移情況，并并通過信息化化的設(shè)備驗(yàn)算算和統(tǒng)計(jì)所獲獲得的設(shè)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，再依據(jù)據(jù)所得的結(jié)果果判斷需要調(diào)調(diào)整的范圍，并并對(duì)該范圍內(nèi)內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行行優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.2建筑物物下部地基基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在對(duì)建筑物的下下部地基基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)設(shè)計(jì)人員必須須選擇最為合合適的方案。例例如，以實(shí)際際施工情況為為基礎(chǔ)選擇對(duì)對(duì)應(yīng)的樁基類類型，盡量降降低工程造價(jià)價(jià)，再根據(jù)樁樁端持力層的的厚度對(duì)灌注注樁的長度進(jìn)進(jìn)行科學(xué)選擇擇，并對(duì)集中中優(yōu)化設(shè)計(jì)方方案進(jìn)行對(duì)比比，進(jìn)一步篩篩選出最優(yōu)的的設(shè)計(jì)方案。例例如，某建筑筑物結(jié)構(gòu)的原原設(shè)計(jì)使用的的是樁筏基礎(chǔ)礎(chǔ)，相對(duì)該結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行行優(yōu)化，將樁樁筏基礎(chǔ)改為為樁基礎(chǔ)，設(shè)設(shè)置兩樁承臺(tái)臺(tái)、三樁承臺(tái)臺(tái)、四樁承臺(tái)臺(tái)和梁式承臺(tái)臺(tái)。在這部分分優(yōu)化中，考考慮的是基礎(chǔ)礎(chǔ)傳力的傳遞遞路徑最短則則越省材料，但但是前提保證證是總沉降值值和不均勻沉沉降值。樁筏筏基礎(chǔ)較樁基基礎(chǔ)而言增加加了一塊整體體的筏板，將將整體受力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫植渴苁芰Γ黾恿肆藗鬟f的途徑徑，但是也增增加了材料的的使用，雖然然浪費(fèi)了材料料，但對(duì)控制制不均勻沉降降具有一定作作用。根據(jù)實(shí)實(shí)際情況而言言，若要同時(shí)時(shí)滿足總沉降降、不均勻沉沉降以及地基基承載力的要要求，使用天天然基礎(chǔ)的經(jīng)經(jīng)濟(jì)型要比樁樁基礎(chǔ)更高，而而且施工更為為簡便，所需需時(shí)間也相對(duì)對(duì)較少，費(fèi)用用也較為便宜宜，不失為一一個(gè)較好的選選擇。3.3結(jié)構(gòu)拓拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的的變量為桿系系結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)布局、節(jié)點(diǎn)點(diǎn)之間的桿件件連接關(guān)系，以以及連續(xù)體開開孔數(shù)量和位位置。結(jié)構(gòu)拓拓?fù)溥x型直接接關(guān)系到結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計(jì)性能能。尤其是在在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的的選型中，結(jié)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化化從定義上來來說就比形狀狀和尺寸優(yōu)化化更有價(jià)值。結(jié)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化化是一種概念念設(shè)計(jì)。其宗宗旨是將以前前尋求結(jié)構(gòu)的的最優(yōu)拓?fù)鋯枂栴}的思想更更改過來，變變成在給定的的設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)內(nèi)尋求材料的的最優(yōu)分布問問題。結(jié)構(gòu)拓拓?fù)鋬?yōu)化包括括離散拓?fù)鋬?yōu)優(yōu)化和連續(xù)體體結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋼鋬?yōu)化。離散散結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)優(yōu)化是在設(shè)計(jì)計(jì)空間內(nèi)建立立一個(gè)由有限限個(gè)梁單元組組成的基結(jié)構(gòu)構(gòu)，連續(xù)體拓拓?fù)鋬?yōu)化是把把優(yōu)化空間的的材料離散成成有限個(gè)單元元（殼單元或或者體單元），然然后根據(jù)算法法確定設(shè)計(jì)空空間內(nèi)單元的的去留，保留留下來的單元元即構(gòu)成最終終的拓?fù)浞桨赴?，從而?shí)現(xiàn)現(xiàn)拓?fù)鋬?yōu)化。3.4剪力墻墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化化設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)設(shè)計(jì)方案布置置的過程中，要要使剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)重心和建建筑平面的形形心相互重合合，來避免建建筑結(jié)構(gòu)的剛剛度在平面上上面分布不均均。剪力墻的的墻體要與建建筑的隔墻相相互重合，在在剪力墻保證證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)穩(wěn)定性的前提提下，增大建建筑空間利用用率，提高建建筑工程使用用的舒適度。還還要盡量使剪剪力墻墻體的的長度符合要要求，進(jìn)而保保證剪力墻墻墻體安全穩(wěn)定定，要盡量減減少剪力墻墻墻肢數(shù)量，降降低建筑工程程施工建設(shè)的的難度，還要要盡量節(jié)約施施工材料的使使用。剪力墻墻結(jié)構(gòu)一般是是從上到下進(jìn)進(jìn)行連續(xù)設(shè)置置，剪力墻不不能出現(xiàn)重疊疊、懸空、錯(cuò)錯(cuò)位等問題。剪剪力墻結(jié)構(gòu)上上部構(gòu)造的配配筋墻體要考考慮到盡量縮縮減墻體厚度度，進(jìn)而降低低剪力墻配筋筋率，使得剪剪力墻結(jié)構(gòu)更更加經(jīng)濟(jì)適用用。3.5框架結(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的的過程中要結(jié)結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算算，來保證柱柱網(wǎng)與柱距的的合理性，進(jìn)進(jìn)而保證框架架結(jié)構(gòu)的安全全性與經(jīng)濟(jì)性性。在框架結(jié)結(jié)構(gòu)整體的平平面布局上面面要降低建筑筑工程中部的的剛度，使建建筑工程兩側(cè)側(cè)的剛度大大大增強(qiáng)，進(jìn)而而避免扭轉(zhuǎn)太太大，整個(gè)建建筑工程的抗抗震性得以增增強(qiáng)?？蚣芙Y(jié)結(jié)構(gòu)的柱與的的截面一定要要適當(dāng)，不然然的話容易浪浪費(fèi)材料，截截面過大的話話不僅僅影響響到美觀，也也會(huì)影響到空空間使用。梁梁與柱的中線線要盡量重合合，如果梁柱柱中線的距離離過大，可以以考慮梁加腋腋。樓梯間的的四角要設(shè)置置框柱，進(jìn)而而增強(qiáng)框架結(jié)結(jié)構(gòu)抗倒塌的的能力。4結(jié)語綜上所述，隨著著我國經(jīng)濟(jì)水水平的不斷提提高，建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)日益重要要。建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)方法是一種種基于安全考考慮為前提的的實(shí)用方法。在在對(duì)經(jīng)濟(jì)性和和美觀的共同同方向中把握握契機(jī)，從而而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量量且具有藝術(shù)術(shù)性的房屋建建筑，并且降降低了建造成成本。因此，當(dāng)當(dāng)前的建筑結(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)需要不斷在在優(yōu)化方式上上加