隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，建筑行業(yè)的競爭也越來越激烈。在這種競爭的前提下，市場中的建筑企業(yè)要想在競爭中勝出，就必要對(duì)著重對(duì)建筑施工以及建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)詳盡的研究，更大程度地保證建成的建筑質(zhì)量可靠，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷優(yōu)化，才能夠贏得市場。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的含義和特點(diǎn)

1．1 含義

所謂建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法就是在建筑施工的過程中，在考慮到施工的便利性的同時(shí)，還要將藝術(shù)審美和藝術(shù)學(xué)等結(jié)合起來，將房屋的使用功能和藝術(shù)性全部包含在一起的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)將全部設(shè)計(jì)出來的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行選擇，得到最佳的一個(gè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，最大程度地保證建筑的質(zhì)量、實(shí)用性以及藝術(shù)的完美型。

1．2 特點(diǎn)

因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是選擇最佳的一套方案，在具備一些標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還具有以下特點(diǎn)。第一，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)時(shí)，所牽涉的領(lǐng)域較廣，其設(shè)計(jì)的方法多具備科學(xué)的聯(lián)系性;第二，具有較強(qiáng)的美觀性;第三，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法具備較強(qiáng)的實(shí)用性以及較高的質(zhì)量安全保證;第四;具有環(huán)保性以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在建筑中的現(xiàn)實(shí)意義

作為建筑行業(yè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)人員，應(yīng)該能夠了解建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)建筑本身或是對(duì)于居住的人來說都是具有重大意義的。一方面，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠大幅度地增加建筑的整體美感，給人帶來一種美的享受。而且，在滿足了人們這種美的享受的同時(shí)仍就還保持價(jià)格的優(yōu)越性，最大限度的控制建筑的造價(jià)。另一方面，對(duì)于建筑商來說，都希望在一個(gè)工程中用最小的投資獲取最大的回報(bào)，同時(shí)也保證建筑的質(zhì)量，這就需要通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化才得以實(shí)現(xiàn)。和傳統(tǒng)的建筑相比，現(xiàn)代建筑的現(xiàn)實(shí)意義在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后能夠一定程度地減少工程造價(jià)，將建筑的各項(xiàng)指標(biāo)趨于平衡，從而保證建筑材料使用的合理性，提升建筑的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟

3．1 建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案和優(yōu)化設(shè)計(jì)模型是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要重要組成部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在眾多的變量中選出重要的參數(shù)，針對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行函數(shù)模型的建立，從而計(jì)算出最優(yōu)解。通常來說，模型的建立總共分為兩個(gè)部分，首先是選擇較為合理的設(shè)計(jì)變量，這對(duì)模型的構(gòu)建有著至關(guān)重要的作用，同時(shí)變量設(shè)計(jì)也會(huì)影響到參數(shù)的選擇，合理的計(jì)算變量能夠有效地減少計(jì)算編程的工作量;其次是確定目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)的確定要先找出能夠滿足函數(shù)條件的最優(yōu)解，然后對(duì)約束條件進(jìn)行確定，約束條件包括尺寸、強(qiáng)度、彈塑性以及應(yīng)力等方面。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時(shí)候，要保證這些約束條件都在規(guī)定的范圍中，滿足設(shè)計(jì)所需的要求。

3．2 設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，很多約束條件和變量參數(shù)都會(huì)對(duì)優(yōu)化過程產(chǎn)生影響。所以在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候應(yīng)該把所有的約束條件都轉(zhuǎn)化成非約束條件，確保優(yōu)化過程順利完成，同時(shí)，要全面地考慮到變量的因素，運(yùn)用科學(xué)合理的計(jì)算方法進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。

3．3 程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)就是在設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算好方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行程序的編寫，將程序?qū)胗?jì)算機(jī)中，在后期的計(jì)算過程中只需要將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)中，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算就夠更加直觀的得出結(jié)果。

3．4 結(jié)果分析

結(jié)果分析時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要一步，對(duì)計(jì)算機(jī)結(jié)算出來的數(shù)據(jù)要進(jìn)行詳細(xì)的分析，才能夠根據(jù)數(shù)據(jù)給出的信息確定優(yōu)化設(shè)計(jì)的最佳方案。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，要全方面地考慮到各種阻礙因素，最大程度地保證建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的完成。對(duì)于建筑工程來說，會(huì)耗費(fèi)較多的財(cái)力物力和人力，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最終目的就是要將這些這些指標(biāo)降到最低，同時(shí)保證建筑質(zhì)量的可靠性。所以，在進(jìn)行建筑的時(shí)候，通常要注意以下幾個(gè)問題。首先要在建筑的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，把這兩者的矛盾降到最低，在高技術(shù)的情況下，不必花費(fèi)更多的經(jīng)濟(jì)。其次，要充分理解技術(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，要認(rèn)識(shí)到由于技術(shù)的改進(jìn)減少了不必要的經(jīng)濟(jì)消耗量，所以，要大力應(yīng)用技術(shù)。

4 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

4．1 房屋的整體性和局部性優(yōu)化

在建筑設(shè)計(jì)過程中，存在著一定的復(fù)雜性和層次性，這些特點(diǎn)在一定程度上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)都有影響。就層次性來說，層次性包含著整個(gè)建筑體系和結(jié)構(gòu)體系，在每一個(gè)單獨(dú)的體系中又包含著許多下屬體系，所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，就應(yīng)該充分地了解這些下屬體系，進(jìn)行必要的優(yōu)化。對(duì)于復(fù)雜性來說，復(fù)雜性包括建筑所使用的建材以及各種零部件，所以在進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，要從大處著眼，實(shí)現(xiàn)整體上的優(yōu)化。

4．2 建筑壽命與階段性優(yōu)化

建筑的使用年限是考察建筑質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一，在工程的有效使用時(shí)間內(nèi)，對(duì)每一個(gè)階段都要進(jìn)行優(yōu)化。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要針對(duì)建筑各個(gè)階段的特點(diǎn)，并且結(jié)合當(dāng)下的實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化，在建筑的整體上提高建筑的使用壽命，從而達(dá)到既保障建筑的壽命，同時(shí)有提高經(jīng)濟(jì)效益的效果。

4．3 建筑基礎(chǔ)的優(yōu)化

整個(gè)建筑的基礎(chǔ)應(yīng)該是建筑的鋼筋混凝土，這些是構(gòu)成建筑的重要前提。在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，應(yīng)該采用準(zhǔn)則法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，但是，如果知道建筑結(jié)構(gòu)截面的情況下，就應(yīng)該采用有限單元法，對(duì)整個(gè)建筑的受力狀況進(jìn)行分析，將受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體優(yōu)化，經(jīng)過相關(guān)公式的驗(yàn)算，計(jì)算出鋼筋混凝土的最優(yōu)級(jí)結(jié)構(gòu)

5 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠讓建筑以最完美最經(jīng)濟(jì)形態(tài)呈現(xiàn)在人們面前，滿足人們對(duì)建筑的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)和藝術(shù)欣賞的要求。同時(shí)，建筑企業(yè)充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的長期發(fā)展。

王志南漳縣建筑勘察設(shè)計(jì)院，湖北襄陽441500