论文部分内容阅读
【摘要】本文主要是针对了结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用进行了相应的分析，进而在这个基础上提出了下文中的内容，希望能够给与同行业工作的人员提供出一定价值的参考。
【关键词】结构优化；技术；建筑结构；设计；应用；分析
1、导言
当今在我们生活水平全面提高的同时，人们对于建筑的要求不仅仅只是停留在了基本的需求方面，同时也对其美观以及质量越来越关注。在对建筑结构进行优化设计的过程中，通过对其各方面的问题进行重视，从而使其能够实现建筑物的最大经济效益。
2、优化设计作用在建筑结构设计中应用
2.1 与地面关系
由于人口的不断增加，用地问题开始日益紧张，人们在进行建筑时就会探索如何节约用地，并且还能够在一定程度上对住房需求得到满足。随着高层建筑的日益增多，必须保证建筑物相互之间具有足够的距离，使地面对建筑物具有足够的嵌固以保证建筑物的稳定性，同时楼层采光必将成为建筑设计必须重视的重要环节。为确保建筑的采光功能良好，则必须选择适当的楼间距，因而在楼间距与建筑层数间，必然存在着直接的联系，即建筑物层数越多，则建筑物之间的间距要求越大，从而导致所需的附属面积也就越大，即公摊成本越高。因而，需要通过建筑优化技术，找出用地面积与建筑结构层数之间的最经济的平衡点，以实现建筑结构设计的最佳经济性。
2.2 与建筑物层数关系
针对建筑物而言，与建筑结构层数具有密切经济关联的结构部分，主要是公共性的结构部分。比如建筑屋面与结构基础部分。对于建筑屋面而言，建筑物的层数越多，则相当于缩减了屋面所分摊的面积，从而降低了建筑的分摊成本；而对于地基基础而言，其主要作用就是承受建筑应力，同时对建筑物的稳定性提供保证，进而能够保证建筑的安全性。但随着建筑结构的层数不断增多，地基所承受的应力也就会越来越大，因而对结构基础的刚度及强度的要求也就越高，从而直接导致基础建设成本的增加。因此就基础而言，分摊到每一层的成本是随着建筑结构层数的增加而不断增加的。因而，从结构屋面与结构基础这两个极具代表性的结构部分来说，建筑结构层数的增加，对建筑的经济性，既有正面影响又有负面影响，在进行建筑设计的时候，肯定存在这样的一个平衡点，为楼层建筑成本最低点，因此，必须要通过采用建筑结构优化技术措施，在建筑施工实施前，对这一技术经济指标进行充分的权衡，以达到用最小成本，实现建筑经济效益的最大化。
2.3 优化技术存在的经济性及实用性
在对建筑工程进行施工的时候，对于普通建筑施工相对来说已经比较成熟，而对于较高的建筑物，在进行施工的过程中，由于一些不确定因素的影响，就会导致材料价格具有极大的波动区间，一般情况下，建筑在预算过程中的成本是比较大的。建筑相关方案在设计完成后，财务部门结合设计方案对成本进行有效预算。部分设计人员为了能够节省成本，就会对建筑物施工过程中的质量予以忽视，这种方式是完全错误的。设计人员应该在建筑结构施工的过程中对优化技术进行充分的运用，在对建筑预期质量进行保证的前提下对资金进行充分的利用，最大程度的使用最少成本，提高建筑本身的经济性与实用性。例如。对于供水系统，供暖系统，供电系统等等，通过建筑优化设计，就可以使建筑中的各种管网有序排列，不会出现管网交织的情况，最大程度地减少施工及日后使用的不便，彰显优化功能的实用性，从而提高建筑结构功能的经济性。
3、建筑结构优化设计的问题分析
3.1 结构优化设计中的问题分析
通过对建筑结构优化设计，能够将其建筑的安全性以及美观性等方面进行综合的考虑，同時能够更好的使其达到设计的最佳效果。在对整个建筑结构进行设计的过程中，必须要对其结构做出全面的分析，通过采用优化的技术措施对其设计过程中所存在着的问题进行改进。其次便是要将建筑结构当中的每一个部位进行优化分析，同时针对每一部位的特点进行改进。最后则是要对建筑当中的各个部位进行细分，同时对细部的结构以及主体结构之间做出优化分析，从而保证建筑物的每一个构件都能够得到优化。
3.2建筑结构设计图纸过于简单化
一套相对来说比较完善合理的结构设计图纸，需要将建筑设计过程中的每一个细节问题进行有效体现。例如：建筑墙体材料以及结构抗震过程中的等级、构造要求、一些细部节点等等。但是现阶段建筑结构在设计中，还存在相对来说比较多的不规范地方。例如：设计图纸中结构标高以及粱柱标号等比较重要的信息未能明确标出，结构抗震构造措施等级未明确标注，详图的表示不明确，与水暖电专业相关的预留孔洞未能及时提供等等现象，在一定程度上导致施工现场中的作业出现混乱，不仅对施工进度带来影响，同时也影响项目质量。
3.3对低含钢量过分注重
从事建筑施工的企业相对来说比较多，一些建筑商为了能够谋取自身利益，通常情况下会采用对成本进行降低的方式来提高效益。在结构设计过程中大做文章，一味的追求建筑结构的低含钢量，这明显降低结构本身的安全性，结构过于经济，势必减少其安全储备，这与灵活多变的市场需求也相违背，如遇市场销售需要改动墙体布局或房间使用功能，或是改变装修标准等，因过分追求低含钢量，势必需要进行局部的加固处理，则后期投入的人力物力，必然远大于结构设计所节省的钢筋，造成不必要的浪费，反而得不偿失。因此，适当地控制建筑成本，合理的控制结构的含钢量，才能最终实现设计单位与建设单位的双赢。
4、建筑的结构设计优化技术分析
4.1 结构的设计模型优化分析
针对数学知识来说，主要是建筑结构设计优化的基础所在，在对其进行设计的过程中，最好是能够根据实际的情况来建立起相关的数学模型，通过采用科学以及合理的方法来对其建筑结构的总体设计做出优化，所以，针对结构的设计模型优化来说，主要是具有以下方面的步骤：第一是要对设计变量进行合理的选择；第二是要对目标函数进行确定；第三是要对约束条件进行确定。 4.2 结构的设计优化方案分析
针对结构设计的方案优化来说，其主要是属于非线性的问题，所涉及到的约束条件也相对来说比较多。在对建筑结构进行优化设计的过程中，主要是可以采用无约束的条件来替代有余数的条件来进行计算，具体的方法主要是由拉氏乘子法以及符合型法等。在对所设定完成的建筑结构设计中，必须要编制出相应的运算程序，进而能够获得结构设计的最佳方案。
4.3 概念设计的优化技术应用分析
在对优化技术进行应用的过程中，并不能够完全的对计算机产生依赖，应该主要是把计算机的设计和人工设计进行相互的结合，使其能够充分的发挥出概念设计优化技术的整体应用效果。在对建筑的各种材料进行优化选择的过程中，必须要对其各类材料的优点和缺点进行充分的考虑，根据人工的方式来进行筛选。而针对结构设计的参數来说，设计人员也需要根据设计的标准来进行优化。从多方面来综合分析和判断整体计算分析的结果，如周期比，位移比，刚度比等，对结构计算结果进行反复优化。即通过对计算机技术进行灵活的应用，将设计人员的多年的实际经验及许多结构概念设计与计算结果相结合，对所计算出来的结果进行综合全面的分析，最终使其设计的结果能够满足工程实际的需要。
4.4 针对具体的优化技术应用分析
针对安全性的要求来说，应该是结构设计中的最为基本要求，只有在能够保证安全性的情况下才能够保证建筑物其他使用功能的可能性。通过应用建筑结构设计中的优化技术，能够在最大程度上减少成本的支出，同时也能够对建筑工程的各方面性能进行提高。通过对建筑物的安全性的有效提高，能够使其建筑的使用年限增加，同时也不会危害到人们的生命财产安全。所以，通过对建筑结构设计进行优化，利用优化的技术对其建筑的性能进行提高。在建筑结构设计中最好将建筑物设计成对称的形状来增加建筑物的稳定性，增加建筑物的延性，减少建筑物的危险截面，全面的提高建筑物的抗震性能。虽然遇到高强度的地震时，建筑物的损失会很大，但是可以通过采用多层设防的措施减少建筑物的损害程度，真正做到：小震不坏，中震可修，大震不倒。
结论：
针对建筑的结构设计来说，必须要对其进行优化技术的应用，不论是在经济效益方面还是在满足用户需求方面都具有十分重要的意义，所以针对结构来说，必须要全面的提高优化技术的应用，在实际工作当中对其结构设计人员的优化技术能力进行不断提高，使其充分的保证结构设计的整体质量，同时也能够促进其企业的经济效益水平得到更好的提高。
参考文献：
[1]马魁，刘庆贵.论建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业，2013，05：193-194.
[2]刘剑锋.建筑结构设计的优化策略及其在建筑结构设计中的有效运用[J].建材与装饰，2015，47：83-84.
[3]易思伟.建筑结构设计中建筑结构设计优化方法的应用研究[J].建材与装饰，2016，03：110-111.
[4]赵炳均.论建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的实际应用[J].江西建材，2015，01：33.
[5]欧松涛.浅谈建筑结构设计中如何应用优化技术[J].四川水泥，2015，04：165.
[6]张英迪.试析结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用[J].科技与企业，2012，22：243.
【关键词】结构优化；技术；建筑结构；设计；应用；分析
1、导言
当今在我们生活水平全面提高的同时，人们对于建筑的要求不仅仅只是停留在了基本的需求方面，同时也对其美观以及质量越来越关注。在对建筑结构进行优化设计的过程中，通过对其各方面的问题进行重视，从而使其能够实现建筑物的最大经济效益。
2、优化设计作用在建筑结构设计中应用
2.1 与地面关系
由于人口的不断增加，用地问题开始日益紧张，人们在进行建筑时就会探索如何节约用地，并且还能够在一定程度上对住房需求得到满足。随着高层建筑的日益增多，必须保证建筑物相互之间具有足够的距离，使地面对建筑物具有足够的嵌固以保证建筑物的稳定性，同时楼层采光必将成为建筑设计必须重视的重要环节。为确保建筑的采光功能良好，则必须选择适当的楼间距，因而在楼间距与建筑层数间，必然存在着直接的联系，即建筑物层数越多，则建筑物之间的间距要求越大，从而导致所需的附属面积也就越大，即公摊成本越高。因而，需要通过建筑优化技术，找出用地面积与建筑结构层数之间的最经济的平衡点，以实现建筑结构设计的最佳经济性。
2.2 与建筑物层数关系
针对建筑物而言，与建筑结构层数具有密切经济关联的结构部分，主要是公共性的结构部分。比如建筑屋面与结构基础部分。对于建筑屋面而言，建筑物的层数越多，则相当于缩减了屋面所分摊的面积，从而降低了建筑的分摊成本；而对于地基基础而言，其主要作用就是承受建筑应力，同时对建筑物的稳定性提供保证，进而能够保证建筑的安全性。但随着建筑结构的层数不断增多，地基所承受的应力也就会越来越大，因而对结构基础的刚度及强度的要求也就越高，从而直接导致基础建设成本的增加。因此就基础而言，分摊到每一层的成本是随着建筑结构层数的增加而不断增加的。因而，从结构屋面与结构基础这两个极具代表性的结构部分来说，建筑结构层数的增加，对建筑的经济性，既有正面影响又有负面影响，在进行建筑设计的时候，肯定存在这样的一个平衡点，为楼层建筑成本最低点，因此，必须要通过采用建筑结构优化技术措施，在建筑施工实施前，对这一技术经济指标进行充分的权衡，以达到用最小成本，实现建筑经济效益的最大化。
2.3 优化技术存在的经济性及实用性
在对建筑工程进行施工的时候，对于普通建筑施工相对来说已经比较成熟，而对于较高的建筑物，在进行施工的过程中，由于一些不确定因素的影响，就会导致材料价格具有极大的波动区间，一般情况下，建筑在预算过程中的成本是比较大的。建筑相关方案在设计完成后，财务部门结合设计方案对成本进行有效预算。部分设计人员为了能够节省成本，就会对建筑物施工过程中的质量予以忽视，这种方式是完全错误的。设计人员应该在建筑结构施工的过程中对优化技术进行充分的运用，在对建筑预期质量进行保证的前提下对资金进行充分的利用，最大程度的使用最少成本，提高建筑本身的经济性与实用性。例如。对于供水系统，供暖系统，供电系统等等，通过建筑优化设计，就可以使建筑中的各种管网有序排列，不会出现管网交织的情况，最大程度地减少施工及日后使用的不便，彰显优化功能的实用性，从而提高建筑结构功能的经济性。
3、建筑结构优化设计的问题分析
3.1 结构优化设计中的问题分析
通过对建筑结构优化设计，能够将其建筑的安全性以及美观性等方面进行综合的考虑，同時能够更好的使其达到设计的最佳效果。在对整个建筑结构进行设计的过程中，必须要对其结构做出全面的分析，通过采用优化的技术措施对其设计过程中所存在着的问题进行改进。其次便是要将建筑结构当中的每一个部位进行优化分析，同时针对每一部位的特点进行改进。最后则是要对建筑当中的各个部位进行细分，同时对细部的结构以及主体结构之间做出优化分析，从而保证建筑物的每一个构件都能够得到优化。
3.2建筑结构设计图纸过于简单化
一套相对来说比较完善合理的结构设计图纸，需要将建筑设计过程中的每一个细节问题进行有效体现。例如：建筑墙体材料以及结构抗震过程中的等级、构造要求、一些细部节点等等。但是现阶段建筑结构在设计中，还存在相对来说比较多的不规范地方。例如：设计图纸中结构标高以及粱柱标号等比较重要的信息未能明确标出，结构抗震构造措施等级未明确标注，详图的表示不明确，与水暖电专业相关的预留孔洞未能及时提供等等现象，在一定程度上导致施工现场中的作业出现混乱，不仅对施工进度带来影响，同时也影响项目质量。
3.3对低含钢量过分注重
从事建筑施工的企业相对来说比较多，一些建筑商为了能够谋取自身利益，通常情况下会采用对成本进行降低的方式来提高效益。在结构设计过程中大做文章，一味的追求建筑结构的低含钢量，这明显降低结构本身的安全性，结构过于经济，势必减少其安全储备，这与灵活多变的市场需求也相违背，如遇市场销售需要改动墙体布局或房间使用功能，或是改变装修标准等，因过分追求低含钢量，势必需要进行局部的加固处理，则后期投入的人力物力，必然远大于结构设计所节省的钢筋，造成不必要的浪费，反而得不偿失。因此，适当地控制建筑成本，合理的控制结构的含钢量，才能最终实现设计单位与建设单位的双赢。
4、建筑的结构设计优化技术分析
4.1 结构的设计模型优化分析
针对数学知识来说，主要是建筑结构设计优化的基础所在，在对其进行设计的过程中，最好是能够根据实际的情况来建立起相关的数学模型，通过采用科学以及合理的方法来对其建筑结构的总体设计做出优化，所以，针对结构的设计模型优化来说，主要是具有以下方面的步骤：第一是要对设计变量进行合理的选择；第二是要对目标函数进行确定；第三是要对约束条件进行确定。 4.2 结构的设计优化方案分析
针对结构设计的方案优化来说，其主要是属于非线性的问题，所涉及到的约束条件也相对来说比较多。在对建筑结构进行优化设计的过程中，主要是可以采用无约束的条件来替代有余数的条件来进行计算，具体的方法主要是由拉氏乘子法以及符合型法等。在对所设定完成的建筑结构设计中，必须要编制出相应的运算程序，进而能够获得结构设计的最佳方案。
4.3 概念设计的优化技术应用分析
在对优化技术进行应用的过程中，并不能够完全的对计算机产生依赖，应该主要是把计算机的设计和人工设计进行相互的结合，使其能够充分的发挥出概念设计优化技术的整体应用效果。在对建筑的各种材料进行优化选择的过程中，必须要对其各类材料的优点和缺点进行充分的考虑，根据人工的方式来进行筛选。而针对结构设计的参數来说，设计人员也需要根据设计的标准来进行优化。从多方面来综合分析和判断整体计算分析的结果，如周期比，位移比，刚度比等，对结构计算结果进行反复优化。即通过对计算机技术进行灵活的应用，将设计人员的多年的实际经验及许多结构概念设计与计算结果相结合，对所计算出来的结果进行综合全面的分析，最终使其设计的结果能够满足工程实际的需要。
4.4 针对具体的优化技术应用分析
针对安全性的要求来说，应该是结构设计中的最为基本要求，只有在能够保证安全性的情况下才能够保证建筑物其他使用功能的可能性。通过应用建筑结构设计中的优化技术，能够在最大程度上减少成本的支出，同时也能够对建筑工程的各方面性能进行提高。通过对建筑物的安全性的有效提高，能够使其建筑的使用年限增加，同时也不会危害到人们的生命财产安全。所以，通过对建筑结构设计进行优化，利用优化的技术对其建筑的性能进行提高。在建筑结构设计中最好将建筑物设计成对称的形状来增加建筑物的稳定性，增加建筑物的延性，减少建筑物的危险截面，全面的提高建筑物的抗震性能。虽然遇到高强度的地震时，建筑物的损失会很大，但是可以通过采用多层设防的措施减少建筑物的损害程度，真正做到：小震不坏，中震可修，大震不倒。
结论：
针对建筑的结构设计来说，必须要对其进行优化技术的应用，不论是在经济效益方面还是在满足用户需求方面都具有十分重要的意义，所以针对结构来说，必须要全面的提高优化技术的应用，在实际工作当中对其结构设计人员的优化技术能力进行不断提高，使其充分的保证结构设计的整体质量，同时也能够促进其企业的经济效益水平得到更好的提高。
参考文献：
[1]马魁，刘庆贵.论建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业，2013，05：193-194.
[2]刘剑锋.建筑结构设计的优化策略及其在建筑结构设计中的有效运用[J].建材与装饰，2015，47：83-84.
[3]易思伟.建筑结构设计中建筑结构设计优化方法的应用研究[J].建材与装饰，2016，03：110-111.
[4]赵炳均.论建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的实际应用[J].江西建材，2015，01：33.
[5]欧松涛.浅谈建筑结构设计中如何应用优化技术[J].四川水泥，2015，04：165.
[6]张英迪.试析结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用[J].科技与企业，2012，22：243.