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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本管理論文范文
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
幾何特征使用幾何特征描述設(shè)計(jì)信息，制定工藝規(guī)劃，按照產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)作業(yè)估算，擁有較高的精度。成本估算還可以應(yīng)用近些年出現(xiàn)的專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)較高的容錯(cuò)性和自動(dòng)糾偏功能能夠根據(jù)較小的工程信息量迅速的完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本優(yōu)化算法
（1）設(shè)計(jì)階段優(yōu)化的成本優(yōu)化。有限元法是復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可靠而強(qiáng)大的分析手段，運(yùn)籌學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)橛邢拊ㄌ峁┻\(yùn)算的平臺(tái)，使有限元法成為了一種有效精準(zhǔn)的工具。優(yōu)化設(shè)計(jì)要求在相同使用性能下獲得盡可能低的成本，但是不能夠忽略建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備等多種影響因素，把集成化和串行式設(shè)計(jì)為并行式，保證建筑使用要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本的優(yōu)化。
（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本優(yōu)化。進(jìn)行設(shè)計(jì)要選擇設(shè)計(jì)變量，包括結(jié)構(gòu)形狀參數(shù)和使用材料等，通常情況下選取因素越多效果越好，但是設(shè)計(jì)變量越多工作量也越多，施工工程設(shè)計(jì)過程中要把優(yōu)化效果不明顯的參數(shù)作為預(yù)定量，選擇設(shè)計(jì)量要根據(jù)客觀實(shí)際制定一定的范圍，數(shù)據(jù)并不是任意的。
�。�3）選擇設(shè)計(jì)變量之后根據(jù)變量建立目標(biāo)函數(shù)，按照設(shè)計(jì)變量表示追求的指標(biāo)的表達(dá)式或者由設(shè)計(jì)變量決定的無法用解析式表示的某種指標(biāo)。目標(biāo)函數(shù)是評定結(jié)構(gòu)方案合理性的技術(shù)指標(biāo)，包括體積、承載能力、造價(jià)、變形等都可以是優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)。
�。�4）約束條件。約束條件是和優(yōu)化變量有關(guān)的不能忽略的限制，約束條件需要盡量簡化。但是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往有很多的約束條件，最主要有兩種：一種是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，例如混凝土配筋率和梁的最小寬度等；另一種則是保證結(jié)構(gòu)功能正常發(fā)揮的參數(shù)限制，主要有強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等，這些約束條件和設(shè)計(jì)變量之間相關(guān)性不大，往往需要在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計(jì)算之后才能夠得出。
�。�5）優(yōu)化算法。優(yōu)化算法要具有收斂速度快并且計(jì)算相對簡化的特點(diǎn)，需要選擇合理的優(yōu)化算法模型，可以簡化理解為在約束條件下求目標(biāo)函數(shù)的極值或者最優(yōu)的數(shù)學(xué)問題。在工程實(shí)際優(yōu)化過程中約束條件和目標(biāo)函數(shù)之間的關(guān)系是非線性并且是隱形函數(shù)，優(yōu)化算法還需要根據(jù)優(yōu)化問題的層次進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
3建筑結(jié)構(gòu)成本優(yōu)化措施
對建筑成本的研究始自上個(gè)世紀(jì)60年代，主要形式是采用成本管理思想方法提供有助于決策的成本信息，有目標(biāo)分析、作業(yè)分析等內(nèi)容。之后我們對建筑成本、建筑方法功能、價(jià)值管理和生命周期等技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié)，認(rèn)為只有更加精準(zhǔn)和富有活力的施工成本預(yù)測才能更好的提供早期成本建議和市場預(yù)測。我們認(rèn)為未來建筑成本的研究優(yōu)化發(fā)展方向?qū)⑹墙ㄖ杀緝?yōu)化實(shí)際工作的更深程度和工藝對市場、定額更好的適應(yīng)性，這也是我國建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成本優(yōu)化的工作目標(biāo)。
3.1建筑設(shè)計(jì)階段的成本優(yōu)化
建筑的主體是建筑結(jié)構(gòu)，建筑成本主要包括建筑結(jié)構(gòu)、土石方、設(shè)備安裝、地基處理等，建筑結(jié)構(gòu)的成本超過了建筑總成本的50%，所以保證建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理是控制建筑成本的關(guān)鍵，而建筑結(jié)構(gòu)的成本控制，除了施工階段外，設(shè)計(jì)階段的工作也十分重要，建設(shè)過程中要采用科學(xué)有效的措施優(yōu)化建筑成本，進(jìn)而為整個(gè)建設(shè)工程節(jié)約成本。
3.1.1建筑設(shè)計(jì)階段的成本優(yōu)化
常見的建筑設(shè)計(jì)階段通常采用的成本管理方法主要是限額設(shè)計(jì)，具體實(shí)現(xiàn)方法以及途徑是目標(biāo)成本的分解和工程量的控制，專家采用類似工程建設(shè)成本比例把成本估算按照比例分配到各個(gè)項(xiàng)目中，但是建筑工程成本的影響因素很多，采用經(jīng)驗(yàn)分析的方法會(huì)造成較大的差異性，不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)成本分配。建筑結(jié)構(gòu)是建筑主體和支撐，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是滿足建筑物的建筑功能，還要保證建筑結(jié)構(gòu)擁有一定的承載能力，擁有一定的安全性、適用性和耐久性，這些都需要通過合理的設(shè)計(jì)成本來提高建筑結(jié)構(gòu)的工程性能來實(shí)現(xiàn)。
3.1.2建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)的成本優(yōu)化
要遵循安全適用、經(jīng)濟(jì)美觀的科學(xué)原則，還要通過合理的結(jié)構(gòu)規(guī)劃為施工提供便利，保證各項(xiàng)工程要素之間能夠相互配合，保證設(shè)計(jì)水平的整體提高。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注意結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的整體特征，避免產(chǎn)生彼此之間的矛盾。進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)要保證整體結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)劃是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本層面，只有真正重視起這個(gè)工作環(huán)節(jié)才能為建筑工程后續(xù)的施工發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，以下是建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的成本管理主要工作內(nèi)容：
�。�1）保證結(jié)構(gòu)的合理性。結(jié)構(gòu)方案是施工主要的參考資料基礎(chǔ)，相同的建筑如果在不同方案基礎(chǔ)上會(huì)產(chǎn)生不同的效果，設(shè)計(jì)者要保證施工方案的科學(xué)合理。結(jié)構(gòu)方案要能夠處理好結(jié)構(gòu)和構(gòu)件之間的關(guān)系，保證受力結(jié)構(gòu)能夠保持最佳狀態(tài)，還要保證建筑結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。在設(shè)計(jì)方案中要注意簡化受力途徑，還要提高建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)險(xiǎn)能力，降低工程整體造價(jià)。設(shè)計(jì)者制定的設(shè)計(jì)方案要能夠保證結(jié)構(gòu)件的協(xié)調(diào)一致，保證設(shè)計(jì)達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)，建筑師和設(shè)計(jì)師之間要進(jìn)行充分的溝通，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，保證各項(xiàng)基礎(chǔ)建筑功能，構(gòu)建完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系。
�。�2）保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。建筑工程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，安全性和舒適性是建筑工程的建設(shè)目標(biāo)，進(jìn)行設(shè)計(jì)要把設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)充分利用起來，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)保證運(yùn)算的準(zhǔn)確性，減小計(jì)算和設(shè)計(jì)誤差。同時(shí)還要保證計(jì)算參數(shù)的準(zhǔn)確性，通過計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算時(shí)要和建筑的工程實(shí)際相結(jié)合，不能把所有設(shè)計(jì)過程都依賴電腦完成，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)概念以及自身工作經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)計(jì)方案的合理性。
3.2施工建設(shè)過程中的成本管理
�。�1）結(jié)構(gòu)材料的選擇。建筑結(jié)構(gòu)的基本屬性是具有一定的承載能力，建筑物的承載力依靠優(yōu)質(zhì)的建筑材料和合理的施工設(shè)計(jì)方案完成，選擇建筑材料需要遵循一定的原則，材料的使用要能夠提高建筑本身的整體強(qiáng)度、剛性等參數(shù)，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合施工實(shí)際確定選擇鋼筋混凝土還是預(yù)應(yīng)力混凝土，保證建筑物的安全性和經(jīng)濟(jì)性。混凝土變形和配筋率需要合理設(shè)定，降低工程間接成本。
�。�2）基礎(chǔ)形式的合理化。建筑工程基礎(chǔ)的建設(shè)成本占到了總成本的30%，合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于建筑成本優(yōu)化有著顯著的作用。進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)如果存在承載能力較強(qiáng)的天然地基，而高層建筑為剪力墻結(jié)構(gòu)形式時(shí)合理的基礎(chǔ)形式應(yīng)該是墻下條基和小筏板，通過這種形式減小基礎(chǔ)的工程量。
3.3建筑整體設(shè)計(jì)成本優(yōu)化提高
建筑的功能性和安全性需要把全局觀念和整體意識灌輸?shù)矫恳粋�(gè)工程技術(shù)人員的觀念中，合理配合整體結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，保證建筑整體性的最佳受力狀態(tài)和單獨(dú)構(gòu)件的最佳受力狀態(tài)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，提高建筑剛性和延展性。
4結(jié)束語
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本優(yōu)化分析的主要內(nèi)容有對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案正確性的提高、材料的選擇、建筑整體性協(xié)調(diào)性的提高等，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本優(yōu)化主要措施是對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的調(diào)整，通過對設(shè)計(jì)方案的調(diào)整改進(jìn)，發(fā)揮各項(xiàng)建筑材料的最大功能，在保證建筑基本功能的前提下增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，這樣才能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本優(yōu)化，節(jié)約社會(huì)資源。
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