建筑工程改造中的数学模型应用分析

建筑工程改造中的数学模型应用分析

郑庆庆

身份证号码：371328198705295042

摘要：现如今，我国的建筑行业有了很大进展，建筑工程改造技术也越来越先进。信息技术水平的提高，更是带动建筑的结构设计、功能设计，以及建筑材料、技术更加多样化、智能化。利用新兴技术手段与建筑理论来完善建筑结构设计成为现今建筑行业发展的主要趋势，数学模型在建筑工程项目中的应用显然具有如此作用。本文首先分析多层面阐释数学建模在建筑设计中的具体影响，其次探讨建筑工程改造中的数学模型应用，以供参考。

关键词：建筑工程改造；数学模型；应用

引言

建筑设计对城市而言，在绿化、交通、能源、文化等方面起着重要影响；在一定程度上反映着时代的科学艺术文化，体现着社会文明；其与人类之间起着相互影响的作用，需要满足人类对于空间环境的内外在要求。数学模型是指利用数学语言、逻辑方法来构建模型，帮助人们解决工程中的各类实际问题。通过具体参数来描绘该建筑构件的外在特征，为建筑工程的设计与施工提供可靠、具有逻辑性的参考依据。对建筑工程而言，数学模型的应用具有重要意义，人们可通过数学模型对建筑结构设计进行全面分析，充分了解建筑的尺寸参数、力学荷载等多种信息，并利用二维或三维图形来对其结构模型进行展示，为建筑工程的后续设计与施工提供参考。

1多层面阐释数学建模在建筑设计中的具体影响

在阐述数学建模与建筑设计之间的关系时，作者着重阐明数学建模对建筑设计的具体情况，以期为读者认知、了解数学建模、建筑设计，及其两者间关系提供参考，为相关人员在进行具体的建筑设计与模型构建时提供具有借鉴意义的案例，也因此，作者尝试从多个层面阐述多层面阐释数学建模对建筑设计中的具体影响研究。其一，强调数学建模技术在建筑设计中的应用。科技的进展促进城市化进程的加快，如今的建筑有着结构、线条展现等方面的改变，为了加快建筑进程更好推进城市化进程，数学建模技术得到广泛运用，许多建筑工程都开始运用数学建模技术进行设计研究，利用计算机建立建筑设计模型加上实际因素考虑，有利于从多个角度评价建筑项目的可行性，能够极大程度避免建筑设计作品的空洞、实用性不佳、成本浪费等问题，例如厂房、住宅、体育馆、歌剧院等等建筑物的设计。其二，阐述数学建模在建筑设计教育的应用。随着社会的变化，数学越发被人们关注，数学建模更是备受瞩目，应用在教学之中能够起到培养学生思维逻辑、启发学生设计思维、培养学生设计技能等能力。在实际教学之中，利用数学建模的可视性特点对建筑结构的合理美观性进行研究，通过模型创建引导学生更好利用所学知识制作出更佳的设计作品。

2建筑工程改造中的数学模型应用

建筑工程改造项目中，施工企业常利用数学模型来对建筑工程改造项目的设计与施工进行优化，主要表现为以下形式。

2.1数学模型在建筑工程结构设计中的应用

在对建筑工程项目进行改造时，设计师可利用数学模型来设计建筑的结构。设计师利用计算机绘图软件来绘制建筑的结构模型，模型中包括建筑结构截面的设计图纸，能够充分展示建筑的设计效果。此外，施工方还可利用计算机算法构建建筑结构的数学模型，并对建筑结构的各向载荷、强度、刚度及抗震性能等进行分析，对建筑结构参数设计的合理性进行验证，确保建筑结构设计的可靠性、合理性。强调BIM建筑信息模型在建筑设计方面的具体表现，依据BIM建筑信息模型与操作平台结合形成的新型技术对建筑设计方面进行研究分析，从模型创建、建筑空间等多层面加上多个工程案例探究BIM建筑信息模型对建筑设计起到的促进作用。

2.2屋面改造

依据公共建筑绿色节能改造工程项目要求，有效对屋面结构进行升级改造，确保相应的技术处理环节和操作过程更加贴合节能环保标准，维持统筹化管理效能，满足公共建筑节能改造技术规范的相关要求。第一，增设保温层结构。在平屋面改造控制环节中，要依据屋面的实际结构特点落实具体工作。主要分为正置式保温屋面和倒置式保温屋面。第二，设置屋顶通风模式，利用空气层有效完成隔热处理工作，在屋顶设置对应的通风间层结构，不仅能借助层级完善外层遮光效果，保证屋顶完成两次传热，有效减少太阳辐射直接作用在屋面造成的影响。还能借助风压和热压降低室外热作用对内表面产生的不良作用，更好地搭建完整的热处理控制模式。第三，屋面绿化处理控制机制是在屋面种植相应的花卉、植被等，在满足保温隔热处理要求的同时还能拓展绿化空间，极大程度上缓解城市热岛效应，充分发挥绿色环保化建筑结构改造工作模式的优势，提高生活质量和居住空间质量。较为常见的处理方式包括花园式、组合式以及草坪式，搭配相应的植被就能完成相应工作，在不破坏建筑结构基础形态的同时升级节能处理水平。

2.3开展深入机电模型创建研究

指出如今建筑中机电创建现存的问题，利用数学模型加上相应优化原则对其进行优化分析与改进，有利于建筑设计今后的发展，促使建筑工程能够协调发展与顺利运行。

2.4严格控制成本，减少资金断链的风险

可以说数学的应用或者数学思维的应用存在于工程施工管理中的各个角落，通过数学管理方式能够提高建筑施工项目的抗风险额能力，提高建筑施工项目的组织领导能力，这些方式不仅提高了建筑质量，控制了建筑成本，还在一定程度上保障了建筑工程的施工进度。数学方式的应用已然成为了建筑工程施工项目中不可缺少的方式方法。

2.5数学模型在建筑工程施工中的应用

建筑工程的施工过程极为复杂，涉及工程施工进度安排、施工技术控制和施工材料调配等诸多工序。为保障每一工序能够顺利完成，确保建筑工程改造项目的经济效益、建设质量达到最优，施工方可利用数学模型对其工序进行优化。如在施工进度安排环节，施工方可构建工程改造施工的进度模型，借助线性规划、运筹学等对各施工工序的时间安排、人员安排进行合理规划，制定最优施工进度安排方案；在施工材料调配环节，为降低施工成本，企业可利用数学建模来制定土木材料的调配方案，并对各材料的运距进行计算，选择运距最短、土木材料调配比例最优的方案来进行施工。在数学建模方法的帮助下，建筑工程改造项目施工阶段所花费的成本更低，工程项目经济效益得以提升。

2.6施工中的动态变化

施工中动态的变化是绝对的，不变是相对的，所以在项目进展过程中平顺是十分短暂的，所以需要建立工程项目目标动态控制体系。动态管理的主要工作内容是纠正施工过程中的偏差，分析组织过程中影响施工目标实现的问题，及时调整施工管理办法，强化合同管理措施，并且要加快落实工程施工中所需要的资金，调整施工技术手段等内容，这些内容都是数学模型的灵活运用，由此可见数学在工程项目管理中不仅能计算复杂的数学问题，还能够向外展示简单的工作流程模型，提高工程施工质量。

结语

综上所述，数学建模可将建筑工程改造项目的各工序简单化、具象化，得出最为经济的设计与施工方案。随着科技水平与数学水平的不断提高，建筑行业利用数学知识来解决设计与施工问题、优化工程项目成为常见现象，这也促使中国建筑工程领域的发展更加成熟。

参考文献

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