浅谈结构设计优化技术.doc

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1、浅谈结构设计优化技术摘要：随着社会经济的飞速发展，人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，相应对建筑产品的品质要求也不断提高，同时国家大力提倡建筑节能，这就需要我们利用结构设计优化技术方法，提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适用性的良好冃标。本文就结构优化设计方法应用及意义进行了简单的探讨，结合自身工作经验提出相关问题及看法。关键词：结构设计；优化技术；新型结构；形式应用中图分类号：TB482.2文献标识码：A文章编号：0引言结构设计优化技术就是在原设计方案的基础上，结合新工艺和设备的使用，增加新材料的投入，采用新型结构体系进行局部设计的改变，使技术更可行，更加满足

2、建筑功能要求，同时节约材料，降低造价。从建筑上分析结构设计优化方法，它主耍体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量方面。房屋工程分部结构优化设计包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，结合具体工程的实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益0标进行结构优化设计。一、结构设计优化方法进行结构设计时，不同方案的选择及不同的建筑材料的选用对工程整体会有较大影响，应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和

3、质量中心的差异，这样水平荷载就不会使建筑物有太大的扭转作用。竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。(1)结构优化设计模型结构优化设计模型就是在各种影响变量中选择主要参数，并建立函数模型，运用科学合理的方法得出最优解。结构总体的优化建立模型的大致步骤如下：一是设计变量的合理选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数，将所涉及的参数按照各自的重要性区分，将对变化影响不人的参数定为预定参数，通过这种方法可减少很多计算编程的工作量。二、冃标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。最后，约束条件的确定。房屋结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约朿、结构强度约朿、尺寸

4、约朿、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹蜩性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。设计中，要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。(2)结构优化计算方案结构优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题,设定计算方案时，常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果（3）推广设计标准规范和标准设计工程设计标准规范的形成，来源于人量成熟的、行之有效的实践经验和科技成果，是科技转化为生产力的必要途径。优秀的工程设计标准和规范，不仅优化了设计，减少设计的盲目性，还将大

5、大提高设计速度，有效降低项冃的全寿命费用。在标准规范中可以对一些重要的部位采取设计经济指标限额制度，对一些设计部位使用“宜”或“不宜”等引导性语言提示设计人员对方案进行优化，鼓励他们在设计中大胆使用新工艺和新材料。整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有：周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的耍求。二、结构设计优化技术的实践应用结构设计优化方法应用于实践之中，是目前一个比较广泛的课题，利用结构优化的方法在

6、不改变适用性能的前提下达到降低工程造价的冃的。结构设计优化技术应用于项目的整体设计、前期设计，III房改造，抗震设计等设计的各分部环节,发挥着巨人的效益。进行优化设计，耍把握好技术和经济的对立统一关系，既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求的做法，又要反对设计保守浪费，只重技术，轻经济的思想。在按照结构设计优化的方法及模型进行实践的过程中，耍注意下面的儿个问题。(1)结构设计优化应注意前期参与结构设计的阶段分为三个：结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段。概念设计是展现先进设计思想的关键，结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，客观、真实的理解结

7、构的工作性能，并能够有意识的处理构件与结构、结构与结构的关系，灵活地运用它们。因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与,建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不