骆永生《城市建筑》P 试析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用（精品）.doc

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1、试析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用骆永牛安徽享筑工程设计咨询事务所有限公司安徽合肥230601摘要：首先，本文对结构设计优化技术的现实意义展开论述；然后，提出结构设计优化技术在建筑结构设计屮的步骤，包括建立结构优化的模型、对优化设计的计算方案进行设定以及进行程序的相关设计；最后，探讨了结构设计优化技术的实践应用。关键词：工程；结构优化；房屋设计前言：随着城市化进程的不断深入，人们牛活水平的不断提高，人们对城市牛活质量也有了更高的要求，这在城市建筑的设计上体现得尤为明显，不仅要求建筑更加耐用，有一定的安全性，同吋也希望在最低成本投入的前提下具备良好的外观造型。另外，为保证

2、施工进度，还应尽量做到灵活施工，使施工过程更加方便快捷。因此在房屋结构设计当屮，必须采取一定的优化措施，使有限的空间得以有效利用和发挥，使建筑结构安全、稳定、美观，建筑成本不断降低，施工周期合理，从而推动城市建筑的快速发展。1结构设计优化技术的现实意义建筑机构的优化方案，对提升房屋使用性能上有着重大的积极意义，不仅能够保障房屋结构的安全，美化房屋外观造型，同时也能将建筑施工成本控制在合理的限度内。对于建筑企业来说，降低投资费用有利于收益的提高，最人程度地发挥建设项H的经济价值。但同时，建筑木身的技术含量和结构设计也同样重要,只有以安全稳定合理的结构设计为前提，才能实现建筑金业的投资

3、H的，因而结构设计优化有一定的必要性⑴。通过与传统设计结构的房屋相对比，可从屮发现,结构设计优化的房屋，其内部各要素间有良好的协调性，对材料的利用程度更高,性能更为优越，体现了经济性与科学性的有机结合。2结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤当需要对房屋结构进行优化吋，需根据实际需要，分步骤地实施优化方案，一般来说，优化结构设计过程可分为以下三步：2.1建立结构优化的模型2.1.1婆对设计变量进行合理的选择一般来说，需要确定设计变量时，应重点考虑对建筑结构影响较大的因素，并将其基本参数作为设计变量使用，如H标控制基本参数，即包括损失的期望C2,结构的成本C1；约束控制基本参数，即结

4、构的可靠性PS等⑵。然而，另外一些影响因素则相对比较次要，变化幅度较小，或是通过局部性调整就能达到设计标准，对于这类次要参数，一般可作为预定参数來使用，这样不仅能够降低设计难度，也可大幅度减少计算量，减轻编写程序的工作强度。2.1.2对H标函数进行确定当制定具体的结构优化方案吋，我们必须严格确定岀儿何尺寸，使其能够符合预定设计条件，对钢筋所需的横截面积进行计算，并同时得出方案失败概率的函数表示，尽量降低施工成本⑶。2.1.3对约束条件进行确定在设计优化过程屮，为保证结构的可靠性，还需确定出必要的约束条件，包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约朿、构件单元约束、应力约束以及结构体系约

5、束等，这些约束条件不仅对可靠性指标进行了约束限定，同吋也考虑到了自正常使用直至极限时的约束。在结构优化过程小，应对H标约束与实践情况进行对照，分析其屮的差异，使约束条件与设计要求相一致，制定出最佳的设计方案。2.2对优化设计的计算方案进行设定在以可靠性为标准的优化方案屮，其设计多约束性强，且普遍存在菲线性的缺陷，设计变量繁多血复杂。因此，在对此类方案进行实际计算的过程屮，应事先将约束性问题进行转化，使其作为一般性优化问题加以解决，优化设计的计算方式较多，常用的有复合形法、Powell法等。2.3进行程序的相关设计在以可靠性为标准的优化方案屮，应针对其基本模型，以及专门应用的计算法则

6、，编制出相应的应用程序，使英具备更快的运算速度，功能更加齐全，同时也更加符合优化设计要求。3结构设计优化技术的实践应用从项H设计的实际应用效果上看，无论是前期设计，整体设计，还是I口房改造工程，或抗震结构设计，都可通过结构优化的方式，提高房屋结构的性能。针对实践应用屮存在的问题，下文将分别说明并提出解决方法。3.1结构设计优化应注意前期参与在结构优化的前期方案规划小，往往会对整个工程的成木造成影响。但在实际设计工作当屮，往往对前期方案重视不足，这需要引起我们的注意，合理规划前期方案，使结构形式更趋科学化，制定出经济合理的设计方案。3.2概念设计结合细部结构设计优化如果设计过程小缺乏

7、具体的数值量化，应采用概念设计法。例如，在防震结构设计屮，需进行地震裂度设防，但由于不可预知性较强，因而无法确定应使用的具体公式，为了完成这一部分的结构优化，就必须以概念设计法取而代之可根据其基本数值，为概念设计提供合理的依据。与此同时，在设计过程屮，负责结构设计的人员应掌握科学的设计方法，从而使结构设计更加灵活，能够与实际情况更加接近，实现最佳的优化效果。另外，细部结构优化也不应忽略。例如,对于混凝土界形的板料来说，在现浇之后极易出现弯曲处断裂的现象，通过简化成矩形