建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

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1、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用广丙合筑工程设计有限公司530001摘要：在房屋建筑结构设计中，安全性、施工便利性、经济性、实用性以及美观性，是需要重点考虑的五个问题。基于此，在设计建筑结构时，有必要对建筑结构进行优化，以使建筑结构合理、安全可靠。木文主要探讨建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用。关键词：建筑结构；优化方法；结构设计随着人们牛.活水平的不断提高，人们对于建筑的要求已经超越了实用性和安全性，对于建筑的经济性和外观也有较高的要求，此外建筑设计中，还需要考虑到施工的便捷性等问题，由此形成了房屋建筑结构设计中的五个基木问题，即安全性

2、、施工便利性、经济性、实用性以及美观性。当然，在房屋建筑领域，结构设计不仅对房屋建筑的结构稳定有重要影响，还影响到工程总造价，而房屋建筑结构设计进行优化，不仅能够进一步强化房屋质量，而且可以节约资金,提高工程效益。一、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用步骤1、建立建筑结构设计优化模型在对房屋建筑结构整体进行优化设计的时候，首先需要对设计变量进行科学合理的选择。对于变量的选择，一般是将对建筑结构有重要影响的主要参数作为设计变量，其中一类是目标控制的相关参数，如建筑结构的造价值cl、建筑损失的期望值C2;另一类是建筑约束控制相关参数，如建筑结构的相对可

3、靠度ps等。在参数选择中，对于一些影响不大、其变化范围也不是很大的参数，可通过设置预定式参数的方式来表示，这样就能够在结构优化设计过程中，减少设计数量和计算数量，同时也大大减少了编制程序的工作量。在确定选择的变量以后，进行结构设计优化，还需要寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺、？、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数，通过函数来优化结构设计，同吋控制工程造价。对房屋结构设计的优化而言，确保建筑结构的可靠度，是一个重要的前提，因此在建立建筑结构设计优化模型时，必须必须针对此确定与结构设计优化相关的约束条件。设计优化的约束条件具体可包括：建筑裂

4、缝的宽度约束、建筑本身的强度约束、尺

5、*大小的约束、构件的相关约束、结构体系相关约束等约束条件。在结构设计的优化中，要对0标约束条件与实际的约束条件进行比较与分析，确保每个约束条件都符合实际情况，实现最优设计。2、设定优化设计的计算方案以建筑结构的可靠度为约束条件，而确定的结构设计优化模型，往往具有多约束、非线性等特点，并且具有复杂的多变量。在具体的计算时，一般一定的方法将有约束的优化问题，转化为无约束的优化问题，以进行相位求解，相应的方法有拉氏乘子法、Powell法、复合形法等。3、设计相关应用程序在建立房屋建筑结构优化设计的基本模型、确定设计吋应用的

6、相应计算方案以后，为提高运算速度，更好地实现优化效果，可以运用计算机程序，编写一个运算速度快、功能齐全的综合性应用程序，这样能够使整个结构优化设计更加全面、有效率地实施下去。4、综合结果分析在房屋建筑结构设计的优化过程中，需要根据一定的计算结果进行相应的分析，进而选择出效果最佳的设计优化方案。而在对计算结果的分析过程中，要全面地考虑所有相关问题，并从多角度对问题进行分析。对综合结果进行分析,以选择最优的设计优化方案，这一过程是房屋建筑结构设计优化过程中所必不可少的一环，这样不仅能够保证房屋建筑整体的安全性、实用性及美观，而且还能影响工程造价。二、建筑结构设

7、计优化方法在房屋结构设计中的具体应用1、分阶段优化和寿命优化在一定的吋间内，每个工程项B都具有一定的使用年限，而在每个阶段都有多种设计方案供挑选，从这个意义上来讲，也就是说在每个阶段，都可以进行结构设计优化。因此，房屋结构设计人员，在确定结构设计优化方法的时候,应该结合房屋建筑各阶段的特点，从而优化房屋建筑结构整体工程的寿命，冋吋保证工程施工质量。2、整体优化和局部优化任何一个建筑工程的结构设计都具有复杂性和层次性等特点，从复杂性角度来看，房屋建筑结构设计优化中包含了对建筑材料的选择、对建筑零部件的选择、结构类型的选择等；而从层次性角度来看，结构设计优化又

8、包含了建筑的整体设计体系、结构体系及安装设计体系，而不冋的体系又包含了多个下属体系，在房屋建筑结构设计的优化过程中，结构设计人员不仅应优化各下属体系，更应突破相应界限，实现叠加型工程，即对房屋建筑结构的优化，要从整体着手，实现建筑的整体设计优化。3、上部结构的优化要想通过模型构建，来优化房屋建筑的上部结构，就需要合理布设剪力墙，这是房屋建筑上部结构的基础。合理布设剪力墙，首先要确保剪力墙的质量均匀，以此来促使楼层中平面刚度的中心点与楼层整体结构的重心相结合，双心合一能够减小地震、风力等外部荷载作用对房屋的扭转影响。此外，为减小钢筋、混凝土等建筑材料的使用量

9、，如果房屋建筑类型允许，可应用大开间的剪力墙构造，增加剪力墙的墙肢