建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用黄玉兰

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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黄玉兰广丙天艺建筑设计有限公司广丙南宁530022【摘要】施工便利、安全、经济、美观以及适用性是进行房屋结构设计时必须要考虑的五个基木要素，这就要求设计师在有限的资源和空间的前提下，通过应用结构设计优化方法和技术，实现建筑的造型优美、经济适用、高质量高品质等良好目标。木文通过对建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的具体应用进行了研宄和探讨，以期为今后的设计优化提供借鉴。【关键词】建筑结构；房屋结构；设计优化1.引言随着社会的发展，人们对于建筑物的安全、适用等功能性要求更严格的同时，也

2、对建筑物兵有经济、美观与环保等个性化的特征提出了新要求。因此只有在房屋结构中广泛应用优化设计方法和技术，才能满足人们对建筑H益多元化、现代化的需求。木文通过对房屋结构中的设计优化理论进行阐述，进一步对建筑结构设计优化方式的具体应用情况进行分析，以期为今后的设计优化提供借鉴。2.建筑结构设计优化方法的理论价值及现实意义从建筑理论上分析结构设计优化方法，它主要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两方面。房屋工程分部结构优化设计伍括：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

3、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。进行结构设计时，应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，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。在满足建筑结构基木功能的前提下，尽量降低经济成木并提高建筑的可靠性、合理性是结构优化设计不断追求的现实意义，而一个优秀的设计往往是适用、安全、经济、美观和便于施工这五个方面的最佳结合。与传统房屋结构设计相比，采用设计优化方法则可以使建筑工程造价降低5%〜35%，同吋优

4、化方法的应用可以使各单元构件之间在充分发挥材料性能并满足安全性能的前提下，达到最好的协调，发挥最佳力学性能状态。1.建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的步骤3.1正确建立设计模型(1)对设计变量合理的进行选择。首先统计整理在建筑设计过程中起到主要影响的参数，预定计算其中影响不大或者变动范围较小的设计参数，进而能够有效的减少设计过程中的工作量。(2)在结构的优化过程中，需要拟合一组能够满足相应的失效概率、几何尺T以及钢筋横截面积的函数，在实际的应用过程中，借助这个函数能够奋效的降低工程造价，为建筑生产单位获得更高的利润。(

5、3)在进行结构模型的设计过程中，必须以房屋结构设计优化的详细数据为参考依据，确保设计的安全可靠性。对设计的约束条件主要奋：应力约束、单位约束、尺寸约束以及结构约束等，在结构设计中，设计者需要按照结构设计的相关参数对0标进行约束，确保约束条件能够实现有效的结构优化设计。3.2优化方案设定在对房屋结构进行优化设计的过程中，建筑结构往往存在着多约束、非线性的问题，这些存在的问题往往会为设计者在设计吋带来很大的挑战，因此,通过设定有效的方案，利用优化设计计算方案对这些问题进行求解，这样能够帮助设计者更好设计结构。3.3结果分析结果分

6、析在建筑结构优化设计整个流程中也是十分关键的一个环节，在这个环节中，设计者需对方案进行合理的比选。对经济因素、设计因素综合考虑的前提下，分析方案的实用性和经济性，进而对建筑结构实现设计优化。1.结构设计优化方式的具体应用及分析4.1房屋建筑的整体性与局部性优化建筑设计一般都具有层次性和复杂性的特点。从层次性的角度讲，包括建筑物的整体设计体系、结构相关体系以及安装体系等，每一个单独的体系又包含了诸多下属体系。在进行房屋设计时，设计师要对每个下属体系相应的进行优化，突破横向关联性，实现工程的叠加性；复杂性主要表现在建筑材料、建筑

7、零部件的选取等。因此在进行结构的优化时，必须从整体入手，才能实现真正意义上的整体优化。4.2建筑寿命与阶段性优化在工程项0的寿命期内，对每一阶段的方案都要进行优化。房屋设计者通过考察各个阶段的特点，根据实际结果确定优化的方式，进而对工程的整体寿命进行优化。这样，不仅保证了建筑物的质量，又能提高建筑企业的经济效益。4.3基础方案优化基础的造价是整个建筑造价的重头戏之一，基础的选型是否合理，是否经济应是结构设计师首先关注的问题。基础方案优化的基本思路，首先一般情况下，天然浅基础肯定比深基础节约成本，因为天然浅基础施工难度小，质量

8、有保证，施工进度快，故能采用天然基础尽量优先采用天然基础。深基础用得比较多的无非是桩基础，桩基础分为灌注桩和预制桩。灌注桩的质量在整体施工吋难以较好的控制，混凝土量和钢筋量也比较多，而且操作程序较为复杂，操作周期长，因此在符合施工条件和沉降标准的前提下，尽量优先选择预制桩进行施工，吋间和经