房屋結構設計優化方法研究論文

實用文時間：2021-08-31 手機版

房屋結構設計優化方法研究論文

　　摘要：建筑結構設計是房屋結構設計中的重要內容，因此，對建筑結構進行優化設計具有重要意義。合理的設計方案，在滿足技術要求的基礎上，還能滿足美觀與使用性要求。但是，優化建筑結構設計是一個比較復雜的問題，這就要求我們，必須深入研究優化建筑結構設計的方法。文章首先介紹了結構設計優化方法內容及其原則，并闡述了建筑結構設計優化的現實意義，隨后探討了建筑結構設計優化方法的具體應用，希望對相關人員有所啟發。

　　關鍵詞：建筑結構設計；優化方法；協調性；經濟性能

　　現如今，人們對建筑的要求不再簡單的是居住使用要求，隨著時代的不斷發展，人們對建筑的美觀性和安全性也愈加重視，對建筑的實用性能有了更嚴格的要求。基于以上要求的變化，這就要求我們不斷改變并優化結構設計，采取耳穴的方案，同時滿足美觀性和實用性，并且還能夠降低成本投入，提高經濟效益，促進建筑業的良好健康發展。

　　1結構設計優化方法內容及其原則

　　1.1概述。在房屋建筑結構設計時，如果要對設計方法進行優化，這就勢必給工作人員帶來更多的問題，例如成本問題和建筑材料問題。這種情況下，就要求工作人員用最低的資金投入，進行房屋建筑設計的優化。對優化房屋建筑設計時，其優化的內容主要包括兩個內容：

　　①優化整體的房屋建筑結構；

　　②優化局部的房屋建筑結構。而局部房屋建筑結構主要就是對主體結構、房頂結構和下部基礎結構等分別進行優化設計。1.2原則。

　　（1）使建筑具有安全性能。房屋結構優化不是簡單的進行材料的節約，而是首先要確保房屋建筑結構安全，然后利用專業知識，結合實際的房屋建筑情況，對房屋建筑結構進行科學合理的優化，從而使得房屋建筑的設計趨于完善。

　　（2）使建筑具有實用性能。對于房屋建筑優化設計的另一個原則就是要確保建筑物的實用性，使得房屋建筑通過優化設計具備更多的功能，滿足人們的實用與使用需求。

　　（3）保證建筑結構優化的同時保護環境。房屋建筑結構優化設計的另一個原則就是要尊重環境，也就是說要注意環保，例如，可以采用綠色環保材料。

　　（4）確保建筑具有可用價值。這個原則也是非常重要的一點，要求在進行房屋建筑優化設計時，不能一味追求利益，忽視質量，而是要在保證建筑質量的基礎上降低資金投入。根據以上原則，不難看出，在進行房屋建筑結構優化設計時必須保證其科學、安全、質量要求。首先，充分重視結構優化模型，科學合理的結構設計變量得到解決。主要針對相關的參數值和約束來控制參數值的選擇應注意，而較小的將實現一個預定義的類型參數，可以有效地減少編程，提高效率，提高整體水平；然后是目標函數的確定，這將對建筑作為一個整體的成本情況來理解。可以科學地確定約束條件，為結構的優化設計奠定基礎。

　　2建筑結構設計優化方法的具體應用

　　2.1整體和局部優化。房屋建筑結構設計具有復雜層次性。首先要求在進行設計時要考慮設計、結構、安裝等不同子系統及其下屬體系。在進行優化設計時，綜合考慮各個子系統和下屬體系并且進行優化；其次，由于在房屋建筑結構設計時設計到施工材料、構建、配件等內容，這就要求進行房屋建筑設計時，進行整體優化。建筑結構的優化計算模型和優化計算方案屬于建筑結構優化設計的重要組成部分。建筑結構的優化設計的本質就是在變量中提取重要的參數，根據上述所說參數建立函數模型，從而得到比較好的方案。一般來說，建立模型主要從以下方面入手：①合理選擇設計變量，這屬于重要內容，而且在選擇變量設計會影響參數的'選擇，因此合理計算變量就能將降低計算編程的工作量；②確定目標函數，首先要在符合函數的基礎上找到最優解，才能確定目標函數；其次，將約束條件確定下來，主要包含彈塑性、強度、應力及尺寸等方面，在優化建筑結構的同時，必須確保約束條件的范圍在規定的要求之內，滿足設計的需求。

　　2.2建筑主體上部結構的科學性優化。建筑主體上部結構的科學性優化，是在建立模型，優化系統設計，保證科學合理性的基礎上，對建筑剪力墻進行優化設計。首先，建立合理的剪力墻數量；其次，保。證剪力墻的整體質量的統一性，保證其整體結構的重心，減少地震等災害對房屋建筑的破壞；最后，如果要保證剪力墻的高抗剪能力，在滿足質量的要求上減少墻的數量。

　　2.3概念設計結合細部結構設計優化概念設計的應用表明沒有具體的量化數據，例如，抗震防裂度，這種情況下沒有具體的量化的標準進行優化設計，因此需要用到概念設計。但是在設計過程中，要求工作人員必須會合理且靈活運用建筑結構設計的優化方法。例如，在進行抗震設計時，可以根據房屋建筑的實際情況，選擇合理的抗震方法進行設計，方法不同，但是達到了相同的優化目的。

　　2.4結構設計中注重協調性設計。應用結構設計的優化方法，可以充分體現在協調方面。將建筑與整個平面之間的關系應得到有效的加強，可以在結構設計中加以保護，以及結構設計的外觀也應體現。在設計過程中，墻、柱的結構布置，建筑平面功能需要得到有效保證，建筑空間和深度，充分保證房子的整體結構來反映系統的簡單性，在各部門的高度可以充分的保護。

　　2.5對計算結果進行分析，確定最優設計方案。作為優化結構設計中比較重要的部分，結果分析的意義不言而喻。在此過程中，要將計算數據結果進行詳細的分析，然后以數據中得到的信息為依據，制定優化設計方案。另外，在優化設計的過程中需要多方面考慮，尤其是各種阻礙因素，要對其進行控制，使得建筑結構優化設計能夠順利完成。此外，由于在施工建設過程中，涉及的人力、物理、財力較多，因此結構優化的主要目的就是合理降低上述指標，從而保證建筑指標不會受到影響。因此，在建筑結構設計中必須注意：①找到建筑技術和經濟之間的平衡點，降低二者矛盾，使用高新技術，降低費用成本；②充分理解技術所帶來的經濟價值，充分意識到技術的進步和發展有利于降低經濟損耗，因此這就要求必須加強技術發展。

　　3建筑結構設計優化的現實意義

　　3.1有利于降低工程總成本。現階段，高層建筑不斷增加，與普通多層建筑比較，主要的區別就是占據的土地面積比較小，占據的空間面積比較大，減少用地費用。但是建筑物的高度的增加，層數的增多，就容易造成樓與樓之間的不協調問題，占地節約量和建筑的層數不成比例。因此，不可以單純的追求建筑的高度而忽視土地節約量，要將占地面積、造價進行統一協調。另外，高層建筑并不會因為層數的增多增加樓頂，這就明顯的降低了成本，只是會增加樓層的基礎造價。

　　3.2有利于加強建筑物的整體經濟性能。隨著層數的不斷增加，建筑物必會影響整體框架梁與柱的承載能力，使之承載力增加，這就造成墻體的面積和梁柱的體積的增加，增加結構自重，電線、水管等管道等房屋配置會有所延長。相對來說，普通的多層建筑物能夠節省建材但不會影響抗震性能。此外，建筑物高度的不同勢必會影響墻面的范圍，這時候一般會選擇圓形建筑或者是接近方形的建筑，這樣外墻的周長系數就會相對減少，而且內外裝修面積也會隨之減少，而且以上形狀有利于其受力的提高，在保證安全穩定的基礎上增加了建筑的整體經濟效益。

　　4結束語

　　綜上所述，參考實際情況，從多個方面，研究對房屋結構設計中的建筑結構設計優化方法的應用，利用結構理念和方法的不斷優化，有效的提高建筑整體的結構設計質量。希望本次的相關研究，可以對房屋建筑結構設計優化起到一定指導作用。

　　參考文獻：

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　　[3]范國興.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用研究[J].雞西大學學報,2014,(8):23-25.

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