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摘 要:现代建筑的价值不仅仅在于使用价值,而且还要具有很高的审美价值。在进行房屋结构设计的过程中,不仅要考虑到安全、经济、实用,最重要的还是要考虑到美观的问题。我们要考虑到几个设计当中的基本问题,就要在建筑结构设计的过程当中对于建筑进行优化,能够对空间资源进行合理地利用,也能够将房屋结构变得尽量合理、可靠、安全。本文对于建筑结构设计优化方法的意义进行分析,对于建筑结构设计优化的具体方法进行总结,对于建筑结构设计具有很大的意义。
关键词:建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计;应用
中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:
自改革开放以来,我国社会经济的到了迅猛的发展,人们的生活水平不断地提升,对于日常的居住条件的要求也不断上升,不仅仅要求建筑使用舒心而且安全,还要求建筑足够美观,但是,对于建筑进行结构设计的时候,还要将施工的可行性进行考虑,以便能够高效地完工。在进行建筑的结构设计的过程当中,要进行建筑结构的优化,不仅仅能够使得施工更加方便,还能够使得房屋的安全性、经济性与合理性都得到一定的强化,最重要的是能够提升建筑的美感。本文对于建筑结构设计优化方法的具体应用方法进行研究,对于我国的建筑设计行业具有一定的建议作用。
1 建筑结构设计优化方法的重要意义
在进行建筑结构设计之前,对于建筑要进行一定的优化,在进行房屋结构的具体设计当中,进行优化方法的应用的具体意义更大,不仅仅能够使得建筑变得实用和美观,还能够对于公测造价进行有效地控制,对于建筑企业而言,自然希望能够用最小的投资,得到最多的利益,但是对于建筑结构还要顾及到可靠性、科学性和安全性,这就要求对于建筑结构进行优化设计。在进行现代建筑的结构设计优化和传统的房屋结构设计来比较,我们能够发现:进行建筑优化设计方法能够将建筑工程的工程造价进行有效降低,大约为8%——40%,结构设计优化方法能够对于建筑结構的内部进行很好地协调,还能够使得材料的性能发挥更好地作用。这样不但能够使得建筑的安全系数得到保障,还能够使得建筑结构设计的实用性与安全性得到保障。
2 建筑结构优化方法在建筑结构设计当中的应用
2.1 进行建筑结构优化模型的建立
在进行房屋结构进行整体上的优化设计的时候,要进行建筑结构的分步优化设计。
2.1.1 对于建筑设计的目标函数进行确定
在进行建筑结构的设计优化的过程当中,我们还要建立能够满足相关的预定条件的钢筋的截面积、截面相应的几何尺寸、相应的失效的概率的函数,使得工程造价最少。
2.1.2 对具体的约束条件进行确定
在进行房屋的建筑结构设计优化的过程当中,要保障结构的可靠,对于优化结构设计的相关约束条件要进行清楚地确定,进行设计优化的过程当中存在的约束条件有尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、应力约束、从可靠指标约束、确定性约束条件、从正常使用极限状态下的弹性约束、最终极限状态的弹塑性约束等一系列的约束条件。在进行房屋的结构设计时,我们一定要对于目标约束条件和相关的实际约束条件进行比较与分析,要能够保障每一个约束条件能够满足相关的要求,这样才能使得设计达到最好的效果。
2.2 对于进行优化设计的应用的计算方案进行确定
在参考可靠度进行的房屋结构优化设计过程当中具有很多约束而且是非线性大的优化问题,还存在很多十分复杂的变量,在进行一系列的分析计算当中,通常是将有约束的优化问题转化为无约束的优化问题进行求解。比较常见的优化设计的计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。
2.3 对于优化设计设计相关程序
参考可靠度进行的房屋结构的优化设计的模型与利用的相关计算方法都比较系统,这样就可以根据这个特点编写一个运算速度比较快的,具有多种功能的应用程序,能够在很大程度上提高效率。
3 建筑结构设计优化技术的一些实践问题
在进行建筑工程的旧房改造、整体设计、前期设计、抗震设计等方面都能够引入结构设计优化的方法,在进行实践当中需要注意一些问题:
3.1 在进行结构设计优化时要注意到前期的参与问题
进行前期方案的制定问题会直接影响到工程造价,但是很多的结构设计当中都忽略了前期方案的制定问题,因此我们要注意到这些。前期的参与能够使得企业进行合理结构形式与设计方案的选择。
3.2 细部的结构设计优化要结合着概念设计进行
在不存在比较具体的数质量化的时候,在进行细部结构设计优化时要引入概念设计,像是在对于地震强烈度进行准备的时候,因为这个问题存在着很大的不确定因素,因此也没有一个贴切的计算公式,因此在进行结构优化设计的过程当中要引入概念设计的方法,将具体的数值作为一些参考和辅助,在进行设计的过程当中,相关的结构设计人员一定要对细部的结构进行相应的设适当的计优化,例如,在现浇的混凝土异形的板料,其拐弯处容易开裂,我们可以简化成矩形板,然后再合理的选择钢筋,在满足其结构的基本要求条件下,达到既安全又经济的目的。
4 总结
在进行建筑结构的设计优化过程当中,建筑结构设计十分重要,由于一个合理的结构的设计方案不但能够使得建筑工程到达技术上的要求,还能够降低经济上的消耗。但是,建筑结构设计优化是一个十分复杂且具有比较强的综合性的系统性问题,因此我们一定要加大对于建筑结构设计优化方法的深入探究的力度。本文对于建筑结构设计优化方法的应用意义进行了研究,并对建筑结构设计优化的具体的方法与步骤进行了相关的详细介绍, 对于我国的建筑结构设计行业具有一定的建议作用。
参考文献:
[1] 辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程,2010,29(27)
[2] 邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播,2010,(19)
[3] 万年春.浅论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(5)
关键词:建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计;应用
中图分类号:TB482.2 文献标识码:A 文章编号:
自改革开放以来,我国社会经济的到了迅猛的发展,人们的生活水平不断地提升,对于日常的居住条件的要求也不断上升,不仅仅要求建筑使用舒心而且安全,还要求建筑足够美观,但是,对于建筑进行结构设计的时候,还要将施工的可行性进行考虑,以便能够高效地完工。在进行建筑的结构设计的过程当中,要进行建筑结构的优化,不仅仅能够使得施工更加方便,还能够使得房屋的安全性、经济性与合理性都得到一定的强化,最重要的是能够提升建筑的美感。本文对于建筑结构设计优化方法的具体应用方法进行研究,对于我国的建筑设计行业具有一定的建议作用。
1 建筑结构设计优化方法的重要意义
在进行建筑结构设计之前,对于建筑要进行一定的优化,在进行房屋结构的具体设计当中,进行优化方法的应用的具体意义更大,不仅仅能够使得建筑变得实用和美观,还能够对于公测造价进行有效地控制,对于建筑企业而言,自然希望能够用最小的投资,得到最多的利益,但是对于建筑结构还要顾及到可靠性、科学性和安全性,这就要求对于建筑结构进行优化设计。在进行现代建筑的结构设计优化和传统的房屋结构设计来比较,我们能够发现:进行建筑优化设计方法能够将建筑工程的工程造价进行有效降低,大约为8%——40%,结构设计优化方法能够对于建筑结構的内部进行很好地协调,还能够使得材料的性能发挥更好地作用。这样不但能够使得建筑的安全系数得到保障,还能够使得建筑结构设计的实用性与安全性得到保障。
2 建筑结构优化方法在建筑结构设计当中的应用
2.1 进行建筑结构优化模型的建立
在进行房屋结构进行整体上的优化设计的时候,要进行建筑结构的分步优化设计。
2.1.1 对于建筑设计的目标函数进行确定
在进行建筑结构的设计优化的过程当中,我们还要建立能够满足相关的预定条件的钢筋的截面积、截面相应的几何尺寸、相应的失效的概率的函数,使得工程造价最少。
2.1.2 对具体的约束条件进行确定
在进行房屋的建筑结构设计优化的过程当中,要保障结构的可靠,对于优化结构设计的相关约束条件要进行清楚地确定,进行设计优化的过程当中存在的约束条件有尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、应力约束、从可靠指标约束、确定性约束条件、从正常使用极限状态下的弹性约束、最终极限状态的弹塑性约束等一系列的约束条件。在进行房屋的结构设计时,我们一定要对于目标约束条件和相关的实际约束条件进行比较与分析,要能够保障每一个约束条件能够满足相关的要求,这样才能使得设计达到最好的效果。
2.2 对于进行优化设计的应用的计算方案进行确定
在参考可靠度进行的房屋结构优化设计过程当中具有很多约束而且是非线性大的优化问题,还存在很多十分复杂的变量,在进行一系列的分析计算当中,通常是将有约束的优化问题转化为无约束的优化问题进行求解。比较常见的优化设计的计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。
2.3 对于优化设计设计相关程序
参考可靠度进行的房屋结构的优化设计的模型与利用的相关计算方法都比较系统,这样就可以根据这个特点编写一个运算速度比较快的,具有多种功能的应用程序,能够在很大程度上提高效率。
3 建筑结构设计优化技术的一些实践问题
在进行建筑工程的旧房改造、整体设计、前期设计、抗震设计等方面都能够引入结构设计优化的方法,在进行实践当中需要注意一些问题:
3.1 在进行结构设计优化时要注意到前期的参与问题
进行前期方案的制定问题会直接影响到工程造价,但是很多的结构设计当中都忽略了前期方案的制定问题,因此我们要注意到这些。前期的参与能够使得企业进行合理结构形式与设计方案的选择。
3.2 细部的结构设计优化要结合着概念设计进行
在不存在比较具体的数质量化的时候,在进行细部结构设计优化时要引入概念设计,像是在对于地震强烈度进行准备的时候,因为这个问题存在着很大的不确定因素,因此也没有一个贴切的计算公式,因此在进行结构优化设计的过程当中要引入概念设计的方法,将具体的数值作为一些参考和辅助,在进行设计的过程当中,相关的结构设计人员一定要对细部的结构进行相应的设适当的计优化,例如,在现浇的混凝土异形的板料,其拐弯处容易开裂,我们可以简化成矩形板,然后再合理的选择钢筋,在满足其结构的基本要求条件下,达到既安全又经济的目的。
4 总结
在进行建筑结构的设计优化过程当中,建筑结构设计十分重要,由于一个合理的结构的设计方案不但能够使得建筑工程到达技术上的要求,还能够降低经济上的消耗。但是,建筑结构设计优化是一个十分复杂且具有比较强的综合性的系统性问题,因此我们一定要加大对于建筑结构设计优化方法的深入探究的力度。本文对于建筑结构设计优化方法的应用意义进行了研究,并对建筑结构设计优化的具体的方法与步骤进行了相关的详细介绍, 对于我国的建筑结构设计行业具有一定的建议作用。
参考文献:
[1] 辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程,2010,29(27)
[2] 邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播,2010,(19)
[3] 万年春.浅论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(5)