房屋建筑结构设计中应用优化技术探究.docx

房屋建筑结构设计中应用优化技术探究摘要：房屋建筑结构设计不仅要满足最基本的功能性、安全性要求还要满足经济性、美观性的要求因此实现房屋结构的最优化设计才能为人们提供更为舒心的居住环境。本文通过对房屋建筑设计的应用优化技术的内容、步骤、实际应用进行分析和介绍从而为应用优化技术提供理论上的支持和现实的借鉴意义。关键词：建筑结构；优化设计；技术应用改革开放后的几十年内人们生活水平不断提高人们对居住条件提出了更高的要求。住房不仅要满足人们安家置产的要求还要实现经济和美观舒适的最佳结合。同时建筑面积的减少促使高层建筑的大量涌现。另外建筑结构的成本在建筑整体成本中占据很大的比例要实现建筑成本的节约提高建筑行业的经济效益就必须在建筑结构的优化上下功夫利用现代的数学模型科学地提出切实可行的结构优化设计方案实现成本的节约和效益的最大化。1房屋建筑结构设计的应用优化技术的内容房屋建筑结构设计的应用优化技术是指在对房屋结构进行设计时能够结合实际情况遵循设计规范满足建筑方的使用要求并实现建筑成本的最小化和经济效益的最大化的设计技术。结构设计的优化技术包括结构总体的优化设计和分部结构的优化设计。分部结构的优化设计又包含了围护结构、细部结构、下部基础结构、中间主体部分结构、上部屋盖结构等的优化设计。该技术的重点在于对结构的选型、构件的布置、结构的受力情况等方面的优化设计。在设计过程中影响房屋建筑结构设计的经济性因素主要有：设计层数和用地面积的相互关系；建筑物层数和分部部分的相互关系；结构设计和建筑设备的相互关系；体型设计与经济的相互关系。具体分析如下：1.1房屋建筑的层数与用地面积理论上看建筑物层数增加会减少建筑物的总面积但在实际的建造中建筑物层数的增加会使建筑物与其周围建筑物之间的间距增大就使得建筑物总面积增大这与理论上的出的结构正好相反。因此建筑物的层数和建筑物总面积之间无必然联系在设计建筑物的结构时合理的规划建筑物的层数是实现房屋建筑经济效益的有力手段应与充分考虑。1.2建筑物层数与分部部分分部部分是建筑物的支撑需要承受建筑物主体部分的重量随着建筑物层数的增加分部部分特别是承重结构构件所承受的重力就会越来越大。为了保证建筑物的安全设计者就必须充分重视分部部件的质量这也必然会增加建造的成本。因此在结构设计时要充分考虑建筑物层数与分部部件的承载力既要保证建筑安全又要节约成本实现两者的完美结合。1.3结构设计与建筑设备房屋的建造是为了满足人们的生活需求故房屋的建造就离不开建筑设备如给排水管道和电力设备等的安装高层建筑需要更多的建筑设备层数越高需要的建筑设备越多所花费的造价成本就越高在设计中也要实现建筑层数和建筑设备的协调。1.4体型设计与经济在相同的建筑面积下方形或圆形的建筑设计更能增大建筑的空间减少墙体等建筑设备的安装成本其内部构件的受力状态更稳定因此在设计时如无特别要求更易采取方形或圆形的建筑结构。2房屋建筑结构设计应用优化的步骤房屋建筑结构的设计不仅要考虑满足建筑方的使用要求实现功能性和安全性的统一还要通过合理的设计方案实现质量和经济的统一。设计人员一般通过以下步骤实现结构设计的最优选择：2.1合理的选择变量合理的选择变量就是要结合建筑的实际情况对所涉及的参数进行对比分析择其重者而选之选择影响最大最重要的参数作为必要考虑的变量选择变数最小的参数做诶重要的参考指标而对其他变量根据实际情况进行取舍尽量减少参数的选择简化计算编程的工作量。一般情况下建筑工程的目标参数如房屋的市场价格和预期产生的损失；建筑工程的约束参数如房屋的架构等作为重点考虑的参数。2.2确定目标函数结合建筑方的需求以降低造价成本和保证建筑质量为目标考虑已选择的相关参数选择所使用的函数通过一系列的比较计算出最优解实现结构设计的目的。2.3确定约束条件设计者应当根据具体的设计要求对施工过程和目标确定两方面所涉及约束性条件进行分析比较根据建筑规定的要求合理确定约束条件实现优化设计的目的。在实际的施工中房屋设计的指标不仅包括房屋的尺寸、架构刚性、受力和变形限度、结构的可塑程度和确定程度等还需要考虑建筑结构中对钢结构的应用。2.4确定计算方案通过前面三个步骤确定了合理的约束条件和所适用的目标函数然后就需要在保证结构优化的目标下对已知的约束条件进行转化具体确定计算方案分析比较各种情况下的利弊实现目标的最优化。3房屋建筑结构设计优化在应用中应当注意的问题在实际应用建筑结构优化设计是一个颇具实用性的应用广泛的课题。包