试分析建筑结构优化设计.docx

试分析建筑结构优化设计【摘要】对于当前现代化的建筑结构设计优化来讲应当采取全新的理念和政策思想全面的降低建筑的经济性损失为后续管理工作的增强奠定坚实的基础。本文论述了结构优化设计的意义和原则对建筑结构设计中的优化设计问题进行了具体分析。【关键词】建筑结构；优化设计；意义一、房屋建筑结构优化方法的重要性如今随着城市化进程的不断加快城市建筑土地资源越来越紧缺因此高层或超高层住房将成为城市住宅的发展方向相较于传统的建筑模式高层建筑等新型建筑的建设具有更大的难度这就要求相关的施工建设人员应该重视房屋结构优化问题在减少资金投入的同时进行细致的建筑设计方案规划运用新技术和新理念建设出既安全又经济的建筑。不过在实际的施工建设过程中优化设计的实施往往不是一帆风顺的可能因为多方面的限制而难以进行。首先很多施工单位都会因为赶工程进度而不顾施工质量对于房屋设计的缺陷不予及时的优化处理而对最后的建筑质量造成影响。其次还有一些施工建设人员自身经验不足、专业素质不高无法进行建筑设计优化。最后还因为一些施工建设人员和设计人员只注重建筑的部分建设而忽视建筑的整体设计不能准确的制定工程预案影响建筑整体的造价。对建筑的结构进行设计优化能够合理的规划建筑设计减少工程资金投入房屋结构各个方面整合起来保证建筑质量为人们提供经济安全的住房。二、建筑结构设计应遵循的原则（1）使不规则建筑平面布置产生规则结构效应的原则。在建筑结构优化设计的过程中需要根据不同功能的需求通过对调节墙柱的布局和墙肢长短使建筑结构达到经济结构和安全使用的目标。（2）提高建筑居住舒适度的原则。建筑居住的舒适度是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。为提高建筑居住舒适度应该从建筑结构、装饰装修、电气安装等各方面进行整体优化设计。（3）针对不同构件采用不同安全系数的结构优化设计的原则。如果为了确保建筑的整体安全性而不分构件的实际承载能力对所有构件均给予相同的安全系数这样反而会导致结构设计的不合理。可以根据建筑不同部位的承载能力设计其需要的安全系数达到整体优化的目标。（4）降低建筑结构造价的原则。在保证建筑结构整体性能达到指标的前提下尽量考虑建筑的经济性。三、加强建筑结构优化设计方法1.确定结构设计优化方案对于房屋建筑而言结构设计的优化方案主要是指结构的布局以及细部的优化。结构布局的合理性直接影响着房屋结构的造价因此要求其结构尽量简单传力直接避免多次传力的情况。而细部优化是一个较为广泛的概念包含的内容相对较多根据其对于房屋结构的影响程度分析最为关键的部分是对构件截面的合理选择。2.满应力准则法满应力准则法是以满应力为准则本算法为了使结构的材料得到充分的利用充分考虑各构件在最少一种工况及最不利应力的情况下达到材料的容许应力的大小因此发挥各构件的最大使用限度。满应力准则法包括应力比法、齿行法及能量准则法三种方法其中应力比法是最基本最简单的迭代方法。齿行法是对应力比法的一种改进主要体现在迭代的方法的优化在迭代过程中使每次的迭代点控制在主约束曲面上。通过合理的调整迭代点使优化目标不断接近。能量准则法是以应变能作为准则以尽量减少结构使用材料为目的。3.保证设计优化的可靠度对于房屋的结构的设计优化来说必须确保结构的可靠度来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候确保每个约束条件都必须满足相关要求以实现最佳的设计。在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设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。4.4智能优化准则智能优化准则法主要体现在随着算法发展越来越智能化智能运算在结构优化设计中应用也越来越广泛。其中遗传算法和模拟退算法在建筑结构优化设计中得到广泛应用。遗传算法的特点在于不依赖于具体问题运用达尔文的进化论的基本原理处理工程中的离散变量优化问题。模拟退火算法在随机搜索上不仅引入了适当的随机因素而且可以考虑影响目标函数值的优劣因素。5.材料优化设计建筑结构在材料方面的优化就是使建筑材料最充分的利用对材料的选择很关键选择合适的材料既能够满足使用的功能又能提高房屋建筑质量当然还能最大化地降低成本节省更多资源。所以要求在材料采购选择时一定要对所需的材料性质、各项质量指标熟悉了解购买时本着