文档介绍：建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用黄玉兰
广西天艺建筑设计有限公司广西南宁 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本要素,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。本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究和探讨,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
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,也对建筑物具有经济、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日益多元化、现代化的需求。本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。
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包括: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。
在满足建筑结构基本功能的前提下,尽量降低经济成本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%,同时优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。
3. 建筑结构优化设计方法在房屋结构设计中的步骤
(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、几何尺寸以及钢筋横截面积的函数,在实际的应用过程中,借助这个函数能够有效的降低工程造价,为建筑生产单位获得更高的利润。
(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有: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目标进行约束,确保约束条件能够实现有效的结构优化设计。
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时带来很大的挑战,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。
结果分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