建筑结构设计优化设计和现实意义论文

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建筑结构优化设计论文

建筑结构优化设计论文

关于建筑结构优化设计探讨摘要:随着我国社会经济的高速增长,促进了城市化进程步伐,高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计方面的变化也越来越多,很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。

建筑结构优化设计是节约工程造价的一个重要手段,同时也关系着建筑物的安全性以及投资效益最大化的实现。

本文通过对结构方案、结构材料、结构计算以及与其他专业的协调等四个方面,简要对建筑结构优化设计进行了探讨,以供参考。

关键词:优化设计建筑结构材料方案abstract: with the rapid growth of the economy, promote the pace of urbanization, high-rise buildings at present in our city of construction of proportion of is more and more big, but the building structure design changes more and more, many new structure design scheme of the fast speed to present in our city construction. building structure optimization design of project cost is to save one of the important means, and at the same time, the relationship between the safety of buildings and to maximize the benefit of investment. this article through to structure scheme, construction materials, structural calculation and with other professional coordination and so on four aspects, briefly the structureoptimization design was discussed, and the reference.keywords: optimization design structure material plan中图分类号:tb482.2文献标识码:a 文章编号:在土地资源日益趋紧的今天,高层建筑有利于节约用地、解决住房紧张、减少市政基础设施和美化城市空间环境。

建筑结构设计的优化方法与现实应用

建筑结构设计的优化方法与现实应用

建筑结构设计的优化方法与现实应用【摘要】本文主要是利用结构优化的理论和方法对建筑结构进行了优化设计,以这样一种方法来得到经过优化设计以后的模型和算法,以便于在后续的工程建设中实现结构设计特点的突出。

经过工程实践发现,这样一种结构设计优化理论与实际相结合的方法是能够很好的实现建筑成本的节约和建筑质量的提升,在建筑实践中也具有较好的操作性,为我们结构设计优化理论应用于整个建筑行业奠定了坚实的基础,因此认为这样一种分析和讨论是具有理论价值和实践意义。

【关键词】建筑结构设计;优化方法;现实应用一建筑结构设计的优化方法与现实应用的背景分析随着我们国家经济技术的不断进步和发展,全国人民的生活也逐步的走入了相对良好和稳定的小康时代,相应的对于生活质量和环境要求也就越来越高,绝大多数的人都住进了高层建筑当中。

在这样一种实际的背景状况下,人口持续增长,土地资源却是极其有限,建筑的建设与规格也在持续见长,这使得土地、建筑物以及建筑物的建设成本都在不停的提升。

由此,降低建筑建设成本就成为了建筑商在进行建设的过程当中最需要注意和考虑的。

那在实际的建设过程的当中应当以什么样的方式来进行建筑成本的控制呢?本文实际上也是针对于这样一个问题展开的讨论和分析。

结构优化设计目前在国外是非常有价值的一种理论系统,其核心就在于能够通过对居住环境以及生活环境的改善来实现建筑产品质量以及品位的提高,以这样一种定性的思维和方式来实现工程建筑质量最大化和成本最小化,因此具有适用、经济和适用的价值,是值得在实际的工程建设中予以广泛的应用和实施的。

二优化结构设计方法现代社会环境下很多建筑物的造型都相当的优美和独特,能够给人以很好的精神享受,这样一种良好的建筑效果从本质上来看就正是结构设计与建筑实施技术的良好协调和配合,以这样一种方式来实现建筑美观效果的完成。

建筑结构设计所追求的五种最为基本的目标就是:安全、经济、适用、美观以及施工简便,因此我们在文中所讨论的结构优化设计方案就要保证能够切实的实现这些点,将其良好的应用于实践,这样不断能够满足人们对于美的追求,还能够保证整个房屋建筑的结构设计合理以及性能上的安全保障,成为名符其实的经济实用型建筑。

房屋结构设计论文建筑结构设计优化论文

房屋结构设计论文建筑结构设计优化论文

房屋结构设计论文建筑结构设计优化论文摘要:结构设计在建筑项目中占有举足轻重的地位,且工作内容相对繁重,设计的水平对于房屋的整体性能都有直接的影响。

项目设计阶段对于造价的影响也是极为重要的,设计人员需要保证建筑项目质量的同时兼顾工程项目成本的控制,对资源进行合理的优化配置,以达到经济效益最大化的目的。

在建筑立项之后,设计工作是整个建筑项目的重点,并且建筑结构的设计对于成本的掌控也是至关重要的。

结构设计的合理性不仅能够满足人们的生活需求,还可以从根本上对建筑的成本加以控制,达到经济效益最大化的目的。

建筑结构设计人员需要对技术要求进行详尽的分析,在满足技术要求的前提之下保证设计的合理性,对现代的先进技术手段进行有效的利用,设计出经济、适用的建筑。

一、建筑结构设计优化的内容结构的设计工作是以满足建筑的技术要求为前提,运用科学合理的设计方法对房屋进行结构设计,以此来对建筑结构中的形式、布置情况及具体的构件加以确定,并且在整个建筑施工项目中具有指引的作用。

对最为常见的钢筋混凝土结构建筑进行整体的优化前提下,对结构布局及具体构件两个最重要的因素加以明确。

对于建筑整体结构的影响因素有体型特性、层高、柱网尺寸及抗侧力构件设置的具体位置等等,对于具体的构件选择包括结构布置、构件横截面、混凝土及钢筋的强度级别、配筋的构造等问题。

房屋结构的设计人员要从这两个基本点出发,充分掌握结构及构件受力的特征,能够深度解读构件设计的合理性及规范性,对先进、科学的设计方法充分利用,设计出最优的房屋结构。

二、房屋结构设计优化举措(一)遵循设计规范在建设设计之中必须要遵循国家技术经济政策、科技水平及工程施工经验总结的设计规范。

对规范要求的概念进行全面的了解,对具体的前提条件及适用范围进行充分解读,是按照规范进行建筑设计的基础。

结构设计人员要对此部分内容全面掌握,对规范予以相应的重视。

对于具体的施工要求要灵活运用,将建筑项目的安全性及经济性作为根本目标,对设计数据进行选用。

建筑结构设计优化方法论文

建筑结构设计优化方法论文

建筑结构设计优化方法论文【摘要】建筑结构设计优化是一个复杂而系统的过程,通常被归入综合决策的范畴。

在实际优化环节,既要考虑实用性和安全性,又要考虑经济性,还应考虑整体效果,总之,要平衡各方面的关系。

本文对建筑结构空间利用率的优化进行了重点探讨,对建筑结构优化的理念进行了阐释和延伸,希望能对类似工程建设提供一些借鉴和帮助。

建筑结构设计优化是一个复杂而系统的过程,通常被归入综合决策的范畴。

在实际优化环节,既要考虑实用性和安全性,又要考虑经济性,还应考虑整体效果。

建筑概念设计将会致力于这些不稳定因素的解决,以提高建筑的实用性。

对建筑结构的诸多可能破坏因素进行研究,发现地震这一破坏因素最难以控制,因为地震发生时,将会给建筑施加一个极大的作用力,同时地震又是难以准确预测的。

所以,在优化建筑结构设计的实际环节,应该站在整体的角度对建筑结构设计进行优化,采取多项措施以达到提高建筑结构抗震能力的目的。

另外,设计方案中如果有不利于建筑结构抗震的因素,则应对其进行适当调整,无法调整时,则应放弃。

在建筑结构设计优化的帮助下,建筑在整体刚度方面应该达到均匀、对称的效果,如此一来,便有效保证了建筑结构在地震作用下的安全性。

与此同时,是实际设计环节,还应综合其他优化方法的应用,以提高建筑的抗震能力。

如延性设计,该种设计方法能够很好地保护地震中的建筑免受脆性破坏的危害;又如多道设防的设计方法,其设计思路是,当发生剧烈地震时,“牺牲”部分次要结构去吸收地震能量,以降低地震对建筑主体结构的破坏效果。

在进行建筑整体结构设计的过程中,应注意上述优化方法的有效运用。

一、建筑结构设计优化的意义1、结构优化设计降低总造价进行结构优化设计中,多层住宅和高层住宅相比较,层数越多,总建筑面积增大,单位建筑面积占用的土地面积就越小,节约了用地成本,但建筑层数的增多,建筑总高度也会加大,楼与楼之间的间距也要加大,这时占用的土地节约量就不与建筑层数增加比例相同了。

建筑结构设计优化设计和现实意义论文

建筑结构设计优化设计和现实意义论文

浅谈建筑结构设计的优化设计和现实意义【摘要】对于工程造价,建筑物的结构设计起着至关重要的作用,尤其是不同的设计方案和不同类型的建筑材料对于工程造价会产生很大的影响。

所以建筑物的结构优化的重要性不言而喻,本文将对建筑物结构优化设计的方法,以及对需要进行优化设计进行简单的分析与构想,并且简单阐述一下结构优化的现实意义。

【关键词】结构优化设计的方法;基础优化设计;现实意义近些年来,人们对生活条件和居住环境的要求越来越高,土地的价格水涨船高,促使开发商的建筑成本不断的增加。

人们越来越注重生活的品质,对建筑产品也越来越挑剔,使得开发商只好不断创造新的消费手段服务消费者的需求,为了追求经济利益与在众多竞争者中挣得一席之地,降低工程造价迫在眉睫,为了实现这个目标就要就要充分利用结构设计的优化设计方法,使有限的空间得到最充分的利用,有限资源发挥最大的利用价值。

1 结构优化设计的方法优秀的建筑是美观与优化结构设计的相互配合,它还需要满足人们对房屋结构安全性能、经济性以及设计的合理需求。

所谓的结构优化设计方案,就是结合原来的设计方案、新的工艺和设备、新材料的投入,对局部的设计进行改变,不仅要满足技术和功能可行性的要求,还要节约材料使工程造价明显降低。

2 建立结构优化设计的模型运用合理的并且科学的方法从诸多变量参数中选出重点的参数并建立函数模型从中得出最佳方案就是结构优化设计。

如何建立优化结构模型呢?笔者认为,首先要选择合理适当的设计变量,因为各种设计变量的选择对设计要求的影响是巨大的,起着无可取代作用。

在设计的过程中将所涉及到的所有变量按照其自身重要性进行划分归类,一些变化不大的参数可以定为预定参数,通过此项工作能减少很多计算和编程的工作量。

其次,要确定选定的函数。

房屋结构可靠度优化设计的约束条件,包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。

建筑结构设计优化方法论文

建筑结构设计优化方法论文

建筑结构设计优化方法论文摘要:对建筑的结构进行设计优化,不但能够减少工程预算,而且可以确保建筑自身的功能。

建筑企业及开发商绝对不能为了使结构设计优化实现经济最大化而削弱技术性能、缩减建材的质量。

需要明确房屋结构的设计优化的最终目的是在保障建筑的功能和质量基础上增加企业收益,因此相关的建筑设计人员就要不断提高自身的专业水平,运用新的技术,设计合理的方案,优化建筑结构设计,建设安全经济的房屋。

前言在房屋建筑领域,结构上的投入是整体投入中较多的部分,所占比重相对较高。

不断地对结构设计进行优化可以使房屋质量安全得以保证,还能减少相应项目资金的投入,进而增加企业的经济收入与相关收益。

1房屋建筑结构设计优化方法应用的重要性与实际意义1.1房屋建筑结构设计优化方法应用的重要性从我国的发展现状来看,房屋建筑在以后的日子里将会以高层或是超高层为主。

如何减少资金的投入而且还得保证结构的设计符合百姓的要求成为相关人士以及建筑企业重视的事情。

如果相关企业要想对房屋建筑的结构设计进行优化,设计方应该在保证质量合格的前提下,对设计方案进行系统化分析,应用先进的技术理念与设计观念对工程建筑进行总体的管理,从而合理地控制建筑工程的造价问题。

事实表明,如果设计者能将施工的技术与经济效益做到紧密相连,规划出科学的设计方案,就可以保证建筑企业获得最大的经济收益。

因此,对建筑结构设计的科学优化能够更加全面地发挥机械设备以及建筑材料的性能,与以往的设计相比较会更具有优势。

而且进行合理优化时能够降低相应的造价投入,为企业的整体获取更大化的利益。

同时对结构进行优化还能将房屋结构的层次进行系统性的结合,加强房屋质量的提高,更大程度地保证居民的居住安全。

由此看来,对建筑结构进行相应的优化是提高居民居住安全、为企业创造最大利益的重要方式之一。

1.2建筑结构设计优化方法应用的实际意义要充分了解建筑结构的科学性优化对房屋结构设计是具有十分重要意义的。

建筑结构优化设计论文

建筑结构优化设计论文【摘要】结构设计优化技术的应用可以产生可观的经济效益。

建筑设计部门和设计人员应严格遵守“经济、适用、合理”的设计原则,精心设计,应用现代化科技手段,选择合理的建筑结构设计方案,实现降低建筑工程造价并取得最大经济效益的目的。

建筑结构设计优化技术是一门结构工程与运筹学、经济学和管理科学交叉的学科技术。

作为一个建筑结构设计者来说,设计时总会产生一个能找出最好方案即优化的愿望。

从二十世纪初开始就不断有人对此作过一些努力,但收效都不是太大。

主要原因是:一方面受到数学、力学发展水平的影响,更主要的是受到计算手段的限制,因此,优化设计这门学科只有到了二十世纪九十年代初期,随着我国科技的进步,电子计算机在结构设计中得到较广泛应用以后,才迅速发展起来.特别是近代数字计算机软硬件的飞速发展,为结构优化的实现提供了前所未有的物质条件;有限元的发展为结构优化提供可靠、强大的分析手段,以及的数值计算方法、仿生学方法等的发展极大地丰富了结构优化的理论。

这些都为现代的结构优化设计的巨大发展拓宽了令人兴奋的道路。

到目前为止,现代结构设计的优化技术有直觉优化、试验优化、经济分析比较优化、优化准则法优化、数学规划法优化、仿生学方法优化、系统优化、模糊优化与灰色优化、自动优化、智能优化等等。

下面文中笔者就建筑结构设计的具体方式及优化的功用进行简要阐述,并对建筑结构设计优化方法做出分析。

一、优化建筑结构设计的具体方式随着我国的建筑业的不断发展,各种建筑项目的增多,我们看到现代建筑开始以各种各样的造型呈现出来。

通过不同的造型设计可以带给人们不同的审美感受,并且也可以实现对建筑内涵的表达。

因此,这是一种建筑结构设计同施工设计的完美结合。

目前来看,评价一个建筑结构设计的标准主要有以下几个方面:首先,要保证用户的使用安全,其次,要保证建筑形成过程中的经济性,也就是合理的成本控制和管理,再次,要保证建筑物可以达到和满足相关的使用需要,即适用性,再者,还要保证建筑结构的整体形式大的美观,最后,建筑结构设计要利于施工的执行和操作。

建筑结构设计优化论文5篇

建筑结构设计优化论文5篇第一篇:建筑结构设计BIM技术的应用1引言当前建筑工程中建筑形式、规模及数量日益增多,专业间如工程师、建筑师、设计人员及业主等面临着高效沟通及信息共享问题,新型的BIM技术可以实现不同专业、不同部门之间的数据共享,方便优化工作结构,提高设计质量。

2BIM技术的概述2.1BIM技术的概念BIM即建筑信息模型,是一种全新的信息化管理技术,其根据建筑工程项目中的各种相关信息建立工程数据模型,用于建筑工程项目的设计、施工及维护等管理过程,实现建筑工程过程的信息化和数字化。

2.2BIM技术的特点(1)BIM具有信息集成的特点。

BIM为建筑信息模型,是整个建筑工程详细数据信息的数据库,包括设计过程和设计信息。

通过BIM,建筑的外观、构件,建筑施工材料、尺寸等任何信息均可被迅速精准地找到。

传统设计在查找对比图纸上有着明显劣势,在修改图纸上更是工作繁重。

BIM技术具有信息集成功能,数据之间相互关联,在实际施工过程中如果出现问题需要对原设计稿进行调整,工作人员只需对单项进行修改便可生成最新的数据信息模型,工作效率大大提高,数据信息实时可靠。

(2)BIM能够实现协同设计。

建筑信息模型为设计人员、工程师、建筑师及业主提供了一个实时数据共享平台。

业主的需求、实际施工过程中遇到的问题均可在此平台得到及时解决。

同时BIM技术能够自动检测建筑构件间的相互作用和影响,支持同类数据的导入与组合,并根据参数设置给出合理的模型方式。

相较于传统各自为主的设计流程,BIM技术解决了不同专业、不同部门交流困难,无法协同工作的困境,有效降低了建筑企业的经营成本,提高了建筑企业的质量管理工作和安全管理工作水平,对推动我国建筑工程行业健康持续发展意义重大。

3BIM技术在建筑结构设计中的应用3.1可视化建筑结构设计传统建筑结构设计使用CAD软件进行二维绘图,平面化建筑结构,各设计图之间存有割裂,而不同专业、不同部门之间又存在着专业知识差异,传统设计很难将建筑结构的详细信息展示给不同用户,如此可能影响最终设计的精确性。

阐述房建结构设计优化的作用及意义

阐述房建结构设计优化的作用及意义随着社会的发展和生活水平的改善,人们对房屋建筑安全性、实用性、美观性和经济性的要求也越来越高,而房屋建筑结构作为影响房屋功能与质量的直接因素,对其设计进行优化则显得尤为关键。

因此,探讨房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施,对满足人们在房屋建筑功能及审美方面的需求有着重要的意义。

1、房屋建筑结构设计优化的方法建筑结构设计优化主要指在建筑结构的设计中,坚持设计理念的完善与创新,采用科学的设计方案选择合适的设计方法,以保证房屋建筑结构到到最佳效果。

房屋建筑优化主要包括房屋基础、房屋支护部分和房顶等,保证优化设计体现在每个细节,实现从整体到部分的全面优化。

同时,在优化设计的过程中,设计师需要综合考虑房屋位置、结构选型、工程造价和结构受力等方面因素,依据工程建设施工情况既房屋建筑的经济性,选择最优化的设计方法。

在进行房屋建筑结构设计优化时,设计师需要把握好如下几个方面:①房屋建筑的平面结构需要平整,体现建筑对称没,减少建筑建造质量和刚性结构间的差异,确保房屋建筑在承受水平作用力时,结构不会发生扭曲;②房屋建筑承重结构需要设计为竖直贯通形式,增强房租建筑在竖直方向上的承受能力;③保持房屋建筑原有转换结构,既避免外来压力过于集中,又可以降低建设成本;④房屋建筑竖直方向刚性设计需要体现层次性变化,防止因刚性结构的角度突变而无法有效转移压力,降低房屋建筑的抗压性能。

2、建筑结构设计优化的作用及意义房屋建筑结构优化设计可以实现房屋建筑在美学、功能与经济等方面的价值,节约房屋建筑建设成本,保护房屋建筑周围生态环境,使房屋建筑综合效益得到最大化的体现。

建设单位与施工单位在房屋建设中的目的是保证房屋使用性能,降低房屋工程设计与施工成本,避免各项施工资源的浪费,从而实现经济效益的最大化,而只有满足用户对房屋建筑坚固耐用、美观和舒适等方面的需求,才能真正实现参建单位的目的。

相对于传统的建筑结构设计,优化设计可以降低30%的房屋建造成本,并通过资源的合理配置,协调房屋建筑内部的独立结构,使其相互配合,共同发挥房屋建筑的功能。

建筑工程技术毕业论文(精品三篇)

建筑工程技术毕业论文(精品三篇)一、建筑结构优化设计及其应用研究摘要:随着我国经济的快速发展,建筑行业也在不断创新和进步。

建筑结构优化设计作为建筑工程技术的重要组成部分,对于提高建筑物的安全性、舒适性和经济性具有重要意义。

本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行深入研究,通过分析建筑物的功能需求、结构特点和受力情况,提出了一种基于遗传算法的结构优化设计方法。

结果表明,该方法能够有效提高建筑物的结构性能,降低建筑成本,具有较高的应用价值。

关键词:建筑结构优化设计;遗传算法;大型公共建筑;应用研究1. 引言建筑结构优化设计是建筑工程技术领域的一个重要研究方向,涉及到建筑物的安全性、舒适性和经济性等多个方面。

随着计算机技术的不断发展,越来越多的优化算法被应用于建筑结构设计中,如遗传算法、蚁群算法等。

本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行深入研究,旨在提高建筑物的结构性能,降低建筑成本。

2. 建筑结构优化设计方法本文采用基于遗传算法的结构优化设计方法,通过模拟自然界中的生物进化过程,寻找最优解。

具体步骤如下:(1)编码:将设计变量编码为染色体,每个染色体代表一种设计方案。

(2)适应度函数:根据建筑物的功能需求、结构特点和受力情况,定义适应度函数,用于评价各个设计方案的优劣。

(3)选择:根据适应度函数,选择适应度较高的设计方案进行繁殖。

(4)交叉:模拟生物的交叉过程,对选中的设计方案进行交叉操作,新的设计方案。

(5)变异:模拟生物的变异过程,对设计方案进行变异操作,提高种群的多样性。

(6)迭代:重复执行选择、交叉、变异操作,直至满足终止条件。

3. 实例分析以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行实例分析。

通过对比优化前后的结构性能和建筑成本,验证了本文提出的方法的有效性。

结果表明,优化后的建筑物在结构性能方面得到了显著提高,同时降低了建筑成本。

4. 结论本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行了深入研究。

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浅谈建筑结构设计的优化设计和现实意义摘要:在建筑物的结构设计中,选择不同的设计方案以及选择不同种类的建筑材料都会对工程的造价产生较大的影响,因此建筑物结构的优化设计方案尤为重要,本文主要阐述了建筑物结构优化设计的方法,以及对需要进行优化设计的主要部分进行了分析,同时也提出了结构设计优化的现实意义。

关键词:结构优化设计的方法、基础优化设计,现实意义
abstract: in the building structure design, the choice of different design, and choose different kinds of building materials of engineering cost will be produced great influence, so the structure optimization design scheme is particularly important, this paper mainly expounds the structure optimization design method, as well as to the need for the main part of the optimization design was analyzed, and puts forward the structure optimization design of practical significance.
key words: the structure optimization design method, on the basis of the optimization design, the practical significance
中图分类号:tu318文献标识码:a文章编号:
近年来,由于土地价格不断上涨,使得开发商的建筑总成本在
不断地增加,这就给开发商的成本控制带来了极大压力;同时,由于人们对生活环境和居住条件的要求在不断提高,所以对建筑产品的品质要求也就在不断提高,开发商只有不断寻求新的手段才能满足消费者的需求,因此降低工程造价就成为开发商首要的追求目标了,要实现这个目标就需要利用结构设计的优化设计方法,来提高有限空间的利用率,使有限的资源发挥更大的作用。

结构优化设计的方法
一个优秀的建筑不仅仅是美观与优化结构设计的紧密配合,更是满足了人们对房屋结构安全性能、经济性和设计合理的要求,所谓的结构优化设计方案,就是结合原来的设计方案、新的工艺和设备、新材料的投入,对局部的设计进行改变,不仅要满足技术和功能可行性的要求,还要节约材料使工程造价明显降低。

建立结构优化设计的模型
结构优化设计是在各种变量参数中选择主要的参数,并为其建立函数模型,运用合理科学的方法计算出最优解。

建立优化结构模型的步骤大致如下:一是,选择合理的设计变量。

因为各种设计变量的选择对设计要求的影响是比较的大,在设计的过程中可将所涉及到的变量按照其自身重要性进行区分,将一些变化不大的参数定为预定参数,通过此项工作能减少计算和编程的工作量。

二是,确定目标函数。

房屋结构可靠度优化设计的约束条件,包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性
约束条件等。

①在设计的过程中,要保证各种约束条件必须符合要求,找到满足条件的最优解,并确定约束条件。

选择结构优化计算方案
结构优化设计是个非线性的优化问题,在设计中涉及到多个变量和多个约束条件,设定好计算方案,通常是将约束条件变为无约束条件来计算。

拉式乘子法、符合刑法和powell等方法是常用的计算方法,在完成了相应的计算方案后再进行编程运算即可完成最终的优化设计结果。

需要进行优化设计的主要部分
在建筑结构优化设计中,不同方案和不同建筑材料的选择对工程的造价都会造成不同影响,尤其是在基础类型的选用、开间的确定、层高与层数的确定以及结构形式选择等方面都有着重大关系。

据统计,在满足同样功能的条件下,经济合理的优化设计可以使工程的造价降低10%左右。

基础、柱、墙体、楼板、梁、屋面板等是建筑结构的主要组成部分,这几个部分在工程造价中所占的比例也不相同,结构优化设计时对工程的造价影响也不相同,所以在优化方案设计过程中的侧重点也不尽相同。

对基础结构的优化设计
基础结构在整个建筑物工期的1/4左右,并且总造价也占到总造价的10%-20%,所以基础工程结构的重要性事显而易见的。

而且基础结构工程的造价还与地质条件是密切相关,设计时对地质勘探报告要求也是极高,要选择合理的基础形式、控制好基础的截面尺
寸和埋深,能相对减少基础结构在总工程造价中的费用。

柱网布局和柱子截面的优化设计
柱网布局确定着柱子的行距和间距(同行相邻的两个柱子的间的距离),柱网的尺寸一般来说在6到12米之间,如果柱距小那么其传力路线就短,上部结构的材料就能节省,但是这可能使基础费用高,所以说柱网布局是否合理,对工程的造价有很大的影响,另外,柱子的截面形状和大小对工程造价也有着直接的影响,所以合适的柱网布局、柱子截面的形状及大小的选择对工程造价的影响是很明显的。

梁的优化设计
在结构设计时通常采用矩形截面梁当做受弯梁,但是这种情况下材料的利用率较低。

因为,首先,在靠近中和轴附近的材料的应力较低,再者,梁弯矩会沿梁长变化而变化。

由于截面梁大部分区段的应力较低,材料都不能得到很好的利用,要想提高材料的利用率,在设计时可采用平面桁架来代替矩形梁,此时平面桁架就相当于掏空梁,掏去了梁中多余的材料,减轻了其自身的重量,这样既经济又实用,而且,还可以用它来发展成为空架网架,从而大幅度地提高材料的利用率。

钢筋和砼的优化设计
在满足了结构设计的需求外,要尽量减少砼的标号和钢筋的型号的种类,力求方便施工。

如果在施工过程中采用的梁、板和柱型号不同,就会使施工的难度增加,这就大大浪费了材料,加大了施
工成本。

钢管砼结构就是将砼填入到薄壁的圆形钢管中形成一种新型结构,把这两种材料结合起来后,在内填砼的作用下使得钢管壁的稳定性增强,从而具有更好的抗压强度和抗变形的能力。

钢管砼结构和钢结构在自重和承载力相同或相近时,钢管砼结构要比钢结构节约将近50%的钢材,这就大大地节约了工程成本;同时与普通的砼结构相比,在保持钢材的用量相近和承载力相同的条件下,构件的截面面积也将减少50%,同时,材料用量和构件本身的重量也将减少50%。

结构设计优化的现实意义
1、降低工程总造价
在进行结构优化设计时,高层与多层住宅相比,层数明显越多,这样总建筑面积也就增大了,单位建筑面积占用的土地面积就越小,从而节约了用地成本,但建筑层数的增多,建筑物的总高度也会加大,这就需要增大楼与楼之间的间距,这时所占土地量的节约就与建筑层数增加不成比例了,因此合理计算单位占地面积在降低总成本中显得更为重要。

另外,在高层中一栋楼只有一个屋盖,这并不会因为层数的增加而改变,所以它的成本会有比较明显的下降。

对于基础部分来说,他是各层共同拥有,并且随着层数的增加,传给基础部分的荷载力也会大大增加,此时我们就需要加大基础部分,这样总的算下来单位面积的造价还是有所降低下的。

2、提高建筑物结构性能的经济性
由于建筑物层数的增加,使得墙体面积和柱体积总面积有所增
加,结构的自重会有所增加,这样基础部分和柱的承载力也会相应地增加,水、电、暖的管线就会加长;相反如果降低层数,就可以节省材料,提高抗震能力,同时由于建筑的总高度有所减小,两建筑之间的日照距离也会减小,这样就间接地节约了用地。

在建筑面积相同,建筑物采用不同形状的平面时,它们外墙的周长也不相同,这样当选择圆形或是越接近方形时,外墙周长系数是越小的,从而使得基础部分、外墙砌体、内外装修表面都会随之减少,同时其受力性能也将得到大大的提高,也就增强了建筑的经济性能。

结束语
综上所述,建筑物的结构优化设计是事前控制的思想,也是一个系统的工程,与传统结构设计相比而言,采用结构设计优化方法可以使工程的总造价降低6%-34%。

②优化方法中的技术性分析,可以使各种材料的性能得到最合理的利用,协调好建筑物结构内部各个单元的功能,这不仅可使得建筑更加美观和实用,而且也可以大大节省工程造价,从而达到了建筑工程设计标准,进一步满足工程的适用、经济、美观、安全和便于施工的要求。

通过优化设计手段进一步加深对结构优化设计在工程造价控制中的重要性认识,创造合适的条件,确定合理的目标,采用科学的控制方法,各个方面达到最佳结合,降低工程的总造价,这不仅符合现今建筑商对于建筑结构效益的追求,也是市场可持续发展的需求,更是适应绿色环保的要求。

参考文献:
[1] 肖伟.通过房屋结构优化设计提高房屋抗震性能[j].福建建筑,2009(1).
[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[j]. 陕西建筑,2008(11).。

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