1、建筑结构设计优化的重要性
建筑结构设计优化,指的是在设计期间创新设计理念,采用科学的方法对设计方案进行优化和筛选,最终保证设计方案能满足各方面需求。房屋结构设计工作中,采用设计优化方法的作用如下:第一,在保证建筑质量的基础上,可以提高经济性、美观性;第二,能够节约建筑成本,有效保护建筑周边的自然环境。由此可见,应用设计优化方法,能够提高房屋建筑的综合效益,满足不同用户的需求,同时为建筑企业带来更大的经营利润。和传统的建筑结构设计方法相比,设计优化能够降低建设成本,调查显示能降低30%左右。具体分析认为,通过设计优化,其一能充分利用各种建筑材料和资源,尤其是对内部结构单元进行协调,提高空间使用率;其二实现设计上的创新,在保证建筑安全的基础上,延长使用寿命,保护居民的人身财产安全;其三能帮助设计人员认真选择设计方案,提高设计的科学性、合理性。
2、建筑结构设计优化方法的流程
2.1结构模型设计。第一步,选择变量。从实际设计工作中来看,重要的数值、参数是决定设计方案的依据,这些数据可以作为变量使用。举例来说,在建设目标中,包括价格参数、预期损失参数;在工程控制中,包括房屋结构的可靠性参数。设计人员应该选择变化小、干扰少的参数,才能降低结构设计难度,尽早确定满足设计目标的数据。第二步,确定函数。在多个类似的函数中,设计人员应该选择出最佳的函数,要求满足房屋截面尺寸、钢筋尺寸面积,然后对函数的性质进行分析,以降低建设成本。第三步,衡量条件。从房屋结构的安全性、耐久性出发,设计约束指标包括房屋尺寸、架构刚度、变形限度、受力特点、单元组件、墙体裂隙、结构可塑性等。而且,还要考虑到房屋结构的实际情况,保证各个条件都满足规定要求,实现设计方案的最优化。
2.2确定计算方法。房屋结构的设计伴有大量的计算过程,对结构设计进行优化,就是基于复杂变量和多种设计条件下的计算。对于设计人员而言,计算过程中应该演算各种数据,将附加约束条件转变为不附加约束条件,方便得出计算结果。另外,计算方法的种类较多,而且各自具有优点和缺点,应该根据现实条件选择出最为简便的计算方法,以节约计算时间、减轻计算工作量。
3、在房屋结构设计中的具体应用
3.1整体和局部优化。纵观建筑工程设计的共同特点,主要是复杂性、层次性两个方面。具体到复杂性,指的是原材料、零部件、结构类型的确定;具体到层次性,指的是结构体系、安装体系、设计体系等,每个体系又包含着诸多下属体系。房屋建筑结构的设计工作,要求设计人员从每个下属体系入手,打破不同布局之间的关联性,实现工程叠加的效果。由此可见,房屋建筑结构的优化设计,应该将落脚点放在整体上,而不是局部上,只有这样才能满足设计要求。
随着生活水平的提升,人们对于房屋建筑结构的设计需求也在不断增加,实现结构设计的综合效益,成为人们追求的目标。在设计优化方法中,包括结构模型设计、确定计算方法、选择最优程序、分析统计结论四个步骤,能够对房屋建筑的整体和局部、基础结构、上部结构进行优化,以促进建筑质量的提升。
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