结构设计优化在建筑设计中的应用.pdfVIP

： ChinaNew TechnologiesandProducts 建 筑 技 术 结构设计优化在建筑设计中的应用 刘 伟 (天津市长城建筑设计有限公司，天津 300041) 摘 要：文章描述的是先用结构设计优化理论方法对建筑结构进行优化设计，得到优化设计后的模型和计算方法，在建筑房屋设计 中强调其结构设计特点。将结构设计的理论与实际相结合，节约了建筑成本。在建筑实践中具有很好的操作性，为我们结构设计优化 理论应用于建筑行业奠定了基础 ，具有深远的理论价值和实践意义。 关键词 ：工业与民用建筑；建筑结构设计 ；设计优化 中图分类号 ：F407．9 文献标识码 ：A 随着我国改革开发的进一步发展，全国人 完成计算方案 的设定后只需编制相应适 的地位 ，首先使用结构优化的设计能降低建筑 民的生活都步入了小康时代。越来越多的人对 用的运算程序即可得到我们的最终优化结果。 造价，其次进行优化结构的设计能提高建筑结 物质生活要求也越来越高了，许多人都住进了 然而 ，结构设计 的优化涉及到多个变量 、多个 构的经济性。这些都具有实际价值。 高楼大厦。人 口的继续增长，使得建筑物越来 约束条件 ，这是属于一个非线性的优化问题 ， 第一，通过结构优化设计来降低总造价 越多，而土地资源有限，这样导致土地价格越 在设定计算方案时，需要将有约束条件转变为 进行结构优化设计中，多层住宅和高层住 来越高，从而导致了建筑商的建筑成本也越来 无约束条件来进行计算。建筑工程设计中常用 宅相比较，层数越多 总建筑面积增大，单位建 越高。降低建筑成本是建筑商首先考虑的方 的方法有 Powell算法 、拉氏乘子法和符合型 筑面积 占用的土地面积就越小 ，节约了用地成 法 ，那么如何控制建筑成本呢?结构优化设计 等方法。利用这些方法来计算建筑模型的优化 本 ，但建筑层数的增多，建筑总高度也会加大， 思想是 目前国内外 比较有价值的一套理论系 结构设计方案。 楼与楼之间的间距也要加大，这时占用的土地 统。运用该理论方法 ，实现人民对于居住环境 2优化的结构设计技术在实践中的应用 节约量就不与建筑层数增加比例相同了。另如 和生活环境的改善 ，提高建筑产品的质量与品 在设计好了优化的结构设计方案后 ，就可 屋盖部分 ，一栋楼只有一个屋盖 ，并不会 因为 味，满足小康社会人们对新生活的需求 ，同时 以将该理论方法应用于实践之中。结构设计的 层数的增加而有所改变 ，它的成本下降会 比较 降低工程建筑的造价成本，实现建筑商利润最 优化 ，是 目前一个 比较普遍 的课题 ，要达到利 明显。对于基础部分而言，虽然也是各层共用 大化的目标，这具有适用、经济、实用的价值。 用结构优化的方法在不改变适用性能的前提 的，但是层数增加 ，传给基础的荷载将会增大， 1优化的结构设计方法 下达到降低工程造价的目的，将结构设计优化 我们需要增大基础，这样单位面积的造价有所 社会上的建筑物都很令人赏心悦 目给人 方法应用于实践之 中，这是我们建筑工程设计 降低 ，但是却没有屋盖的效果那样明显。 以美的享受，这是结构设计与建筑实施技术相 人员所追求的目标。结构设计优化设计应用于 第二，通过进行结构设计优化来提高建筑 互协调、密切配合 ，从而达到美观效果的结果 。 项 目的整体设计、前期设计，旧房改造 ，抗震设 结构的经济性 建筑结构设计我们都追求安全、适用 、经济、美 计等设计的各分部环节 ，发挥着巨大的效益 。 建筑的层高增加 ，由于墙体面积和柱体积 观、施工简单等五种 目标。文中的结构设计优 在按照结构设计优化的方法及模型进行实践 增加 ，结构的自重会增加 ，基础和柱的承载力 化 ，能实现建筑设计技术优化的 目的，能应用 的过程 中，要注意下面的三个方面的问题 ：参 相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降 于实践，它不但满足了人们对建筑