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建筑结构设计的优化设计研究 摘要：近年来，随着城市化进程的不断发展，房屋建筑事 业取得了快速的发展。对房屋的建筑结构进行优化，能够促 进空间资源进一步利用，进一步保证建筑的质量和使用功 能。本文就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；结构设计；优化设计 中图分类号：TU3文献标识码：A 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，对传统的方式进行改进，而合理并且 科学化的设计防范不仅可以使得设计的技术标准更加严格， 同时还可以全面的降低建筑的经济性损失，降低造价，并且 为后续管理工作的增强奠定坚实的基础。在实践的工作当 中，应当重点的分析建筑结构设计优化理论，同时加强对现 实意义的研究，建立起相应的模型，进而使得优化的步骤和 思想得以实现。 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。根据相关数据可以看出合理的房屋结构设计可以减 少建设资金投入，与没有进行设计优化的建筑相比采用优化 法进行优化后的建筑能够节省10%?20%的建设费用。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、结构设计优化技术的方法 1.建立相应的结构优化模型 结构优化设计的实质，是利用相应的数学知识，对就爱 你住结构中的各种参数进行整理和分析，然后依据结构整 体，构建相应的数学模型，寻求最优设计的过程实际上就是 对最优解的求解过程。因此，在对房屋结构进行优化设计时, 需要建立相应的优化模型。首先，对设计变量进行合理选择, 设计变量对于房屋结构设计的影响是十分巨大的，设计人员 需要按照变量的重要性，对其设计的参数进行分类，将影响 较小的变量作为预定参数，从而简化计算流程。其次，要对 目标函数进行确定。在这里的目标函数，就是满足建筑实际 需求的最优解。然后，明确约束条件。对于房屋结构优化设 计而言，其约束条件主要包括强度约束、尺寸约束、应力约 束、弹塑性约束时，可以按照现行的房屋建筑设计规范，对 优化设计的约束条件进行明确。 2?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。例如，竖向构件 应该在满足实际需求的前提下适当选择轴压比，轴压比过大 或过小都会影响配筋的设置。梁的截面设置同样如此，如果 截面过大，会影响建筑内部的有效空间，而截面过小，则会 导致配筋相对较大，影响造价。 三、建筑结构设计中优化设计的技术方法 1?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。 2.概念设计 对于房屋建筑而言，在相同的建设条件下，采取不同的 结构布局方式，就会产生不同的设计效果。因此，在房屋结 构优化设计的过程中，应该实现细部结构优化与概念设计的 有机结合，这样才能切实有效地提高结构优化设计的效果。 这里的概念设计，主要是指将建筑的设计概念作为设计工作