建筑结构设计中设计优化方法的应用探析

建筑结构设计中设计优化方法的应用探析

关键词:建筑结构设计;优化方法;应用

从目前的情况来看,我国的社会主义市场经济不断完善,城市化建设的脚步也在逐步的加快,社会各界对于建筑物的经济性能有了越来越高的重视。正因为如此,相关工作人员应该对其进行深入的分析和研究,做到以最小的成本建造出性价比最高的建筑物,从根本上保证和提高我国建筑行业整体的能力和水平。不仅如此,还应该注重建筑物安全性的保证,从而需要相关工作人员能够对建筑结构设计进行优化,采取科学合理有效的方式保证和提高建筑结构设计工作的质量,为后续的施工奠定坚实的基础,提供有力的依据。就建筑结构优化设计而言,并能仅是减少相关材料的使用量,更重要的是对各个构建刚度之间的比例关系进行适当的调节,实现建筑整体结构的最优化。

1.建筑结构设计优化方法的价值分析

从实际的角度来讲,保证建筑结构设计优化工作的效果和质量,才能够为后续的工作奠定坚实的基础,从根本上保证建筑的安全性于稳定性。由此可知,建筑结构优化设计工作对于建筑行业的发展具有着极为深远的意义。建筑结构的优化设计需要建立保证建筑质量的基础之上,只有建筑的质量和安全有所保证,才能够对建筑结构进行优化设计,进而可以实现建筑行业整体的可持续发展。

对建筑结构进行优化设计,可以在很大程度上提高机械性能,并且能够使建筑材料的应用更加合理,对建筑材料及相关资源的浪费进行有效奠定控制,如此可以实现降低施工成本,进一步的提高房屋建筑的实用性。从具体的角度来讲,房屋建筑结构的优化设计不仅仅指的是对外部结构的优化,同时也需要对建筑内部结构的优化设计有一个高度的重视,从整体上保证和提高房屋建筑设计的科学性于合理性,提高我国建筑行业整体的设计质量,进而能够更加游刃有余的满足人们对于舒适度的要求。

2.结构设计优化的意义

对建筑结构进行优化设计,可以使建筑工程的成本投入得到有效的控制。从目前的情况来看,伴随着我国城市化建设脚步的逐渐加快,使得建筑行业得到了良好的发展契机,建筑工程的数量和规模与日俱增。就高层建筑而言,主要的特点在于建筑面积大,但是占地面积小,施工成本可以得到有效的降低于控制。但是随着建筑高度的不断增长,使得各个楼层之间的协同出现了很大的问题,对建筑工程整体的安全性和稳定性产生了很大的影响。正因为如此,在进行建筑结构优化设计的过程当中,不能光注重建筑的高度,同时也需要将建筑工程整体的环境和成本范围进行综合的考虑。就建筑企业而言,建筑层数的增加会对框架自身所受到的承载力造成直接的影响。具体来讲,如果墙体的面积增加,会使建筑梁柱的体积也随之增加,高度也会随之增长,与之相对应的建筑内部各类管线的配置也会发生相应的变化。除此之外,由于建筑楼层的不断增加,建筑的高度越来越大,从而使得建筑维护结构在设计之时需要做出相应的改变。通常情况下,在圆形或者是方形建筑当中可以得到极为广泛的应用,具体的优势在于可以使建筑外墙的周长得到有效的减小和控制,进而能够使室内装修的面积有所减小,在很大程度上提高了建筑结构整体的承受能力,有效的保证了建筑工程的安全性和稳定性,并在此基础之上使建筑工程的整体性能得到提升。

3.建筑结构优化的主要步骤

3.1建筑结构的模型设立

在进行建筑结构优化设计工作的过程当中,对于结构参数的优化计算和结构模型的设计占有着很大的比重。建筑工程结构的优化设计主要是根据工程的实际情况,提高参数选择的科学性与合理性。在一般情况下,对建筑结构模型进行设置的过程当中,通常需要从下面的两个角度进行深入的分析和考虑。

首先,在进行建筑结构设计工作当中,为了能够保证变量参数的科学性与合理性,应该严格按照计算编制的流程进行模型的设置,从而能够最大程度的保证建筑工程设计当中对于希昂古施工参数的合理性。

另一个方面,在进行模型建立的过程当中,首先应该模型目标函数的确定,并对结构设计当中的希昂古数据参数进行选取和分析,保证所有函数条件都能够完全符合工程的实际需求,确定约束性条件,其中主要包括:强度、尺寸以及弹塑性等诸多方面,从而更加充分的满足房屋建筑工程的实际要求。不仅如此,在进行建筑工程结构实际建模的构建当中,相关工作人员应该加强对施工影响因素的重视程度,对其进行相应的计算,保证模型与工程的实际情况保持高度的一致性。

3.2方案设计,程序设计和结果分析

在建筑结构设计工作的过程当中,首先应该将可靠性作为基础,体现非线性和多条件的特征,在对结构计算进行优化的过程当中,通常需要对约束性优化进行合理的转换,提高优化函数计算的优化程度。从目前的情况来看,在结构设计优化过程当中,常见的计算方式包括:复合形法和拉氏乘子法,同时需要对计算机技术手段进行充分的应用。

在对计算方式进行选取的过程当中,相关工作人员应该在模型优化的基础知识,实现对建筑结构设计的优化,建筑结构设计工作人员应该根据实际需求有针对性的编制方案,并且实现方案的最优化。

4.设计优化方法在房屋建筑结构中的具体运用

首先在空间整体布局的优化方面,空间结构的布局相对复杂,需要对朝向、布局等方面进行全面仔细的考虑,设计人员在工作方面应该具有一定的前瞻性,从整体的角度入手,并且逐渐转向细节。

从实际的角度来讲,房屋建筑的刚度和稳定性在很大程度上取决于建筑结构设计优化方法的科学性与合理性。在进行结构设计方案优化的当中,应该尽量选择含钢量较强的材料,从而能够保证建筑工程的施工质量。

就房屋建筑结构设计而言,工作内容比较复杂,其中包含了诸多的参数,相关工作人员应该对此有一个高度的重视,如果其中一个参数出现误差,势必会对整个建筑工程结构的安全性和稳定性造成直接的影响。正因为如此,相关工作人员可以利用计算机来对数据的合理性与准确性做出判断,从根本上保证建筑结构的科学性与合理性。

结束语:前文针对建筑结构设计中设计优化方法的应用进行了简要的分析和描述。从总体的角度来讲,我国建筑行业正在飞速发展,从而对房屋设计提出了越来越高的要求,为了能够最大程度的保证建筑工程的施工质量,相关工作人员应该对建筑结构设计优化方法进行充分的利用,从根本上提高建筑工程结构的安全性和稳定性。

参考文献:

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