房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用分析

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1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用分析廣東省河源市龍川縣建筑設(shè)計(jì)室517300摘要：當(dāng)前，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平快速提高,其對于房屋建筑的安全、功能及耐久性要求越來越高。因此，在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)重視其優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。首先論述了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用,其后就房屋建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用做了具體分析。關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)；作用0前言社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)條件下，如何實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展成為人們最為關(guān)注的話題。這就要求相關(guān)工作人員要做好房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，而這當(dāng)中最為重要的就是確保其安全性、功能性以及耐久性。此外，它還要有絕對的

2、經(jīng)濟(jì)性以及美觀性，只有這樣，才能保證房屋設(shè)計(jì)的合理性，最大限度降低施工的成木，確保工程的利展開。為此，相關(guān)單位在施工之前，必須明確房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)，要采取切實(shí)可行的措施,將這些技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際工作中去,科學(xué)的選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為廣大人民群眾提供一個(gè)良好、美觀、實(shí)用的生活居住環(huán)境。1房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容在對房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候首先需要了解優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，一般來說，優(yōu)化內(nèi)容主要鉍括主體結(jié)構(gòu)及子結(jié)構(gòu)。首先分析主結(jié)構(gòu)，主結(jié)構(gòu)就如同人的神經(jīng)中樞，如果主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題，整個(gè)建筑物都將危機(jī)重重，對主結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及改進(jìn)；其次是子結(jié)構(gòu)，子結(jié)構(gòu)又包

3、括屋蓋結(jié)構(gòu)及下部的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分，將子結(jié)構(gòu)比喻成人體神經(jīng)中樞中的神經(jīng)末梢實(shí)不為過，因?yàn)槿绻咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，將影響主結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性，設(shè)計(jì)師需要對子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，讓它們與主結(jié)構(gòu)更匹配，更美觀。2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用2.1提升建筑的安全性在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，最重要的原則即為保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性能以及安全性能。因此，為了奮效地提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須對原有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，對于方案中存在的不足以及缺陷要及時(shí)進(jìn)行修整，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)受力不合理等問題。2.2減低工程造價(jià)在保證建筑的整體質(zhì)量的同吋，還應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的施工成本，實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量成本的最優(yōu)化，保證施工

4、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，根據(jù)我國的一些數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化后的建筑設(shè)計(jì)方案能夠降低10%—30%的成本，在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，不僅提高了其結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，還能夠充分發(fā)揮建筑原材料的性能，降低了建筑的施工成本。3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟3.1建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模型在我們對房屋結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)候，可以分成三步進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。下面將對每一步驟進(jìn)行詳細(xì)的介紹：3.1.1要對設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理的選擇通常在對設(shè)計(jì)變量進(jìn)行選擇時(shí)，我們把對建筑結(jié)構(gòu)影響的主要參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量。如0標(biāo)控制的相關(guān)參數(shù)（損失的期望C2和結(jié)構(gòu)的造價(jià)C1）和約束控制相關(guān)參數(shù)（

5、結(jié)構(gòu)的可靠度PS）等；然而還有一些影響不是太大，其變化范圍也不是很大或者由局部性以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求就能夠滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求的一些參數(shù)，我們可以用預(yù)定參數(shù)來表示，這樣能夠使得我們的設(shè)計(jì)量、計(jì)算量以及編制程序的工作量均大大減小。3.1.2對0標(biāo)函數(shù)進(jìn)行確定在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的吋候，我們還必須尋找一組能夠滿足相關(guān)的預(yù)定條件的截面相應(yīng)的幾何尺鋼筋的截面積以及相應(yīng)的失效的概率的函數(shù)，使得工程造價(jià)最少。3.1.3對約束條件進(jìn)行確定對于房屋的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化來說，必須確保結(jié)構(gòu)的可靠度，來對優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的確定，設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件主要包括裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸

6、約束、構(gòu)件單元約束、應(yīng)力約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件以及從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束等約束條件。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們必須對0標(biāo)約束條件與實(shí)際的約束條件進(jìn)行相應(yīng)的比較與分析，再確保每個(gè)約束條件都必須滿足相關(guān)要求，以實(shí)現(xiàn)最佳的設(shè)計(jì)。3.2對優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方案進(jìn)行設(shè)定根據(jù)可靠度進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具冇多約束￡L非線性的優(yōu)化問題以及復(fù)雜的多變量，在進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算中，一般把有約束的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換成無約束優(yōu)化問題的求解。常用的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法有拉氏乘子法、復(fù)合形法、Powell法等。3.3進(jìn)行程序的相關(guān)設(shè)計(jì)根據(jù)可靠度

7、進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本模型以及所使用的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法，可以編寫一個(gè)具有運(yùn)算速度快以及功能齊全的綜合應(yīng)用程序。3.4結(jié)果分析我們必須對相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行必要的分析比較，然后選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。在這個(gè)過程中，我們考慮問題必須全面，并且要對問題進(jìn)行多角度的考慮。這一步驟在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中尤蘇重要，合理的選擇設(shè)計(jì)方案，不僅能夠確保結(jié)構(gòu)的美觀、安全性、合理性以及實(shí)用性，還能夠?qū)κ┕ぶ械馁Y金的投入有著重大的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中只強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)上的節(jié)約，而忽略技術(shù)上的相關(guān)要求，是不正確的；同樣只考慮技術(shù)上的要求，而不考慮經(jīng)濟(jì)的要求，也是不合理的。我們必