结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用

GXF360 2017-06-21

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结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用

□ 柳州市市政设计科学研究院王俊

摘要：随着社会的快速发展，大型建筑工程项目越来越多。对房屋建筑结构来讲，结构设计工作在整个房屋结构中占据重要的位置，强化结构设计优化技术可以快速的提高整体质量，降低工程造价，促进建设工程项目的顺利完成。本文重点就结构设计优化技术展开分析，并就其在房屋结构设计中的应用进行了具体的阐述。

关键词：优化技术；结构设计；房屋建筑

1、结构设计概述

针对不同类型的建筑，选择的建筑结构也是存在具体差异的。比如，工民建建筑工程项目中，具有的建筑类型就包括单层建筑、多层建筑、高层建筑等等，在建筑结构中根据结构材料特征又可以分为钢结构、混凝土结构、木质结构建筑等。从建筑结构受力方面来分析，具有的建筑结构又可以分为剪力墙结构、框架结构以及框架剪力墙结构等等。在设计建筑结构的具体过程中，应该有效的将建筑用途、建筑特征以及建筑功能性有效的结合在一起，确保建筑物功能能够被充分的发挥出来。进行建筑结构设计，还要求按照一定的原则进行设计工作。在进行建筑结构设计过程中，还要将建筑结构的美观影响因素、建筑结构的环境影响因素、建筑结构的影响因素等考虑进来，保证建筑结构设计的科学性和合理性。对于房屋建筑结构来讲，具体的设计流程要包括以下几点：首先，设计方案的分析。站在宏观角度来看，要能够整体分析建筑物所应该满足的各项功能，保证能够获得整体性的预案；其次，结构分析。站在结构分析的角度来看，要对整体建筑结构的抗震性、稳定性有明确的了解；接着，结构计算。通过进行综合性的计算，找出最合适的建筑结构；最后，绘制图纸。通过绘制出施工设计图纸，能够依照图纸准确的进行工程施工。

2、结构设计优化流程分析

步骤一：结构优化模型的构建。在进行结构优化模型的构建过程中，要能够找出最合适的设计变量。对于设计变量来看，主要包含的内容是约束控制参数、目标控制参数，同时做好预定参数的选取。确定好参数以后，进行目标函数的选定，确保能够实现成本控制。步骤二：设计相关的计算方案。在结构设计优化的过程中，会包含许多类型的变量以及非先行数据。根据相关计算，把约束优化问题变成无约束问题。步骤三：程序设计。将结构设计优化模型同计算结果有效结合，编制好相关的程序，确保程序能够有效使用。步骤四：选定结果。通过进行综合的分析计算结果，选择最佳的设计方案。

3、结构设计优化在房屋结构设计中的应用

3.1 结构选型

在进行房屋结构的选型工作过程中，要能够充分的将业主需求考虑进去，确保选择的结构能够达到实际的功能需要。通过与客观环境、实际需求、建筑要求等进行充分的结合，确保选择的结构是最合适的。

3.2 运用计算机优化技术

房屋建筑结构设计优化中，离不开信息技术，通过利用信息技术能够保证结构设计优化的成效性。由于结构设计优化过程中，会受到各种变量条件的约束，无法利用单一性的方法优化房屋建筑结构。为了能够有效地应对各种复杂的房屋建筑结构，就需要利用计算机信息技术来实现优化功能。比如，面对存在的模型，通过使用GAMS软件能够进一步提升结构设计的优化效率。利用GAMS软件处理相关信息数据时，只需要一次的输入就能够很快地完成数据处理。

3.3 功能优化

对于建筑结构设计的整体优化工作，其功能优化是非常重要的优化内容。功能优化主要是指针对性的优化房屋建筑结构的部分重要控制点，确保结构设计优化工作的全面性。比如，房屋建筑结构各种结构形式都会具备相应的抗震效果，但是具体的抗震能力是存在差距的。所以，作为结构设计人员，要充分的把握房建结构的各种形式特点，要确保房建结构的抗震性能，保证整体成本能够得到控制。还有就是，应该保证房屋形体、结构体系、建筑刚度能够达到一个动态的平衡，能够针对性的优化结构中的薄弱环节、关键控制点，使房建结构得到优化。