建筑结构设计优化设计新方法探析

2022-09-11

1、建筑结构设计优化方法的特点和定义

阐明建筑结构设计优化方法, 是其建筑房屋结构设计的基础。建筑结构设计优化方法, 就是在保障施工安全及实用性的基础之上, 进行包括设审美学、艺术学、和设计学的重要学术的综合方式, 应用于对建筑结构的合理规划和审美展现。而其设计范围包括房屋建设的功能和目的, 在其基础上进行设计时, 也要同时考虑房屋建设的综合因素, 包括美观性、安全性、方便性、实用性、经济性等特点。建筑结构设计优化方法具有较为明确的特点, 一方面在艺术审美角度上设计理念包含了, 设计学、审美学、艺术学等多门学科的优化方向。而且在优化方法中具有很强的美观性。另一方面根据房屋特点进行设计优化, 体现出现代建筑的实用性, 在居住环境上给使用者带来舒适服务。而且具备相对的环保理念, 将其优越的低碳环保设计方向优化的整体建筑之中。不仅是对生态环境的保护, 也是对城市建设的改善。而其中优化方法注重安全方向上的设计, 从而在住宅七十年产权内, 将结构设计为使用者能够长期居住的安全建筑。在其经济性的优化方向上, 保障房屋质量的同时, 最终降低成本的优化方式, 为建筑企业带来经济效益。最后由其科学性的设计优化方法, 带来创新型的建筑理念, 从而在保障各方面建筑安全性能的同时, 设计师为建筑结构注入现代的设计元素, 从而丰富建筑本身对现代社会的创新价值。

2、建筑结构优化设计的具体步骤

2.1、房屋结构设计的目标函数选择

在具体进行房屋结构设计的时候, 相应的设计人员首先需要做的就是要将建筑结构的目标函数确定出来, 利用具体的方法来进行促使房屋建筑达到相应的标准和面积参数来进行相应的确定, 其次就是要依旧房屋工程施工材料的具体情况来进行分析, 精准的将房屋结构优化设计的工程造价计算出来。参与到其中的设计人员要针对计算出来的几类工程造价的方式来进行判别, 优先选用工程造价最低的设计方案, 最终保障在最大限度之上来实现房屋建筑结构工程总造价的目标。

2.2、房屋结构设计的变量选择

设计人员在选择最为适宜的目标函数之后, 还可以选择房屋建筑结构的变量。在选择变量的时候, 实质上指的就是设计人员针对其中任何会影响到房屋建筑结构设计的因素来进行将具体的分析和研究, 针对其中影响率最大的一个因素来进行细致的分析与计算, 最终有效的保障变量选择实际作用的真正发挥。在房屋建筑结构设计的工作之中, 精确的选择其中的各项变量因素, 会直接性的关系到房屋建筑结构设计工作。

2.3、房屋结构设计的约束条件选择

利用在建筑结构可靠度来进行优化和创新, 针对房屋建筑结构之中的定量和各项约束条件来进行精准的判断, 将各项约束条件都要限制在房屋建筑结构工程的标准之内, 最终来达到房屋建筑结构设计的最优化。比如:设计人员在针对结构强度、具体的尺寸以及应力等因素的约束条件来进行判断, 要依据房屋建筑结构的具体情况来进行分析, 从而加大结构设计工作的规范合理性, 进而为之后的工程建设施工提供一个坚实的依据。

3、建筑结构设计优化设计新方法

3.1、拓扑优化方法

拓扑优化方法, 主要就是在具体进行房屋建筑物设计优化的时候, 将其中最为精准的建筑结构形式找出来, 并且有效的分析建筑物结构的刚度, 利用拓扑优化的方式来达到降低建筑物结构自身重量的目标, 最终就可以从根本之上加大建筑物自身的性能。在利用拓扑优化方式的过程之中, 相应的设计人员可以充分的意识到拓扑优化方法的优势, 利用拓扑优化的方式来将建筑物结构设计转化成为概念性的结构设计方式, 从根本之上来有效的加大建筑物结构设计的逻辑性。

3.2、截面优化方法

建筑结构的细节部分主要表现在安全性与可靠性之上, 在针对建筑物截面处理的过程之中, 设计人员务必要充分的考虑到截面结构的安全可靠性, 要进行科学、合理化的计算, 来有效的加大自身的稳定性与整体的美观度。针对建筑物截面的优化设计, 设计人员利用有限元分析方式来将设计变量的应力特征与结构位移的情况来计算处理, 并利用各类信息化的设备验算的方式以及统计获取的数据, 再跟进得出结构技术的将需要调整的范围判别处理, 最终进行相应的优化设计。

3.3、外形优化方法

第一, 设计人员需要充分的了解并及时的掌握建筑的实际情况, 根据国家目前建筑物结构设计规范来整改。利用外形优化方法来及时的区分建筑物结构的外形特点, 在具体进行工作的过程之中, 主要是利用连续性结构于杆系结构。第二则是在利用设计干洗结构外形的时候, 建筑结构的各项节点坐标的选取十分的关键, 并针对选取出来的各个节点坐标来作为设计的变量, 进而在最大限度之上来充分的达到各项建筑物外形优化设计的真实需求。

3.4、概念设计与细部结构设计优化相结合

在确实细致数据的情形下, 那么就可以利用概念设计的方式来优化设计的最终目的。比如在设计建筑抗震的过程中, 由于地震的轻度隶属不确定性因素, 因而也就无法找到和其对应的计算方式, 所以就可以利用概念设计的方式, 利用数值来作为辅助性的数据。且在设计的过程之中, 充分的融合结构设计优化的方式了, 进而促使优化设计可以充分的满足各项需求。

摘要：现如今, 在进行建筑结构优化设计的过程之中, 科学、合理化的优选相应的结构设计方案, 其不仅仅可以达到技术之上的各项需求, 还可以在很大程度之上降低成本资金, 但是其是一项相对繁杂、综合性强、系统性高的工作, 想要进行相应的设计优化工作, 务必要强化研究的深度与力度, 逐步的强化建筑优化设计的步伐, 利用设计优化的方式来在建筑土地价飞涨的形势下, 科学、合理化的控制工程造价, 达到社会经济效益和建筑物质量之间的协调, 利用这部分细节部分来进行优化, 给予用户最为舒适的居住环境。鉴于此, 本文主要分析建筑结构设计优化设计新方法。

关键词：建筑结构,结构设计,优化设计