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試析結構設計優(yōu)化技術(shù)在房屋結構設計中的應用
結構設計優(yōu)化方法和技術(shù)的應用具體體現在房屋工程結構總體的優(yōu)化設計和房屋工程分部結構的優(yōu)化設計兩方面，下面是小編搜集整理的一篇探究結構設計優(yōu)化技術(shù)應用的論文范文，歡迎閱讀查看。
【摘 要】建筑結構的造價(jià)在建筑工程中占有較大的比例，結構設計優(yōu)化技術(shù)的應用可以產(chǎn)生可觀(guān)的經(jīng)濟效益。建筑設計部門(mén)和設計人員應嚴格遵守“經(jīng)濟、適用、合理”的設計原則，精心設計，應用現代化科技手段，選擇合理的建筑結構設計方案，實(shí)現降低建筑工程造價(jià)并取得最大經(jīng)濟效益的目的。
【關(guān)鍵詞】結構設計;建筑結構;優(yōu)化技術(shù)
一、結構設計優(yōu)化方法
賞心悅目的建筑是建筑的美觀(guān)與結構設計相互協(xié)調密切配合的結果。建筑結構設計追求適用、安全、經(jīng)濟、美觀(guān)和便于施工五種效果，而建筑設計優(yōu)化設計技術(shù)方法的應用不但滿(mǎn)足了建筑美觀(guān)、造型優(yōu)美的要求又能使房屋結構安全、經(jīng)濟、合理，成為實(shí)際意義上的"經(jīng)濟適用"房。從建筑上分析結構設計優(yōu)化方法，它主要體現在房屋工程分部結構的優(yōu)化設計和房屋工程結構總體的優(yōu)化設計量方面。
房屋工程分部結構優(yōu)化設計包括：基礎結構方案的優(yōu)化設計、屋蓋系統方案的優(yōu)化設計、圍護結構方案的優(yōu)化設計和結構細部設計的優(yōu)化設計。對以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設計還包括選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內容，在實(shí)施過(guò)程中，還應該按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則，結合具體工程的實(shí)際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟效益的目標進(jìn)行結構優(yōu)化設計。進(jìn)行結構設計時(shí)，應在滿(mǎn)足設計意圖后，盡量使平面布置規則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會(huì )使建筑物有太大的扭轉作用。豎直方向上應避開(kāi)使用轉換層，減少應力集中現象。
二、建筑結構設計優(yōu)化方法的應用及實(shí)踐價(jià)值
1、結構設計優(yōu)化方法的應用
結構設計優(yōu)化方法和技術(shù)的應用具體體現在房屋工程結構總體的優(yōu)化設計和房屋工程分部結構的優(yōu)化設計兩方面。其中房屋工程分部結構的優(yōu)化設計包括：基礎結構方案的優(yōu)化設計、屋蓋系統方案的優(yōu)化設計、圍護結構方案的優(yōu)化設計和結構細部設計的優(yōu)化設計。對以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設計還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內容，并應在滿(mǎn)足設計規范和使用要求的前提下，結合具體工程的實(shí)際情況，圍繞其綜合經(jīng)濟效益的目標進(jìn)行結構優(yōu)化設計。
2、結構設計優(yōu)化方法的實(shí)踐價(jià)值
筆者認為，在滿(mǎn)足建筑結構長(cháng)遠效益的前提下，應盡量減少建筑結構的近期投資并提高建筑結構的可靠度和合理性。與傳統設計相比，采用設計優(yōu)化技術(shù)可以使建筑工程造價(jià)降低5%～30%。優(yōu)化技術(shù)的實(shí)現，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協(xié)調，并具有建筑規范所規定的安全度。同時(shí)，它還可為建筑整體性方案設計進(jìn)行合理的決策，優(yōu)化技術(shù)是實(shí)現建筑設計的“適用、安全和經(jīng)濟”目標的有效途徑。
三、民用建筑結構設計與經(jīng)濟性的關(guān)系
1、結構設計與用地的關(guān)系
多層或高層住宅建筑中，總建筑面積是各層建筑面積的總和，層數越多，單位建筑面積所分攤的房屋占地面積就越少。但隨著(zhù)建筑層數的增加，房屋的總高度也增加，房屋之間的間距也必須增大。因此，用地的節約量并不隨建筑層數的增加而按同一比例遞增。
2、結構設計與造價(jià)的關(guān)系
建筑層數對單位建筑面積造價(jià)有直接影響，但影響程度對各分部結構卻是不同的。屋蓋部分，不管層數多少，都共用一個(gè)屋蓋，并不因層數增加而使屋蓋的投資增加。因此，屋蓋部分的單位面積造價(jià)隨層數增加而明顯下降�；A部分，各層共用基礎，隨著(zhù)層數增加，基礎結構的荷載加大，必須加大基礎的承載力，雖然基礎部分的單位面積造價(jià)隨層數增加而有所降低，但不如屋蓋那樣顯著(zhù)。承重結構，如墻、柱、梁等，隨層數增加而要增強承載能力和抗震能力，這些分部結構的單位建筑造價(jià)將有所提高。
3、高層住宅結構設計與經(jīng)濟性的關(guān)系
住宅的層高直接影響住宅的造價(jià)，因為層高增加，墻體面積和柱體積增加，并增加結構的自重，會(huì )增加基礎和柱的承載力，并使水衛和電氣的管線(xiàn)加長(cháng)。降低層高，可節省材料、節約能源，有利于抗震，節省造價(jià)。同時(shí)，除降低層高可以減少住宅建筑總高度，縮小建筑之間的日照距離，所以降低層高能也取得節約用地的效果。
在相同建筑面積時(shí)，住宅建筑平面形狀不同，住宅的外墻周長(cháng)系數也不相同。顯然平面形狀越接近方形或圓形，外墻周長(cháng)系數越小，外墻砌體、基礎、內外表面裝修等也隨之減少，并且受力性能好，造價(jià)會(huì )降低�？紤]到住宅的使用功能和方便性，通常單體住宅建筑的平面形狀多為矩形。
四、結構設計優(yōu)化技術(shù)在建筑結構設計中的應用
1、直覺(jué)優(yōu)化(概念設計優(yōu)化)技術(shù)與建筑結構設計
對于同一建筑方案，可以有許多不同的結構布置設計;確定了結構布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法;分析過(guò)程中設計參數、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問(wèn)題是計算機無(wú)法完全解決的，都需要設計人員自己作出判斷。而判斷只能在結構設計的一般規律指導下，根據工程實(shí)踐經(jīng)驗進(jìn)行，這便是前面所說(shuō)的概念設計。因此，概念設計存在于設計師對多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。
2、概念設計處理的實(shí)際建筑設計問(wèn)題
概念設計所要處理的問(wèn)題多種多樣。但可以肯定的是希望通過(guò)概念設計，建筑結構能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或將破壞程度降至最低。因此，分析如何應付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設計的重要內容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設計過(guò)程中就應該未雨綢繆，從計算及構造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應盡量避免。剛度均勻、對稱(chēng)是減小地震在結構中產(chǎn)生不利影響的重要手段。
五、結語(yǔ)
建筑是凝固的藝術(shù)，建筑師總是希望通過(guò)建筑物表達自己的設計意圖，力求藝術(shù)性和實(shí)用性的完美結合。結構師在保證安全性的前提下，當然應該敢于挑戰新的結構形式，使建筑師的意圖得以實(shí)現。在建筑結構設計的過(guò)程中，在基本滿(mǎn)足建筑師設計意圖的基礎上，平面布置應盡量規則，對稱(chēng)，盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異;使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉效應。豎向布置上，在滿(mǎn)足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構件上下貫通;能不使用轉換層的就應避免使用，以減小結構分析和設計上的困難，另外也不經(jīng)濟，還容易造成應力集中;豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會(huì )出現嚴重的應力集中現象，這對結構抵抗水平動(dòng)力荷載是十分不利的。
參考文獻
[1]張炳華.土建結構優(yōu)化設計[M].上海：同濟大學(xué)出版社，2008.
[2]汪樹(shù)玉.結構優(yōu)化設計的現狀與進(jìn)展[J].基建優(yōu)化，2007.
[3]王光遠.工程結構與系統抗震優(yōu)化設計的實(shí)用方法[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.
[4]蔣啟平.工程結構優(yōu)化設計的新方法[J].工業(yè)建筑，2008.
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