建筑结构设计优化设计新方法探析

建筑结构设计优化设计新方法探析【摘要】：随着我国人民经济水平的不断提高，对住房质量要求不断增加，人们开始重视房屋建筑的美观性、经济性、实用性。所以，在建筑结构设计的过程中，可以采用结构优化的方式，不断提升工程施工的便利性，同时采用结构优化设计的方式，增加建筑工程的稳定性与经济性。文章围绕建筑结构设计优化方法展开论述，期望对于建筑结构设计领域的改进和完善具有一定的参考价值。【关键词】:建筑结构；；优化设计；；新方法1建筑结构设设计优化的必必要性在房屋结构设计计过程中，使使用合理的优优化设计方案案，不仅能够够提升建筑物物的使用价值值，还可以同同时实现建筑筑物的经济价价值和环保价价值。在优化化设计方案中中，节省建筑筑单位的资金金投入，降低低建设成本。建建筑优化设计计与传统的建建筑设计相比比，能够为企企业带来更好好的经济效益益、为用户提提供更好的使使用体验。通通过优化配置置建筑施工过过程中的各种种资源，如建建筑材料、结结构布局，实实现结构布局局的有效结合合，共同发挥挥更优作用，建建筑物的面积积随着建筑物物层数的增加加而增加，而而要想保证建建筑物的良好好设计效果、稳稳定性和可靠靠性，建筑物物的单位面积积造价也会随随之升高。通通过建筑结构构优化设计，便便可以在这些些因素之间找找到协调点，实实现最佳的方方案设计。2建筑结构设设计优化方法法需遵循的原原则2.1舒适性性原则建筑房屋本来就就是人们的生生活和居住的的重要场所，其其最终的目的的就是满足用用户的各种需需要。因此在在房屋结构设设计中应用建建筑结构优化化方法，应遵遵循舒适性的的原则。将用用户的需求放放在房屋设计计的第一位，广广泛的收集和和总结各种用用户对房屋设设计的不同的的功能需求，尽尽可能提高房房屋建筑的服服务功能。比比如采用大开开间的剪力墙墙结构设置，以以方便用户日日后对房屋进进行分隔和改改造。2.2经济性性原则房屋结构设计要要根据建设场场地和用户的的需求，确定定房屋的层数数、房屋设计计的外观形状状以及内部结结构构造，并并在满足安全全性和舒适性性的前提下，采采用最佳的结结构体系设计计方案，严格格规范房屋设设计的相关标标准，最大程程度的降低材材料损失，提提高资源的利利用率，以实实现节约成本本的目的。2.3绿色环环保性原则现代社会追求经经济建设与环环境保护的和和谐统一，在在工程建设中中引入了绿色色建筑理念，并并以绿色环保保性原则作为为各个行业生生产发展的重重要约束和规规范条件。因因此，在房屋屋结构设计中中应用建筑结结构设计优化化方法，应始始终遵循绿色色环保的原则则，选择环保保型设计和建建设材料，将将保护环境纳纳入房屋结构构设计方案中中，提高设计计人员的环保保意识，突出出环保设计的的重点，最终终实现房屋结结构设计的绿绿色环保目标标，以促进房房屋结构设计计的可持续发发展。3建筑结构设设计优化方法法的应用3.1截面优优化方法建筑物结构的细细节是最能体体现其整体可可靠性和安全全性能的部分分，在处理建建筑物截面时时，设计人员员必须考虑到到截面结构的的安全性和可可靠性，对建建筑物的截面面进行科学计计算，提升其其稳定性和美美观度。对于于建筑物截面面的优化设计计，设计人员员可以利用有有限元方法来来计算设计变变量的应力特特点和结构位位移情况，并并通过信息化化的设备验算算和统计所获获得的设计数数据，再依据据所得的结果果判断需要调调整的范围，并并对该范围内内的区域进行行优化设计。3.2建筑物物下部地基基基础结构的优优化设计在对建筑物的下下部地基基础础结构进行优优化设计时，设设计人员必须须选择最为合合适的方案。例例如，以实际际施工情况为为基础选择对对应的桩基类类型，尽量降降低工程造价价，再根据桩桩端持力层的的厚度对灌注注桩的长度进进行科学选择择，并对集中中优化设计方方案进行对比比，进一步筛筛选出最优的的设计方案。例例如，某建筑筑物结构的原原设计使用的的是桩筏基础础，相对该结结构设计进行行优化，将桩桩筏基础改为为桩基础，设设置两桩承台台、三桩承台台、四桩承台台和梁式承台台。在这部分分优化中，考考虑的是基础础传力的传递递路径最短则则越省材料，但但是前提保证证是总沉降值值和不均匀沉沉降值。桩筏筏基础较桩基基础而言增加加了一块整体体的筏板，将将整体受力转转变为局部受受力，增加了了传递的途径径，但是也增增加了材料的的使用，虽然然浪费了材料料，但对控制制不均匀沉降降具有一定作作用。根据实实际情况而言言，若要同时时满足总沉降降、不均匀沉沉降以及地基基承载力的要要求，使用天天然基础的经经济型要比桩桩基础更高，而而且施工更为为简便，所需需时间也相对对较少，费用用也较为便宜宜，不失为一一个较好的选选择。3.3结构拓拓扑优化结构拓扑优化的的变量为杆系系结构的节点点布局、节点点之间的杆件件连接关系，以以及连续体开开孔数量和位位置。结构拓拓扑选型直接接关系到结构构的设计性能能。尤其是在在复杂结构的的选型中，结结构拓扑优化化从定义上来来说就比形状状和尺寸优化化更有价值。结结构拓扑优化化是一种概念念设计。其宗宗旨是将以前前寻求结构的的最优拓扑问问题的思想更更改过来，变变成在给定的的设计领域内内寻求材料的的最优分布问问题。结构拓拓扑优化包括括离散拓扑优优化和连续体体结构的拓扑扑优化。离散散结构拓扑优优化是在设计计空间内建立立一个由有限限个梁单元组组成的基结构构，连续体拓拓扑优化是把把优化空间的的材料离散成成有限个单元元（壳单元或或者体单元），然然后根据算法法确定设计空空间内单元的的去留，保留留下来的单元元即构成最终终的拓扑方案案，从而实现现拓扑优化。3.4剪力墙墙结构的优化化设计剪力墙结构在设设计方案布置置的过程中，要要使剪力墙结结构重心和建建筑平面的形形心相互重合合，来避免建建筑结构的刚刚度在平面上上面分布不均均。剪力墙的的墙体要与建建筑的隔墙相相互重合，在在剪力墙保证证结构安全稳稳定性的前提提下，增大建建筑空间利用用率，提高建建筑工程使用用的舒适度。还还要尽量使剪剪力墙墙体的的长度符合要要求，进而保保证剪力墙墙墙体安全稳定定，要尽量减减少剪力墙墙墙肢数量，降降低建筑工程程施工建设的的难度，还要要尽量节约施施工材料的使使用。剪力墙墙结构一般是是从上到下进进行连续设置置，剪力墙不不能出现重叠叠、悬空、错错位等问题。剪剪力墙结构上上部构造的配配筋墙体要考考虑到尽量缩缩减墙体厚度度，进而降低低剪力墙配筋筋率，使得剪剪力墙结构更更加经济适用用。3.5框架结结构的优化设设计框架结构在设计计结构方案的的过程中要结结合结构计算算，来保证柱柱网与柱距的的合理性，进进而保证框架架结构的安全全性与经济性性。在框架结结构整体的平平面布局上面面要降低建筑筑工程中部的的刚度，使建建筑工程两侧侧的刚度大大大增强，进而而避免扭转太太大，整个建建筑工程的抗抗震性得以增增强。框架结结构的柱与的的截面一定要要适当，不然然的话容易浪浪费材料，截截面过大的话话不仅仅影响响到美观，也也会影响到空空间使用。梁梁与柱的中线线要尽量重合合，如果梁柱柱中线的距离离过大，可以以考虑梁加腋腋。楼梯间的的四角要设置置框柱，进而而增强框架结结构抗倒塌的的能力。4结语综上所述，随着着我国经济水水平的不断提提高，建筑结结构的优化设设计日益重要要。建筑结构构的优化设计计方法是一种种基于安全考考虑为前提的的实用方法。在在对经济性和和美观的共同同方向中把握握契机，从而而实现高质量量且具有艺术术性的房屋建建筑，并且降降低了建造成成本。因此，当当前的建筑结结构优化设计计需要不断在在优化方式上上加