建筑结构设计优化设计新方法探析
作者：管理员 分类：最新论文发表 时间：2015-11-05 11:12:01

本文着手于建筑结构设计优化与创新的重要意义，结合建筑结构设计优化与创新的具体步骤进行分析，总结出建筑结构设计优化与创新的具体措施，为我国今后的房屋建筑结构创新性设计提供合理性参考。

【关键词】建筑结构；优化设计；设计方法探究

0.引言

随着我国房屋建筑结构的不断创新与优化，建筑结构设计师们在进行创作的过程中已经不仅仅局限于房屋建筑的使用特征，为了使建筑结构设计能够更加显著的凸显出安全、适用、经济、美观的特性，建筑结构设计人员在实践工作中对固有的建筑结构设计方式进行了不断地完善与创新，在充分利用现有资源的情况下，使建筑结构设计更加符合住户与设计者的整体要求。本文主要对我国现阶段建筑结构设计的优化与创新情况进行探究，为我国房屋建筑结构设计的优化工作提供合理性参考。

1.建筑结构设计优化与创新的重要意义

房屋建筑结构设计工作是设计师在建筑施工布局前所开展的理想化方案探究工作，通过房屋建筑结构设计工作，建筑施工人员能够准确的发现房屋建筑施工方案中存在的不足，通过对建筑结构问题情况进行修正与改善，进一步的提高房屋建筑的使用性能和美观性，使房屋建筑的施工建设的过程中具备更加完善的整体功能。

房屋建筑结构设计的优化与创新，是设计人员对固有建筑结构设计方式进行优化与提升的过程中，创新性的建筑结构设计能够更加显著的降低房屋工程成本的投入，在房屋建筑的施工过程中还能对区域环境进行保护，避免大肆动工损害建筑周围的自然环境，以此提高房屋建筑的美学价值与使用价值。设计人员在房屋建筑结构设计的工作中进行优化与创新，还能有效提高建筑施工过程中材料资源的利用效率，使各个建筑结构所使用的材料资源能够充分发挥作用，以此减少房屋建筑的工程造价。其次，建筑结构设计的优化与创新，还能进一步提高建筑物的安全性与质量，在此基础上不断提升房屋建筑的环保特性与美观性。

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

设计人员在对房屋建筑结构进行优化设计的过程中，首先应当确定建筑结构的目标函数，采取相应方法对房屋建筑所能达到的安全标准以及面积参数进行确定，在明确这些内容条件内，再根据房屋建筑的工程材料情况进行相应的计算，准确计算房屋建筑结构优化设计的工程造价。设计人员需要对计算出的几种工程造价方式进行选择与判断，尽量选择工程造价最低的方案来执行，将这条施工方案作为工程建设施工的主要方案，以此实现控制房屋建筑结构工程总造价的目的。

2.2房屋结构设计的变量选择

设计人员在进行目标函数的正确选择后，还应该进行房屋建筑结构的变量选择。变量选择具体是指设计人员对可能会影响房屋建筑结构设计的因素进行分析与研究，选择其中影响程度最大的一个变量因素进行计算与控制，以此达到变量选择的实际效用。对于房屋建筑结构的设计工作而言，变量因素能够正确的进行选择，将直接影响到房屋建筑结构设计的相关内容。

2.3房屋结构设计的约束条件选择

    房屋建筑结构的约束条件选择，是设计人员在实践工作中必须完成的工作内容，通过在建筑结构可靠度的优化与创新过程中，对房屋建筑结构当中定量与约束条件内容进行准确判定，让约束条件都处于房屋建筑结构的工程标准以内，以此实现最优化的房屋建筑结构设计。例如，设计人员在对应力、尺寸大小以及结构强度等因素的约束条件进行判定的过程中，应根据房屋建筑结构的实际情况进行选择，以此提高结构设计工作的规范性与科学性，为之后的工程施工建设奠定良好的条件。

3.建筑结构设计优化与创新的具体措施

3.1采用拓扑优化的措施

通过对我国房屋建筑结构设计中存在的问题情况进行探究，现阶段我国的建筑结构设计急需进行相应的优化与创新，设计人员在实践工作中应采用拓扑优化的实践措施，利用建筑结构的刚度条件与理想化分布情况，有效提升房屋建筑结构的整体质量。

    设计人员在对房屋建筑进行优化设计时，应准确寻找到建筑结构的理想化分布方式，通过对建筑结构的刚度与其他属性情况进行探究，采用拓扑优化的设计优化措施，有效减小房屋建筑结构的重量，使房屋建筑结构设计的性能显著提升。设计人员在实践工作中应充分认识到拓扑优化方法的应用优势，利用拓扑优化的方法使建筑结构的设计转变为概念性的结构设计方法，有效提高房屋建筑结构设计的逻辑性，使设计人员在探究建筑结构最优化分布形式的过程中能够更好地挖掘建筑结构的经济效益，为住户带来更加优质化的感官体验。

3.2采用外形优化的措施

通过对我国房屋建筑结构设计中存在的问题情况进行探究，现阶段我国的建筑结构设计急需进行相应的优化与创新，设计人员在实践工作中应采用外形优化的措施，在固有的截面优化方法的基础上，对建筑物结构框架与内部形状等情况进行相应的调整与完善，进一步提高建筑结构设计的质量。

房屋建筑结构设计人员在实践工作中，首先应对房屋建筑的整体情况进行了解与掌握，对房屋建筑的结构框架与外部形状特征进行了解，根据我国现阶段的建筑结构设计标准，对初始设计方案进行适当的修改。采用外形优化的设计方式，应该以房屋建筑的设计标准来划分建筑结构的外形特征，在设计过程中主要采用杆系结构以及连续性结构。其中，杆系结构的外形设计，应注重选取建筑结构的节点坐标，将节点坐标作为设计变量，以此满足外形优化设计的相关要求。连续性结构的优化设计主要包括数值优化与解析优化两种方法。设计人员应根据房屋建筑的外部特征以及住户的要求正确选择设计方法。

3.3采用截面优化的措施

    房屋结构的细节是体现房屋建筑整体可靠性与安全性的重要内容，设计人员在处理房屋建筑截面的过程中，应具体考虑到截面结构的可靠性与安全性内容，对截面部位进行科学运算，以此提高截面结构的美观性与稳定性，使建筑的整体结构设计充分美学的气息。设计人员应通过有限元计算设计变量的应力特点与结构位移，借助信息化设备对设计数据进行验算与统计，根据所得出的数据资料准确判定出截面结构的调整区域，以此为依据，对该区域内的建筑截面进行优化设计处理。在建筑设计的截面优化过程中，设计人员应严格按照计算数据进行操作，提高运算的准确性，以此确保建筑物截面的稳固性，提高建筑的使用寿命。

4.结语

综上所述，建筑结构设计的优化与创新对于我国建筑工程施工具有不可忽视的重要意义，能够显著提升建筑方案的安全性与合理性，通过优化建筑结构设计，使房屋建筑在施工建设后具备更加完善的综合性能，并且极大的提升建筑物的美观程度，以此满足住户的实际需要。

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