浅谈结构设计优化技术

　摘要：随着社会经济的飞速发展，人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高，

 相应

对建筑产品的品质要求也不断提高，同时国家大力提倡建筑节能，这就需要我们利用结构
设计优化技术方法，提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适
用性的良好目标。本文就结构优化设计方法应用及意义进行了简单的探讨，结合自身工作经
验提出相关问题及看法。

 

　　关键词：结构设计；优化技术；新型结构；形式应用

 

　　

 

　　

0 引言 

　　结构设计优化技术就是在原设计方案的基础上，结合新工艺和设备的使用，增加新材
料的投入，采用新型结构体系进行局部设计的改变，使技术更可行，更加满足建筑功能要
求，同时节约材料，

 降低造价。从建筑上分析结构设计优化方法， 它主要体现在房屋工程

分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计量方面。房屋工程分部结构优化设计包
括：基础结构方案的优化设计、

 屋盖系统方案的优化设计、 围护结构方案的优化设计和结构

细部设计的优化设计。

 对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等

内容，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，

 结合具体工程的实际情况， 围

绕房屋建筑的综合经济效益目标进行结构优化设计。

 

　　一、结构设计优化方法

 

　　进行结构设计时，

 不同方案的选择及不同的建筑材料的选用对工程整体会有较大影响，

 应在满足设计意图后，尽量使平面布置规则，缩小刚度和质量中心的差异，这样水平荷载
就不会使建筑物有太大的扭转作用。竖直方向上应避开使用转换层，减少应力集中现象。

 

　　（

1）结构优化设计模型 

　　结构优化设计模型就是在各种影响变量中选择主要参数，并建立函数模型，运用科学
合理的方法得出最优解。

 结构总体的优化建立模型的大致步骤如下： 一是设计变量的合理

选择。通常的设计变量选择对设计要求影响较大的参数，将所涉及的参数按照各自的重要性
区分，将对变化影响不大的参数定为预定参数，通过这种方法可减少很多计算编程的工作
量。二、目标函数的确定。使用函数找出满足既定条件的最优解。最后，约束条件的确定。房屋
结构可靠度优化设计的约束条件，包括了应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、
从正常时的极限状态下弹性约束到终极状态的弹塑性约束、

 从可靠指标约束到确定性约束

条件等。设计中，要保证各约束条件必须符合现行规范的要求。

 

　　（

2）结构优化计算方案 

　　结构优化设计多个变量、多个约束条件，属于一个非线性的优化问题，设定计算方案时，
 常将有约束条件转变为无约束条件来计算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell 等。
完成计算方案的设定后只需编制相应适用的运算程序即可得到我们的最终优化结果

 

　　（

3）推广设计标准规范和标准设计 

　　工程设计标准规范的形成，来源于大量成熟的、行之有效的实践经验和科技成果，是科
技转化为生产力的必要途径。

 优秀的工程设计标准和规范， 不仅优化了设计， 减少设计的

盲目性，还将大大提高设计速度，

 有效降低项目的全寿命费用。 在标准规范中可以对一些

重要的部位采取设计经济指标限额制度，对一些设计部位使用

“宜”或“不宜”等引导性语言