建築結構優化設計

【關鍵詞】結構設計；優化；技術

中圖分類號：tb482.2文獻標識碼： a 文章編號：

一．建築結構優化設計的原則

建築結構設計不僅僅包括建築的結構本身，而且包括建築的經濟效益、居住的舒適度及建築空間的使用率等等。所以建築結構設計需要嚴格按熙一定的基本原則。

(1)使不規則建築平面布置產生規則結構效應的原則。在建築結構優化設計的過程中，需要根據不同功能的需求，通過對調節牆柱的布局和牆肢長短，使建築結構達到經濟結構和安全使用的目標。

(2)提高建築居住舒適度的原則。建築居住的舒適度是建築結構優化設計的出發點和落腳點。為提高建築居住舒適度應該從建築結構、裝飾裝修、電氣安裝等各方面進行整體優化設計。

(3)保證建築結構整體安全度的原則。建築結構的安全性主要體現在建築的抗震設計，其標準已在我國的《建築抗震設計規範》被提出。因此需要保證結構設計涉及到的每個部件承載能力的可靠性，最終到達建築結構安全經濟耐久的目標。

(4)針對不同構件採用不同安全係數的結構優化設計的原則。如果為了確保建築的整體安全性而不分構件的實際承載能力，對所有構件均給予相同的安全係數，這樣反而會導致結構設計的不合理。可以根據建築不同部位的承載能力設計其需要的安全係數，達到整體優化的目標。

(5)降低建築結構造價的原則。在保證建築結構整體效能達到指標的前提下，盡量考慮建築的經濟性。

二．建築結構優化設計的技術方法

結構優化設計的本質以力學理論和數學規劃理論為理論基礎，以計算機技術為工具，對建築結構涉及到的各個變數進行尋找優化決策的先進的設計方法，其本質就是求極值問題。

(1)優化數學模型。建立正確合理的優化數學模型是結構優化設計的關鍵步驟，基於正確的優化數學模型是得到正確優化結果的基礎。例如，在優化模型中，數學模型中的等式約束個數應當小於設計變數的個數，這樣才能求得最優解。