结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用

张京华

【摘要】对于建筑结构设计优化来说，其在建筑结构设计中极为重要，因为合理的选择结构的设计方案不仅能够到达相应的技术要求，还能够减少经济上的消耗。然而，建筑结构设计优化是一个极为复杂且综合性比较强的系统性问题，所以我们必须加大对建筑结构设计优化方法进行深入的研究。

【关键词】建筑结构；优化设计；应用

前言

对建筑结构的设计进行必要的优化，在对于房屋结构相关的设计中的应用意义重大，不仅能够满足了建筑的实用与美观，而且还可以有效地对工程造价进行控制。对于建筑商来说，其当然希望用最少的投资，而获得最大的收益，然而又必须对建筑结构的科学性、可靠性以及安全性做出保证，这必然要求对结构设计进行优化。

一、建筑结构优化设计的基本概念

根据优化设计理论原理，可将建筑结构优化设计定义为：对于已知的给定参数，通过相关理论、方法，找到这样一个设计变量，使其既能满足所有约束条件，又能使目标函数取得最小值。这里所谓的设计变量，指的是在设计过程中所选的描述结构特性的量，它们的量值可根据设计方案的不同取不同的值。这些设计变量所组成的维向量可用维空间的一个点来表示，称为“设计点”。在建筑结构优化设计中指的主要是：

设计截面的几何参数，如各个构件的截面尺寸、面积和惯性矩等。结构总体的几何参数，如柱的高度、梁的间距、拱的矢高和节点坐标等。……