一建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計措施

建筑行業(yè)如此龐大，在很大的市場需求下要求我們要有合理的規(guī)劃。建筑業(yè)與我們生活息息相關，這要求我們要很重視房建工程。好的工程要從設計開始，所謂好的工程就是用最少的錢建造出最安全合理的房屋來供社會來使用。我們設計行業(yè)尤其是結(jié)構(gòu)專業(yè)要帶頭進行優(yōu)化設計，為國家節(jié)省資源出份力。

1案例概況

本工程為辦公樓，初步方案為框架結(jié)構(gòu)，但是為了減少造價改為砌體結(jié)構(gòu)。根據(jù)建筑抗震規(guī)范規(guī)定該建筑所在的城市抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0．159，設計地震分組為第一組，設計使用年限51年。建設場地為II類，基本風壓為0．35KN/m2，基本雪壓為0．35KN/m2。結(jié)構(gòu)層數(shù)為4層，結(jié)構(gòu)形式采用磚混結(jié)構(gòu)，基礎采用條形基礎。

2結(jié)合案例

進行對建筑節(jié)誒狗優(yōu)化設計措施進行分析

1.目的

(1)培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,結(jié)合實際獨立完成課題的工作能力.

(2)對學生的知識面,掌握知識的深度,運用理論結(jié)合實際去處理問題的能力,實驗能力,外語水平,計算機運用水平,書面及口頭表達能力進行考核.

2.要求

(1)要求一定要有結(jié)合實際的某項具體項目的設計或?qū)δ尘唧w課題進行有獨立見解的論證,并要求技術(shù)含量較高.

(2)設計或論文應該在教學計劃所規(guī)定的時限內(nèi)完成.

【論文關鍵詞】建筑節(jié)能；優(yōu)化設計；建筑能耗；對策

【論文摘要】目前，建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，呈急劇上揚趨勢。根據(jù)測算，如果不采取有力措施，到2020年中國建筑能耗將是現(xiàn)在3倍以上。因此，建筑節(jié)能已迫在眉睫。而優(yōu)化設計是建筑節(jié)能的根本途徑，優(yōu)化設計不僅影響工程建造直接能源消耗，而且影響建成后使用的能耗。

目前，建筑耗能已與工業(yè)耗能、交通耗能并列，成為中國能源消耗的三大“耗能大戶”。尤其是建筑耗能伴隨著建筑總量的不斷攀升和居住舒適度的提升，呈急劇上揚趨勢。建筑的能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空調(diào)等）約占全社會總能耗的28%，其中最主要的是采暖和空調(diào)，占到20%。而這“28%”還僅僅是建筑物在建造和使用過程中消耗的能源比例，如果再加上建材生產(chǎn)過程中耗掉的能源（占全社會總能耗的16.7%），和建筑相關的能耗將占到社會總能耗的46.7%?，F(xiàn)在中國既有的約430億平方米建筑中，只有4%采取了能源效率措施，單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上。根據(jù)測算，如果不采取有力措施，到2020年中國建筑能耗將是現(xiàn)在3倍以上。因此，建筑節(jié)能已迫在眉睫，要把節(jié)能建筑工作放到貫徹科學發(fā)展觀、全面建設小康社會、保證國家能源安全、實施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度來認識。因此，通過優(yōu)化設計來有效控制能源消耗，應得到廣泛重視。

一、優(yōu)化設計對建筑節(jié)能的影響

1、設計方案影響工程建造直接能源消耗

在工程設計中，其建筑和結(jié)構(gòu)方案的選擇對建筑的直接能耗有較大影響，如建筑方案中的平面布置為內(nèi)廊式還是外廊式、進深與開間的確定、立面形式的選擇、層高與層數(shù)的確定、基礎類型選用、結(jié)構(gòu)形式選擇等都存在著技術(shù)經(jīng)濟分析問題。中國住宅建設用鋼平均每平方米55公斤，比發(fā)達國家高出10%~25%，水泥用量為221.5公斤，每一立方米混凝土比發(fā)達國家要多消耗80公斤水泥。據(jù)統(tǒng)計，在滿足同樣功能的條件下，技術(shù)經(jīng)濟合理的設計，可降低工程建造直接能源消耗5%～10%，甚至可達10%～20%，如某無線電廠的多層框架結(jié)構(gòu)廠房(4層)，設計單位按常規(guī)設計為獨立基礎，由于多層廠房荷載較大，致使獨立基礎的單體尺寸較大，埋深較深(-3.2m)，事后經(jīng)其他設計人員分析如采用柱下條基，可節(jié)約大量的砼，并可降低埋深減少土方開挖所消耗的機械能耗；某綜合辦公樓，在優(yōu)化設計中，因改變原先設計中的普通鋼筋為帶肋鋼筋，單此一項優(yōu)化設計，共節(jié)約鋼筋1000T，鋼筋總節(jié)約率達30%左右。

編者按：本論文主要從單級圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設計；混凝土攪拌運輸車減速器的優(yōu)化設計；減速器優(yōu)化設計的數(shù)學模型等進行講述，包括了單級主減速器可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成、主要參數(shù)、傳動系統(tǒng)設計、目標函數(shù)、傳動系統(tǒng)設計、機械優(yōu)化設計是在常規(guī)機械設計的基礎上發(fā)展和延伸的新設計方法等，具體資料請見：

【摘要】減速器是各類機械設備中廣泛應用的傳動裝置。減速器設計的優(yōu)劣直接影響機械設備的傳動性能。本文通過對兩種減速器主要優(yōu)化設計方法的分析，提出了減速器設計中應考慮的約束條件、目標函數(shù)和變量等。

【關鍵詞】減速器優(yōu)化設計

傳統(tǒng)的減速器設計一般通過反復的試湊、校核確定設計方案，雖然也能獲得滿足給定條件的設計效果，但一般不是最佳的。為了使減速器發(fā)揮最佳性能，必須對減速器進行優(yōu)化設計，減速器的優(yōu)化設計可以在不同的優(yōu)化目標下進行。除了一些極為特殊的場合外，通?？梢苑譃閺慕Y(jié)構(gòu)形式上追求最小的體積(重量)、從使用性能方面追求最大的承載能力、從經(jīng)濟效益角度考慮追求最低費用等三大類目標。第一類目標與第二類目標體現(xiàn)著減速器設計中的一對矛盾，即體積(重量)與承載能力的矛盾。在一定體積下，減速器的承載能力是有限的；在承載能力一定時，減速器體積(重量)的減小是有限的。由此看來，這兩類目標所體現(xiàn)的本質(zhì)是一樣的。只是前一類把一定的承載能力作為設計條件，把體積(重量)作為優(yōu)化目標；后一類反之，把一定的體積(重量)作為設計條件，把承載能力作為優(yōu)化目標。第三類目標的實現(xiàn)，將涉及相當多的因素，除減速器設計方案的合理性外，還取決于企業(yè)的勞動組織、管理水平、設備構(gòu)成、人員素質(zhì)和材料價格等因素。但對于設計人員而言，該目標最終還是歸結(jié)為第一類或第二類目標，即減小減速器的體積或增大其承載能力。

一、單級圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設計

單級主減速器可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點。但是其主傳動比i0不能太大，一般i0≤7，進一步提高i0將增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。單級主減速器廣泛應用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動橋中。單級圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標的優(yōu)化設計問題，是一個具有16個不等式約束的6維優(yōu)化問題，其數(shù)學模型可簡記為：

【摘要】隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平得到了極大的提升，對生活質(zhì)量也有了更高的要求，其中，房屋是人們基本需求中的重要組成部分，在人們對房屋需求量增多的同時，對房屋的質(zhì)量也有了更高的要求。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設計對房屋建筑整體的可靠性、安全性及外觀等具有較大的影響，為進一步提升建筑企業(yè)的市場競爭力，設計者需要對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行不斷的優(yōu)化，從而更好地滿足房屋住戶的需求?；诖?，論文對房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的內(nèi)容、作用和原則進行介紹，并分析了房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計過程中存在的問題和要點。

【關鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)設計；優(yōu)化技術(shù)

1引言

隨著人們生活水平的提升，人們在選擇房屋時，不僅注重房屋的實用性和經(jīng)濟性，更注重房屋結(jié)構(gòu)的合理性以及安全性。因此，要求設計者對房屋結(jié)構(gòu)設計進行優(yōu)化，對各種結(jié)構(gòu)設計進行不斷的完善與創(chuàng)新，提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的整體質(zhì)量，在滿足房屋建筑結(jié)構(gòu)安全性及實用性的要求基礎上，充分體現(xiàn)房屋建筑的價值，促進房屋建筑行業(yè)得到更高水平的發(fā)展。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計概述

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，指的是在能夠充分滿足房屋建筑施工便利性的基礎上，有效結(jié)合美學和藝術(shù)學的特點及優(yōu)勢，將房屋建筑的功能性更好地展現(xiàn)出來，從而能夠在實現(xiàn)降低房屋建設成本的同時，提升房屋建筑的安全性、實用性以及美觀性。對房屋建筑的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計時，需要打破傳統(tǒng)房屋建筑設計方法的約束，制訂更加科學合理的優(yōu)化設計方案，提升房屋整體的設計效果[1]。在設計過程中，需要將優(yōu)化設計理念貫穿始終，充分體現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的核心內(nèi)涵，具體可注意以下2點：（1）將房屋建筑結(jié)構(gòu)作為維護基礎，對房屋設計進行整體優(yōu)化，在把握整體結(jié)構(gòu)的基礎上進行設計創(chuàng)新與改進；（2）對房屋建筑的各個細節(jié)加強分析與研究，包括建筑的細節(jié)構(gòu)造、主體結(jié)構(gòu)、屋頂結(jié)構(gòu)、維護結(jié)構(gòu)以及地基等，實現(xiàn)對整體房屋建筑結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化與改善。