改装船锚系结构改进设计及应用研究
发表时间：2017-09-20T16:58:19.210Z 来源：《防护工程》2017年第12期作者：晏莎
[导读] 对船锚系统结构进行改装与设计，促进其有效应用是十分必要的，要基于实际情况对其进行改进与设计。武汉船舶设计研究院有限公司湖北省武汉市 430000
摘要：对船舶锚系结构进行改装与设计，需要对原船舶锚设计方案进行研究，并在改进方式下保证其达到相关要求。但是，基于结构
设计的相关规范，在文章中对其详细研究，并结合实际情况给出合理参考。
关键词：改装船；锚系结构；设计；应用
锚泊系统是起锚、抛锚的主要机械设备，当船舶在锚地和浅水区域临时停泊期间，能够依靠船上抛出的锚抓住底部淤泥、砂石等，保
证抵御风力、水流等现象，也能对船舶进行起锚操作。所以，对船锚系统结构进行改装与设计，促进其有效应用是十分必要的，要基于实际情况对其进行改进与设计。
一、对锚台、锚唇结构的外形、尺寸进行设计
在对锚台、锚唇结构进行设计期间，需要基于各个方面要点，对其进行详细的分析和阐述。当船舶到任何的一个方向倾斜5度的时候，
锚的收起的时候，锚抓是不能抓住船底板。不管锚抓处于哪种状态，其存在的锚杆都需要将其拉倒锚链筒，并促进锚抓与船外板的贴合。当被拖到锚链筒的锚，不能在航行期间将其没入水。锚还需要基于自重，抑制锚从链筒中抛出。根据一定的设计要求，还需要根据当期的船体结构和实际发展状况，保证锚链筒不被改动，促进锚台与外形结构尺寸的合理设计。其中，要首先选择具备自扶正功能的锚，保证能够为后期的锚台和锚唇尺寸设计提供便利。还要将锚唇上下的接触点确定出来，基于锚链筒的倾斜，分析拉锚期间的收紧度，保证能确定出上下锚唇的最小曲率半径和其存在的高度值。根据使用期间的实际情况，确定锚唇的最小曲率半径，不仅能促进锚链链节有效通过锚唇，还能减少其存在的卡住现象。对于上下锚唇的高度值，在设计期间，需要根据上锚唇的高度，基于其下锚唇高度的70%，确定出锚台、锚唇的外形形状和尺寸以及结构[1]。
二、实现锚台、锚唇结构的三维模型仿真设计
我国的锚制造企业比较多，虽然为锚设计与制造工作建立的相关标准与规范，但在我国与行业的一定范围内，各个厂家对锚的形状、
尺寸制定还存在较大差异，在拓扑将结构上也存在较大不一致现象。一些厂家基于实际情况，实现了三维建模，避免后期运动期间与实际产生不符合现象，期间，主要使用三维设计软件Rhino对锚的三维模型进行设计。该手段的使用促进锚泊系统的合理优化，保证锚台、锚唇结构设计的优化性，也在较大程度上提高了锚唇的设计精度。同时，还能对几何拓扑结构进行详细的分析和研究，并对锚唇结构进行归纳总结。期间，需要根据各个截面上存在的曲线形状，为其实现全参数化建模，当其存在一些不吻合问题的时候，也能对参数进行调整，也能利用相关软件对其实现拉锚仿真试验工作。当起锚期间，锚与锚唇的贴合期间，锚抓会产生旋转过程。这时候，可以利用运动仿真，分析最后的贴合状态正面图，促进猫抓与锚唇的完成贴合。在该运动期间，也能将实际的贴合过程进行展现。所以说，利用软件对其设计，不仅能减少后期的生产设计拉锚实验，还能降低制作成本的产生。基于三维设计结果，对锚台与锚唇的外形尺寸、内部结构进行详细设计，基于锚台的内部结构，改变了传统的交叉式结构，促进组合的优化性，从而给施工工作人员提供较大方便，也促进生产工作、施工工作的便捷执行[2]。
三、锚台结构FEA分析
锚台结构的强度是基于受力以及船舶结构线复杂的影响，利用一般的方法对其进行设计与促进精准性的实现还存在较大困难。所以，
要根据船舶锚泊期间的实际状况，利用有限元方法和锚台结构对其分析和研究，也能基于船入级DNV规范对存在的强度进行校核[3]。
（一）环境力的影响
对锚台结构受到的环境力进行分析和研究。当一般船舶临时锚泊的时候，在无风环境下的浅水区域进行。这时候，当产生风暴，要进
港进行躲避。锚泊的作用是对船舶的活动范围进行限制，以免其随意漂流。所以，对于抛出的锚泊线，要促进船舶外力作用下的漂移期间锚泊线下端能与水底相切，保证锚抓能够充分利用，从而减少走锚现象的产生。在浅水区域，当船舶抛锚的时候，船舶会受环境力的影响。比如：风力、流力以及波浪力的影响，都需要基于完整的锚系工况，分析动态锚泊，以保证能够按照相关规范对其计算。对风载荷的分析。风载荷是脉动的，在一天中，会随着风速数值的变化。因此，需要选择某个时距的平均风速对其表示。一般情况下，主要为有阵风风速、稳定风速以及持续风速。各个国家建立的船级标准都不同，所以，在设计期间需要给予研究。如：在海洋工程中，要对船设计载荷进行严格思考，保证能够按照DNV规范计算出平均风速[4]。
对波浪、流载荷的分析。海洋中存在的流多种多样，主要包括海流、漂流、密度流等，还存在波浪和潮汐。受水位变化的影响，在构
件作用上，静水压力与浮力也会产生较大变化。主要是因为船舶在锚泊期间，其中的海况存在较大不定性，所以，要依据实际的船舶情况和相关规范，确定出海流的综合速度。对于流载荷力，可以基于API-RP-2A，对拖曳力系数、惯性力系数进行研究，也能在整体上对海流力、波浪载荷动态进行研究。
（二）外力计算
锚链每米长度在水中的质量大约是锚链的质量×0.87。对于锚链出口处存在的锚链张力，其是作用与锚台结构来实现，其中的张力公式
为船舶的环境合力+锚链在水中的质量×船舶距离海底的深度。其中的船舶与海底深度之间的距离，是基于相关规范来选择。当存在的风、浪等方向相同的时候，其船舶存在较大危险性，所以，可以将风、浪、流的方向分别选择在0度、30度、60度、90度直至180度的海况组合进行计算[5]。
（三）锚台结构模型
当锚台结构受频繁力的影响，其锚唇上下会存有接触点。当锚链收紧的时候，锚唇下会受接触点力的影响，在收紧锚链期间，锚唇上
下接触点受力是相同的。收紧锚期间，锚抓受锚机的影响，锚紧贴锚唇结构。
四、对锚台船体结构进行设计
当锚台受力作用的影响，对内部筋板进行传递，并加强筋板对应船体结构的水平结构，促进其设计的合理性。
五、锚台、锚唇结构的实际效果
根据以上的设计分析和计算研究，通过DNV船级社与船东的审核，可以将其设计应用到船上。
第一部分建筑设计说明 1.1.总平面设计 本设计为一幢7层宾馆，首层层高为 4.5m，二至七层层高均为3.6m,考虑通风和采光要求，采用了南北朝向。设计室内外高差为 0.45m，设置了3级台阶作为室内外的连接。 1.2.平面设计 本宾馆由客房及其他辅助用房组成。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代化宾馆的要求。 （1）使用部分设计 1.客房：客房是本设计的主体，占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到保证有足够的采光和较好的通风要求，故将宾馆南北朝向，东西布置。 2.门厅：门厅是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽，对于宾馆而言，门厅要给人一种开阔的感觉，给人舒适的第一感觉，因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。 （2）交通联系部分设计 走廊连接各个客房、楼梯和门厅各部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中走廊宽度为2.4m。 楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有三部双跑楼梯以满足需求。 为满足疏散和防火要求，本宾馆设置了两部电梯。 （3）平面组合设计 该宾馆采用内廊式，由于本建筑的特殊功能，各个客房与服务台都需要有必要的联系。 1.3.立面设计 本方案立面设计充分考虑了宾馆对采光的要求，立面布置了很多
推拉式玻璃窗，样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。 在装饰方面采用乳白色的外墙，窗框为银白色铝合金，色彩搭配和谐，给人一种亲切和谐放松自由的感觉，一改过去的沉闷和死板，使旅客可以轻松自在的在宾馆休息与生活。 1.4.剖面设计 根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高900mm。 屋面排水采用有组织内排水，排水坡度为2%，结构找坡。 为了符合规范要求，本设计中采用了两部电梯，满足各分区消防和交通联系的要求。 1.5.建筑设计的体会 本建筑在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便，达到人流疏散和防火的要求，对房间的布置及使用面积的确定，达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调；整个建筑满足各方面的需求。使人，建筑和环境进行完美的结合。 本次建筑设计使我们把所学到的知识运用到其中，并通过翻阅大量的资料及在老师的指导下，设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅，既巩固了我们的专业知识，又积累了很多的经验。
浅谈房屋建筑结构优化设计 发表时间：2017-10-16T15:10:36.667Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：张春晓[导读] 它是达到工程设计的“安全、适用、经济”目标的最有效的方法之一。本文即重点探讨了房屋建筑结构优化设计应注意的问题及优化设计的措施。 身份证号码：13012419820113xxxx 河北省石家庄市 050000 摘要：房屋结构优化设计对于整个工程建设的贡献是不容忽视的。每个工程建筑想要达到的目标就是用最少的资金投入提高整个工程结构的坚固性和可靠性，以至达到最大最长远的经济效益。优化设计方案与传统的设计方案相比较下的优势就是，它可以节省工程的开支，它是达到工程设计的“安全、适用、经济”目标的最有效的方法之一。本文即重点探讨了房屋建筑结构优化设计应注意的问题及优化设计 的措施。 关键词：房屋建筑；结构优化；剪力墙；材料 一、房屋建筑结构基础设计应注意的问题 （一）承重柱截面高度设计过小这种情况多发生于VI度抗震设防区。一些结构设计者误认为六度设防就是不设防，为图受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大，把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算这样，这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一旦遭遇地震作用时，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。 （二）砖混结构中房屋构造柱与承重柱混淆不清在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用。这种作法将引起以下几个问题： 1、构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对砌体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样，构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 2、构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏，将导致构造柱下沉，引起其周围的墙体出现裂缝。建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算梁下墙体的局部承压和抗弯强度，经验算满足后，方可在梁下布置构造柱。 3、悬挑梁的梁高选用过小设计者往往只注意了对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小，引起梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区产生非线性徐变，梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁上板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽，影响了房屋的正常使用。当为托墙挑梁时，梁过大的挠度会引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿竖直方向向上发展，当到一定高度时沿斜向延伸，缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利，悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁过小时，截面的相对受压区高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，失去承载力。 二、房屋建筑结构优化设计的措施 （一）加强设计中建筑结构形式的选用不同的建筑类别和功能要求决定了户型的选择，从砌体结构和底部剪力墙结构谈起。 1、加强砌体结构的设计 作为承重构件和抗侧移构件的砖砌体，其平面布置较为灵活，但不事宜做跃层结构，杜绝受力较大的突兀结构形式。门窗开洞宽度不宜超过2.1m，纵向墙体数量不宜少于三道，这一措施可以适当减少构造柱的配筋。 2、剪力墙的优化设计 剪力墙设计中连梁的设计是关键。联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成，从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震作用也增大，这样连梁和墙肢分配内力也相应增大，此时必须增大构件的配筋量，显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。因此，在住宅结构设计时，有经验的设计师都是将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。同时，在满足结构刚度与变形要求时，应从经济角度与抗力、变形方面综合考虑，合理布置抗侧力构件。显然，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，但是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价控制不利。因此剪力墙应以周边均匀、对称、分散等原则合理布置，以规范规定的水平位移限值为准尽可能减少剪力墙数量。 （二）注重细部优化 1、在注重整体设计的同时，也应加强结构局部构件的精细设计 比如现浇板设计中尽量把异形板划分为矩形板，这样既达到合理受力的目的，也避免了拐角裂缝的出现。 2、底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大，此时若选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，便可减少箍筋肢数或箍筋直径，达到造价的降低以及施工的方便化。还有，为减少底部截面，采用高强度的混凝土是柱构件不错的选择，但是水平构件混凝土可适当减少混凝土的标号，满足了受力要求，也节约了成本。 3、关于梁、板的计算跨度 梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，选梁中心处的弯距和梁厚，及梁边弯距和板厚配筋取二者大值配筋。（借用台阶式独立基础变截面处的概念）柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的，不削峰才有问题。 4、主梁有次梁处加附加筋 总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。
1波浪包括哪些要素？并叙述在实际计算时各个波浪要素的选取方法。 答：波浪要素包括波形、波长与波高。 在实际计算时，波形为坦谷波, 取计算波长等于船长，波高随船长变化，并且规定按波峰在船舯和波谷在船舯两种典型状态进行计算。 2试简述浮力曲线的绘制方法 答：浮力曲线是指船舶在某一装载状态下(一般为正常排水量状态)，浮力沿船长分布状况的曲线。浮力曲线的纵坐标表示作用在船体梁上单位长度的浮力值，其与纵向坐标轴所围的面积等于作用在船体上的浮力，该面积的形心纵向坐标即为浮心的纵向位置。通常根据邦戎曲线求得浮力曲线。下 . 图为邦戎曲线及获得的浮力曲线 浮态第一次近似计算 根据静水力曲线去确定相应与给定排水量时的平均吃水dm、浮心纵向坐标xb、水线面漂心坐标xf 以及纵稳心半径R。 由于实船的R远大于KC，所以 确定了首尾吃水之后，利用邦戎曲线求出对应于该吃水线时的浮力分布，同时计算出总浮力及浮心纵向坐标。如果求得的这两个数值不满足精度要求，则应作第2次近似计算。 浮态第二次近似计算 1
A-水线面面积 若浮心与重心的纵向坐标之差不超过船长L 的0.1%，排水量与给定的船舶重量之差不超过排水量的0.5%，则认为调整好了,由此产生的误差不超过5%M max ，应根据最后一次确定的首尾吃水求出浮 力分布曲线。 3若被换算构件的剖面积为ai ，其应力为σi ，弹性模量为Ei ；与其等效的基本材料的应力为σ，弹性模量为E ，根据变形相等且承受同样的力P ，则与其等效的基本材料的剖面积为a 为多少？ 答：aE P E a P E E i i i i ====εσσε或 所以E E a a i i ?= 4按照纵向构件在传递载荷过程中产生的应力种类和数目，将纵向强力构件可分为哪几类？ 答：只承受总纵弯曲的纵向构件，称为第一类构件，如不计甲板横荷重的上甲板纵向构件。同时承受总纵弯曲和板架弯曲的纵向构件，称为第二类构件，如船底纵桁、内底板。同时承受总纵弯曲、板架弯曲及纵骨弯曲的纵向构件，或者同时承受总纵弯曲、板架弯曲及板格弯曲（横骨架式）的纵向构件，称为第三类构件，如纵骨架式中的船底纵骨或横骨架式中的船底板。同时承受总纵弯曲、板架弯曲、纵骨弯曲及板格弯曲的纵向构件，称为第四类构件，如纵骨架式中的船底板。 5已知纵骨架式船底外板的板架弯曲应力为σ2=+-300, 欧拉应力为σE=800 总纵弯曲应力为σ1=-1000, 试计算该板的折减系数φ 答： 1.11000 30080012=+=+=σσσ?E 实取1=? 5.0100030080012=-=-= σσσ?E 实取5.0=?
基于多学科优化的船舶结构设计研究 发表时间：2017-09-21T14:15:44.680Z 来源：《防护工程》2017年第12期作者：叶帆[导读] 满足其实际设计要求，建立健全相关管理机制，合理解决其中存在的设计问题，提高优化设计工作效果。 武汉船舶设计研究院有限公司湖北省武汉市 430000 摘要：在船舶结构设计的过程中，设计者需要积极应用多学科优化设计方式，建立专门的框架体系，在继承有限元建模与分析软件优化技术的支持之下，科学开展船舶设计工作，逐渐提高设计质量与可靠性，增强其工作成效。 关键词：多学科；船舶结构；优化设计 在船舶设计的过程中，设计人员应用多学科优化设计方式，可以有效提高设计工作质量，建立科学的计算结构，对其进行校核处理，应用专门的软件设计技术，明确约束条件，提高结构的耐波性与操控性，满足其实际设计要求，建立健全相关管理机制，合理解决其中存在的设计问题，提高优化设计工作效果。 一、优化设计模型的构建措施 在建立优化设计模型期间，需要对船舱区域结构进行重点分析，主要因为其占有整个船体重量的70%左右，决定着船舶的造价与费用，因此，需要对其进行全面的处理，提高结构设计的优化型，做好区域结构设计工作。 第一，设计模型范围。对于模型范围而言，需要根据船舱实际情况，对其货仓进行划分处理，利用先进的定位技术，明确船舱的各类区域。一方面，需要建设完善的有限元模型，按照工作要求，对其进行优化处理。另一方面，需要建设有效分析区域模型，根据传承的设计要求，对其设计质量进行控制。且在结构优化设计期间，需要对燃油舱与淡水舱等重量进行检验，通过多点约束的方式，对其进行等效划分处理，全面调节空船重量与实体船舱重量之间的关系，及时发现其中存在的差值问题，采取有效措施对其进行改革，以此增强设计成效。 第二，边界条件的明确。设计者需要科学明确边界条件，按照国家《钢制海船入级规范》等条例，对船舱模型进行独立点约束，明确独立点的位置，对其横剖面与轴高速进行分析，提高前后端面约束处理工作质量。 第三，荷载调节措施。为了做好简化设计工作，需要对于船舱的装载情况进行分析，及时发现危险荷载中存在的问题，例如：静水荷载、波浪荷载等，科学计算船舱压力数据信息，以此提高优化设计工作效果。 二、舱段优化设计模型 在结构优化设计的过程中，需要对舱段优化设计模型进行全面分析，在严格控制的情况下，提高设计质量。 第一，设计变量的分析。在多学科优化设计期间，需要利用多个学科对船舶主尺度进行全面的分析，明确结构优化设计要求，在获取相关确定值之后，科学开展设计工作。首先，对于船体而言，可以利用高级强度钢对其进行建造处理，例如：AH32强度钢材料，对于货仓区域而言，需要对其纵向构件进行处理，利用AH36级强度的钢材料开展制作工作，提高优化设计工作质量，增强其工作效果[1]。其次，在有限元软件的限制之下，板单元的应力数据信息分析工作受到广泛重视，需要相关设计者对其设计参数进行全面的处理，在参数改变的情况下，提高系统设计质量。最后，需要对各类板单元的厚度进行控制，根据实际设计情况，对设计方案进行简化处理，在减少计算时间的基础上，提高设计工作效率与质量，满足其实际发展需求。同时，需要规范计算方式，选择离散设计变量开展优化设计工作，提高工作成效。 第二，边界条件的明确。设计者需要科学明确边界条件，按照国家《钢制海船入级规范》等条例，对船舱模型进行独立点约束，明确独立点的位置，对其横剖面与轴高速进行分析，提高前后端面约束处理工作质量。 第三，荷载调节措施。为了做好简化设计工作，需要对于船舱的装载情况进行分析，及时发现危险荷载中存在的问题，例如：静水荷载、波浪荷载等，科学计算船舱压力数据信息，以此提高优化设计工作效果。 二、舱段优化设计模型 在结构优化设计的过程中，需要对舱段优化设计模型进行全面分析，在严格控制的情况下，提高设计质量。 第一，设计变量的分析。在多学科优化设计期间，需要利用多个学科对船舶主尺度进行全面的分析，明确结构优化设计要求，在获取相关确定值之后，科学开展设计工作。首先，对于船体而言，可以利用高级强度钢对其进行建造处理，例如：AH32强度钢材料，对于货仓区域而言，需要对其纵向构件进行处理，利用AH36级强度的钢材料开展制作工作，提高优化设计工作质量，增强其工作效果[1]。其次，在有限元软件的限制之下，板单元的应力数据信息分析工作受到广泛重视，需要相关设计者对其设计参数进行全面的处理，在参数改变的情况下，提高系统设计质量。最后，需要对各类板单元的厚度进行控制，根据实际设计情况，对设计方案进行简化处理，在减少计算时间的基础上，提高设计工作效率与质量，满足其实际发展需求。同时，需要规范计算方式，选择离散设计变量开展优化设计工作，提高工作成效。 第二，约束条件分析。对于约束条件而言，需要参考屈服应力数据信息，对其进行全面的处理，满足相关工作要求。在此期间，需要根据国家规范，对其强度进行计算，如果将刚才的屈服应力条件作为约束条件，就要对其最小值进行计算，获取合理的优化设计成果。同时，在货仓区域优化设计期间，由于材料等级存在差异，系数也会有所不同，因此，在实际设计期间，需要制定针对性的约束条件设计方案，提高优化设计工作的合理性与有效性[2]。 第三，目标函数的分析。对于目标函数而言，在实际分析期间，需要科学设定重量值，对其进行最小化的优化处理，将表达式设置为： ×X2....X6]7 minFX 三、多学科优化船舶结构设计实现措施 （一）工作流程分析 第一，做好准备工作。首先，需要利用相关软件，建立有限元的模型，明确相关材料与各类属性，对荷载问题进行全面的分析与处理。其次，需要对属性进行分析，在强度检验的情况下，生成文件。再次，需要利用计算方式，对文件中的各类数据信息进行全面的计算，以此提高优化设计质量。最后，需要计算质量与应力报告，对各类模型进行分析[3]。
结构优化设计是在满足规范要求、保证结构安全和建筑产品品质的前提下，通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施，充分发挥材料性能、合理节约造价的设计方法。结构优化设计在当前竞争日益激烈的建筑设计市场成为大势所趋。如何在满足建筑功能的前提下，保证结构安全并控制含钢量成为摆在结构设计工程师面前的现实课题。本文总结了以往的设计经验，参考了相关文献，给出了结构优化设计的步骤和一些具体措施，供设计人员参考。 1结构优化设计的步骤 笔者认为，结构优化设计的合理步骤应该是：①在方案阶段，通过与建筑专业的充分沟通，对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求，使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内，避免抗震审查，为降低含钢量争取主动权；②在初步设计阶段，通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础型式等内容的多方案技术经济性比较，选出最优方案，整体控制含钢量；③在具体计算过程中，通过精确的荷载计算、细致的模型调整，使结构达到最优受力状态，进一步降低用钢量；④在施工图阶段通过精细的配筋设计抠出多余钢筋，彻底降低含钢量。 在进行多方案的技术经济性比较时，应综合考虑材料费、模板费、基坑开挖降水支护费用、措施费、施工难易、工期长短等因素，与甲方协商后择优选用。 2结构体系与布置优化 结构体系和布置对造价影响很大，应予重视。 1)应根据建筑布置、高度和使用功能要求选择经济合理的结构体系。比如，异形柱框架比普通框架用钢量大，在可能的情况下尽量采用前者；短肢剪力墙比普通剪力墙含钢量高，在可能的情况下尽量采用后者。 2)应选择比较规则的平面方案和立面方案。尽量避免平面凸凹不规则或楼板开大洞，控制平面长宽比，合理设缝，使结构刚度中心与质量中心尽量靠近。竖向应避免有过大的外挑或内收，同时注意限制薄弱层、跃层、转换层等不利因素，使侧向刚度和水平承载力沿高度尽量均匀平缓变化。 3)应选择合理、均匀的柱网尺寸，使板、梁、柱、墙的受力合理，从而降低构件的用钢量。柱网大则楼盖用钢量大，柱网小则柱子用钢量增大，应根据建筑实际情况和经验合理布置。例如，住宅中小开间结构中墙柱的作用不能得到充分发挥，过多的墙柱还会导致较大的地震作用，可考虑采用大开间结构体系，既节约造价，又便于建筑灵活布置。 4)应选择经济合理的楼盖体系。楼盖质量大，层数多，占整体造价比重高，对楼盖的类型、构件的尺寸、数量、间距等应进行对比分析，选择最优的方案。一般住宅宜采用现浇梁板楼盖，预应力楼盖的预应力钢筋容易被二次装修破坏，井字梁楼盖影响室内美观，均不推荐。办公楼等大空间结构宜采用十字梁、井字梁、预应力梁板方案。双向板比单向板经济，应多做双向板。板的厚度，双向板宜控制在短跨的1／35，单向板宜控制在短跨的1／30，此时板易满足强度和变形要求，经济性好。 5)剪力墙结构的优化空间很大，应下大力气优化。剪力墙的布置宜规则、均匀、对称，以控制结构扭转变形。在满足规范和计算的前提下应尽量减少墙的数量，限制墙肢长度，控制连梁刚度，剪力墙能落地的就全部落地不做框支转换层，平面能布置成大开问的尽量布置成大开间，墙体的厚度满足构造要求和轴压比的要求即可。连梁刚度太大时可通过梁中开水平缝变成双梁、增大跨高比等措施降低连梁刚度。尽量少用短肢剪力墙，限制“一”字墙，少做转换。 6)降低含钢量的小技巧：①楼电梯间不宣布置在房屋端部或转角处。因其空间刚度较小，设在端部对抗扭不利，设在转角处应力集中。②框架结构层刚度较弱时，加大柱尺寸或梁高都可显著增大层刚度，而提高混凝土强度效果不明显。③柱的截面尺寸，多层宜2层～3层
第一章建筑设计 一、建筑概况 1、设计题目：++++++++++++ 2、建筑面积：6500㎡ 3、建筑总高度：19.650ｍ（室外地坪算起） 4、建筑层数：六层 5、结构类型：框架结构 二、工程概况： 该旅馆为五层钢筋框架结构体系，建筑面积约6500m2，建筑物平面为V字形。走廊宽度2.4m,标准层高3.6m，室内外高差0.45m，其它轴网尺寸等详见平面简图。 三、设计资料 1、气象条件 本地区基本风压 0.40kN/㎡，基本雪压0.35kN/㎡(按你设计的城市查荷载规范) 2、抗震烈度：7度第一组，设计基本地震加速度值0.01g(按你设计的城市查抗震规范) 3、工程地质条件 建筑地点冰冻深度0.7M；(按你设计的城市查地基设计规范) 建筑场地类别：Ⅱ类场地土；（任务书如无，可按此） 场地土层一览表（标准值）（可按此选用）
注：1）地下稳定水位居地坪-6m以下； 2）表中给定土层深度由自然地坪算起。 4、屋面做法： 防水层：二毡三油或三毡四油 结合层：冷底子油热马蹄脂二道 保温层：水泥石保温层（200mm厚） 找平层：20mm厚1：3水泥砂浆 结构层：100mm厚钢筋砼屋面板 板底抹灰：粉底15mm厚 5、楼面做法：水磨石地面：或铺地砖 120㎜厚现浇砼板（或按你设计的楼板厚度） 粉底（或吊顶）15mm厚 6、材料 梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30，纵筋采用HPB335，箍筋采用HPB235，板筋采用HPB235级钢筋 四、建筑要求 建筑等级:耐火等级为Ⅱ级 抗震等级为3级 设计使用年限50年 五、采光、通风、防火设计 1、采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效果以便于通风。 2、防火设计 本工程耐火等级为Ⅱ级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有三个（按设计），可以方便人员疏散。因该为旅馆的总高度超过21m属多层建筑，因而根据《高层民用建筑设计防火规范》（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。 六、建筑细部设计 1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。 2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。
住宅建筑结构设计优化探讨 发表时间：2017-11-02T12:00:07.357Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：段勇 [导读] 摘要：随着住宅商品化、市场化制度的日趋完善，一方面居住者对住宅的品质要求越来越高，另一方面住宅开放商对住宅建设成本的控制也越来越严。 筑博设计股份有限公司成都分公司四川成都 610000 摘要：随着住宅商品化、市场化制度的日趋完善，一方面居住者对住宅的品质要求越来越高，另一方面住宅开放商对住宅建设成本的控制也越来越严。而在住宅设计中，建筑结构设计直接影响整体项目的安全性和经济性，为此对住宅建筑结构设计实行优化是目前考虑的首要问题之一。本文对住宅建筑结构设计优化的方法展开探讨，以供相关人员参考学习。 关键词：住宅建筑结构设计优化方法 前言 我国社会经济的快速发展带动了人们生活水平在不断的提高，社会群众对自己的居住品质也有了更高的要求。而住宅的目的是为了人们居住，面对着人们不断提升的居住要求，建筑的供应者和设计者开始了对住宅建筑结构设计优化的思考。如何才能使得住宅品质可以满足人们当今不断增长的居住需求，同时又可以让投资者能控制住宅投资的成本，这是当前设计人员要考虑的首要问题。 一、住宅建筑结构设计优化的意义 1.1设计优化降低工程总成本 在整个工程建设中，设计对工程成本的影响巨大。按德国专家墨儿的研究成果，工程项目各个阶段对投资的影响程度是不同的，设计阶段对投资的影响程度可高达75%以上，设计阶段节约投资的可能性约为88%，而施工中节约投资的可能性仅为12%。相比只占基建投资1%~5%的设计收费而言，设计阶段的优化可降低工程总造价的10%以上。因此，做好设计优化不仅可以保证整体项目的品质，还可以从源头控制建造成本。 1.2建筑结构设计的经济性 简单的说建筑结构设计的经济性就是以较少的材料去完成建筑物各种功能的要求。设计阶段对项目投资起到决定性的作用，结构设计的经济性与否直接关系项目投资量的大小，而影响结构设计经济性的关键因素在于结构方案的选型、结构设计参数的确定、结构构件的设计和设计制图的精确度等。举例说明，钢筋占建安造价比例较高，所以一些业主经常会有一种钢筋恐惧症和钢筋过敏性反应，由于业主对结构理论、设计规范不熟悉，所以即使由于设计不合理造成用钢量的居高不下也是无可奈何。其实只要对结构理论融会贯通且不死啃规范，有许多不必要的钢筋是可以节省的，同时对结构的受力和安全无不良影响，甚至优化布置后，结构安全度还会提高。 二、住宅建筑结构设计优化应该满足的条件 2.1 安全性 建筑结构设计追求的第一目标是安全。一个结构可以不美，可以不经济但是不可以不安全。结构设计的首要任务是选用经济合理的结构方案，其次是结构整体分析、构件及构件的连接设计，并取用规范规定的安全系数或可靠指标以保证结构的安全性。因此住宅建筑结构设计优化的首要条件是安全性。 2.2 功能性 对于住宅建筑本身而言，其目的就是为了给人类居住所用。其最终目标就是为了满足人类对于居住环境的最大化需求。所以住宅建筑的功能性方面也不再仅仅局限于传统的实用性的功能，更是要增添住宅的格局合理性，居住环境美观性、舒适性以及协调性等功能。而住宅建筑结构设计优化不能损害住宅的功能性。 2.3 经济性 近年来社会经济在不断发展，同时行业竞争也更加激烈，项目建设必须要从经济性出发，无视经济性因素的建设将无法实现。建筑结构的经济性是指通过对整个建筑结构的设计优化，最大程度的节约各种材料和资源，达到控制和减少建筑成本的目标。也即“少费多用”的原则，具体指就是凭借有效的手段或方法用较小的成本来获得最大的效用。在建筑坚持可持续发展的思路上，该原则是一条重要的、有效的、节约型的设计方式。 2.4 环保性 我国目前90%以上的建筑以钢筋混凝土作为建造材料，而钢筋混凝土对建筑材料的消耗巨大。住房和城乡建设部副部长仇保兴在2005年2月23日国务院新闻办公室发布会上披露了一组惊人的数据：我国建筑业物耗水平与发达国家相比，钢材消耗高出10%~25%，每拌和1立方混凝土要多消耗水泥80Kg。目前，我国每年生产混凝土约15亿立方，一年消耗5亿吨水泥，17亿立方石子，10亿立方沙子。从环保的角度我们不应该通过过度的消耗资源，我们也没有资格透支应该留给子孙后代的资源。在这方面建筑结构设计优化任重道远。 三、建筑结构设计优化的概念 设计是规范加上工程师判断和创造的产物。设计优化在一定程度上意味着对常规的突破，但结构的设计优化并不以牺牲安全来求得经济效益。结构设计优化是以深厚的理论基础、丰富的工程经验为前提；以对设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导；以先进的结构分析设计方法为手段对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构设计再加工的过程。设计优化着力于使结构体系合理化和高新技术的应用，从而带来效益。 传统的建筑结构设计方法是先根据经验通过判断给出或假定一个设计方案和做法，用工程力学方法进行结构分析，以检验是否满足规范规定的承载力、刚度、稳定、尺寸等方面的要求。而结构优化设计是在很多个，甚至无限多个可用方案和做法中找出最优的方案，即材料最省、造价最低、或某些指标最佳的方案和做法。这样的结构设计便由“分析与校核”发展为“综合与优选”。“综合与优选”实质上也就是建筑结构的优化设计。 四、住宅建筑结构设计优化方法 4.1 建筑结构优化设计中材料的选用 结构优化原理如同“木桶原理”，不增加短板长度而盲目增加长板对提高木桶的蓄水能力无济于事。在材料选用方面尤其如此，设计人员应结合力学概念和构件受力特点做到物尽其用，通过材料的配置达到加强构件强度、刚性和延性的目的。比如在建筑物中，我们知道竖
第六章 船舶中剖面结构优化设计 6.1 概述 船舶结构设计通常是从船中剖面设计开始的。中剖面各部分的结构形式、构件尺寸和它们的连接方法，都集中地反映了船舶的结构概貌。船体中部结构是保证其总纵强度的主要部分，也是船体结构重量的主要部分，因此，进行中剖面结构优化设计是十分有意义的。那么，如何运用最优化方法和计算机技术，在保证船体结构必需的强度和刚度情况下，选择最佳的结构方案，使其重量最轻或成本最低呢?这就是本章所要讨论的问题。 本章首先介绍了适用于船舶结构优化问题的混合离散变量的直接搜索法（MDOD 法），接着应用MDOD 法分别讨论了基于“规范”法和直接计算方法的中剖面结构优化设计，并给出了国内外学者（包括编著者）在船舶结构优化设计方面的一些研究成果。 6.2 离散变量的结构优化设计 结构优化设计大体上可分为三个阶段。第一个阶段是建立数学模型，把一个工程结构的设计问题变成一个数学问题；第二个阶段是选择合理、有效的计算方法；第三个阶段是编制计算机程序，进行设计方案的优化计算和评估。 介绍结构优化设计的教材已有一些[1,2]，但由于船舶结构的设计的方法大都是离散的变量, 真正处理起来并不简单。本章将介绍新近发展起来直接处理的混合离散变量优化问题方法[3]。 6.2.1 结构优化的数学模型 混合离散变量优化问题与一般的连续变量优化问题的区别在于，前者的设计变量中既包含有连续变量也有离散变量,而后者只包含连续变量。其数学模型可简单的表达为 min )(X f （6-1） s.t. (X )≤0 j =1,2,3,…,NC g j （6-2） 式中 ub i lb i x x x ≤≤ i =1,2,3,…,NN D T ND D T C D R x x x X X X X ∈==],,,[, ],[21L C T NN N D ND C R x x x X ∈=++],.....,,[21, C D n R R R ×= 其中：x i lb 和x i ub 分别为变量的下界值和上界值，D X 为离散变量的子集合（整型变量可 视为离散变量的特例），C X 为连续变量的子集合。 6.2.2 结构优化的方法
数控机床主轴结构的改进和优化设计 严鹤飞 （天水星火机床有限责任公司技术中心 甘肃 天水 741024） 摘 要： 掌握机床主轴的关键部件，安装方式，轴承的调制环节以及材料、操作维护等，并且各种原因中又包含着多种影响因素互相交叉，因此必须对每个影响因素作具体分析。而对于优化设计理论的基本思想及其求解方法，将其应用于机床主轴的结构设计，建立了机床主轴结构优化设计的数学模型，并用内点惩罚函数法求解模型，得到了整体最优的结构设计方案，使机床主轴在满足各种约束要求条件下，刚度最好，材料最省。 关键词：机床主轴；轴承；调整；优化设计；数学模型 在数控机床中，主轴是最关键的部件，对机床起着至关重要的作用，主轴结构的设计首先考虑的是其需实现的功能，当然加工及装配的工艺性也是考虑的因素。 1. 数控机床主轴结构改进： 目前机床主轴设计普遍采用的结构如图1所示。图中主轴1支承在轴承4、5、8上，轴承的轴向定位通过主轴上的三个压块紧锁螺母3、7、9来实现。主轴系统的精度取决于主轴及相关零件的加工精度、轴承的精度等级和主轴的装配质量。在图1中主轴双列圆锥滚子轴承4的内锥孔与主轴1:12外锥配合的好坏将直接影响株洲的工作精度，一般要求其配合接触面积大于75%，为了达到这一要求，除了在购买轴承时注意品牌和等级外，通常在设计时对主轴的要求较高，两端的同轴度为0.005mm，对其相关零件，如螺母3、7、9和隔套6的端面对主轴轴线的跳动要求也较高，其跳动值一般要求在0.008mm以内。对一般压块螺母的加工是很难保证这么高的精度的，因而经常出现主轴精度在装配时超差，最终不得不反复调整圆螺母的松紧，而勉强达到要求，但这样的结果往往是轴承偏紧，精度稳定性差，安装位置不精确，游隙不均匀，造成工作时温升较高，噪音大，震动厉害，影响工件的加工质量和轴承的寿命。但对于重型数控机床用圆锥滚子轴承其承载负荷大，运转平稳，精度调整好时，其对机床的精度保持性较好，可对与轻型及高速机床就不十分有力了。 图1 通用机床主轴结构图 1— 主轴；2—法兰盘；3—圆螺母；4—双列圆柱滚子轴承；5—球轴承 6— 调整垫；7—圆螺母；8—双列圆柱滚子轴承；9-螺母
《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业：土木工程 姓名 学号： 指导老师：
目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22
船舶原理设计第二次作业 1、单位重量的货物所占船舱的容积是。 A．载重量系数B，容积折扣系数C，诺曼系数D，积载系数 2、非液体货物的积载因数并不等于货物密度的倒数。 A, 是B, 否 3、亏舱是指货舱某些部位因堆装不便而产生装货时无法利用的空间，。 A, 是B, 否 4、船舱内能用于装货的容积与型容积之比是。 A．载重量系数B，容积折扣系数C，诺曼系数D，积载系数 5、包装容积通常取净容积的90 ％~93 ％。 A, 是B, 否 6、机舱长度LM 对货船舱容的利用率关系不大。 A, 是B, 否 7、货舱和压载水舱总容积不足时采取的措施是。 A．修改主尺度B，缩短机舱长度C，调整双层底高度D，三者都是 8、增大型深后对发生影响。 A．对纵总强度有利B，重心升高C，受风面积增大D，三者都是 9、客船是指载客人数超过10 人的船舶。 A, 是B, 否 10、客船根据航行时间和国际、非国际航线分为四类。 A, 是B, 否 11、集装箱船是布置地位型船。 A, 是B, 否 12、专用集装箱船舱内通常不设置导轨架。 A, 是B, 否 13、舱内的集装箱只能布置在货舱开口的范围内。 A, 是B, 否 14、每个货舱内一般布置4行2 0ft标准箱。 A, 是B, 否
15、总体设计方案构思的任务是。 A．明确设计任务B，设立新船总体设计方案 C，分析新船技术和经济性指标D，三者都是 16、散货船的布置特点是。 A．尾机型B，有顶边舱和底边舱C，有甲板起重机D，三者都是 17、集装箱船的布置特点是。 A．大开口B，双壳体C，较多压载水舱D，三者都是 18、多用途船的布置特点是。 A．双层甲板B，大开口C，较少货舱D，三者都是 19、考虑主尺度选择范围的方法主要有。 A．母型船方法B，统计方法C，经验方法D，三者都是 20、船舶的使用要求要服从于技术性能。 A, 是B, 否 21、初始选择船长可以从来考虑。 A．浮力B，总布置C，快速性D，三者都是 22、选择船宽时首先考虑的基本因素是。 A．船宽尺度限制B，总布置C，快速性D，浮力 23、在吃水受限制的情况下为了满足浮力的要求，采用较大的船宽。这种船称为宽浅吃水船。A, 是B, 否 24、船舶采用两种吃水后，在执行法规和规范的规定时，应以结构吃水来校核， A．平均吃水B，设计吃水C，结构吃水D，三者都不是 25、型深的选择都要满足最小干舷的要求。 A, 是B, 否 26、满足限制条件和基本性能要求的主尺度方案称为可行方案， A, 是B, 否 27、可行方案只有一个， A, 是B, 否 28、船舶消防法规中，一般以来分档． A．排水量B，载重量C，总吨位D，三者都不是 29、无线电设备的配备标准电与有关
浅析住宅建筑方案优化设计的要点 发表时间：2018-03-15T15:04:51.703Z 来源：《防护工程》2017年第31期作者：刘云 [导读] 随着经济的不断发展，住宅建筑也得到了很大的发展，为了满足人们日益提高的要求。 广东华方工程设计有限公司 523000 摘要：随着经济的不断发展，住宅建筑也得到了很大的发展，为了满足人们日益提高的要求，住宅设计水平也在不断的提高，方案设计在建筑物的设计过程中起的作用是至关重要的。随着社会的进步，生活的节奏越来越快，方案设计阶段的设计周期越来越短，导致了一些不该出现的问题的出现，如何设计出适用、绿色的住宅设计是文中所要探讨的。 关键词：住宅建筑；方案优化；设计 前言：随着中国城镇化进程的加快，房地产市场呈现出蓬勃发展的趋势，并成为国家的经济支柱产业之一。在房地产市场中，相当一大部分是城市化中的住宅消费需求，农村的农业人口通过自己的努力在城市中购买自己的住房，因此住宅不仅仅是一个建筑设施，更是购买者的“家”。在住宅建筑方案确立的过程中，设计师、开放商、建筑商扮演做不同的角色，但他们应该同时都具备一些基本的与住宅建筑方案优化设计的理念，这些理念是为了能够更好地体现住宅的多方面功能。 一、对建筑设计方案进行优化的必要性 1.1集思广益，博采众长 负责建筑工程投标方案设计的单位仅有一家，因此，设计出的方案不可避免的会存在一定的局限性。而在设计招标的过程中，有时候甚至会有十家设计单位参与招标，因此，中标设计单位在对投标方案进行设计的过程中，可以汲取各投标方案中优秀的设计手法与设计亮点，集思广益，博采众长，并不断优化与完善中标方案。而在建筑设计方案招投标的过程中，优秀的设计方案更能为中标增添筹码，而且，相关的建设单位要对建筑设计方案优化的重要性进行正确的认识与了解，及时地订正思想中对设计方案优化存在的某些片面的想法。在设计招标结束之后，切勿急于后续的设计，要先对中标方案进行优化，在此过程中，可以在各个投标方案中汲取精华，从而使建筑设计方案更能够凸显出建筑的风格，并为后续的设计工作打下坚实的基础。 1.2建设单位的技术要求有待进一步落实 随着我国经济发展水平的不断提升，人们的生活水平与生活质量也得到了极大的改善与提高，因而，其对于建设项目的各项功能、环保等各方面也提出了更高的要求。一般来说，建设单位如果没有设计初稿，对建筑的实际风格进行描述就具有一定的难度。因此，设计单位在中标方案确定之后，要综合建筑工程造价中的各项技术、设计与功能等各项内容，来对设计方案进行优化，并使其得到进一步的落实。 1.3中标设计方案不成熟 在设计方案招标的过程中，建设单位与设计单位缺乏足够的时间进行有效地沟通与协调。基于此，也就决定了设计单位设计出的方案具有局限性，与建设单位的要求很难相满足。即使在某些情况下，有的设计方案在方案招标期间中标，其也无法保证技术标准与功能布局等方面的深度，因此，在此期间，对设计方案进行优化就十分有必要。通过对设计方案进行优化，促使中标方案能够更加成熟与完善。 二、住宅建筑方案优化设计要点 要想促使住宅建筑工程方案更加的安全和可靠，就需要优化住宅建筑结构设计，减少资金投入等，以此来提高经济效益。相较于传统的方案设计，方案优化设计具有很大的优势，工程的造价成本可以得到有效降低，工程资源可以得到更加合理的配置，最大限度的发挥材料利用率。优化建筑方案设计：结构设计的质量会在很大程度上受到方案结构设计的影响，并且一个建筑方案设计也会有很多的方案结构设计，不同的方案结构有着不同的工程造价和质量，因此，非常重要的一个步骤就是对结构方案进行合理选择。具体来讲，需要从整体着眼，注重细节，对结构与结构之间的关系进行科学处理，将整体方案结构以及构件的最佳受力状态充分发挥出来。 三、设计单位对设计方案进行优化的策略及其需要考虑的因素研究 3.1建筑设计方案优化的策略 3．1.1利用计算机技术对住宅建筑方案的设计进行优化 住宅建筑方案在设计的过程之中，需要大面积一定的情况下，对住宅中各个功能的布局，即卧室、厨房、客厅、卫生间、餐厅、阳台等部分的空间设计进行合理的布局。如果只是通过人的设计来进行这些规划，无法做到在面积一定的额情况下，使各个部分的设计都趋向合理。在建筑方案的设计过程之中，可以通过建立目标函数，利用计算机科学技术，对住宅建筑方案进行计算机的模拟计算，让住宅的各个部分能够在总面积一定的情况选达到各个部分的布局科学合理，是住户能够在入住的时候感觉到空间的合理结构所带来的舒适感。 3.1.2利用地方历史文化建筑对住宅建筑方案的设计进行优化 在不同的城市之中进行住宅建筑方案的设计之时，应该把地方特色文化在一定的范围内纳入其中，这是践行社会主义精神文明的途径之一。在一些地方，还存在做一些保留了地方特色文化的历史文化建筑，尤其是在合个地方的历史文化名城之中。在住宅建筑方案设计的