建筑结构优化设计方法及案例分析(含增值服务)

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李文平著 著
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店铺: 悦读时代图书专营店
出版社: 中国建筑工业出版社
ISBN:9787112193288
商品编码:27535270083
包装:平装
出版时间:2016-08-01

具体描述

基本信息

书名:建筑结构优化设计方法及案例分析(含增值服务)

定价:88.00元

作者:李文平著

出版社:中国建筑工业出版社

出版日期:2016-08-01

ISBN:9787112193288

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.4kg

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导语_点评_推荐词

内容提要


李文平编*的《建筑结构优化设计方法及案例分析》围绕设计优化这一核心主题,站在工程建设项目总体开发层面上,结合设计、施工、成本、营销与物业管理等诸多因素,对建筑与结构设计优化进行分析探讨,是兼顾降本与增效的广义设计优化。
本书分为优化设计方法与案例分析两大部分,优化设计方法又分为建筑结构总体方案优化、岩土结构方案优化与构件设计优化三个层面,体现了从宏观到微观层面的优化;案例分析部分则是针对具体项目的全面设计优化。
本书的主要受众群体为岩土与建筑结构设计单位专业人员以及房地产开发企业的设计管理部门人员,也可供项目管理、造价控制、营销策划、投资决策等人员,以及高校相关专业的师生参考使用。

目录


篇 建筑结构优化的意义与必要性章 建筑结构优化的本质第二章 建筑结构优化的意义与必要性 节 建筑结构优化的社会意义 第二节 建筑结构优化设计对房地产开发企业的意义第三章 聘请专业优化咨询单位的必要性 节 房地产开发企业的设计部门难以取代优化设计咨询公司 第二节 不要指望设计院主动进行成本控制与优化设计 第三节 施工图审查不能取代设计优化 第四节 结构设计优化不是简单的审图与提意见第四章 对建筑结构优化的常见误解与担心 节 建筑结构优化不会导致结构安全度的降低 第二节 建筑结构优化不会降低营造品质 第三节 建筑结构优化不会影响设计与施工进度第五章 建筑结构优化的时机选择第二篇 建筑结构优化方法综述第六章 建筑结构总体方案的优化 节 总平面与竖向设计优化 第二节 地下空间综合利用问题的综合优化 第三节 建筑平面设计优化 第四节 建筑体型、立面设计优化 第五节 层高的控制与设计优化 第六节 房屋总高的控制与设计优化 第七节 建筑高宽比的控制与设计优化 第八节 结构转换的规避与设计优化 第九节 结构超限的规避与设计优化 第十节 跨度、柱(墙)距的设计优化第七章 岩土、结构方案对成本的影响 节 基坑支护、边坡挡墙结构设计优化 第二节 地基基础选型的技术经济比较 第三节 地基处理方案的技术经济比较与优化 第四节 桩基方案的技术经济比较与优化 第五节 载荷试验的优化策略 第六节 结构抗浮设计优化 第七节 基础底板设计优化 第八节 主体结构选型与设计优化 第九节 结构布置设计优化第八章 模拟、分析及设计方法的合理性与设计优化 节 荷载取值与倒算的控制与优化 第二节 几何模型与边界条件的确定与优化 第三节 分析与设计参数的取值与优化 第四节 分析、设计方法及工具的选择与优化 第五节 设计目标的合理设定与优化 第六节 计算结果异常的甄别与优化第九章 结构细部精细化设计 节 各种基础类型的精细化设计 第二节 剪力墙的精细化设计 第三节 柱的精细化设计 第四节 梁的精细化设计 第五节 板的精细化设计 第六节 连接、锚固及配筋构造的精细化设计 第七节 材料选用的精细化设计 第八节 设计结果归并的合理化与精细化第十章 外部设计条件对岩土结构成本的影响及优化策略 节 对勘察报告中岩土设计参数的评价与优化 第二节 对勘察报告中抗浮设计水位的评价与优化策略 第三节 对“地震安全性评价”结果的评价与应对策略 第四节 对“人防设计要点”中人防配建指标与抗力级别的评价及应对策略第三篇 典型工程建筑结构优化设计案例分析第十一章 哈尔滨某综合体项目建筑结构优化 节 工程概况 第二节 设计优化第十二章 河北邢台某商业住宅项目建筑结构优化 节 工程概况 第二节 建筑设计优化 第三节 岩土结构设计优化第十三章 北京顺义某独栋办公项目建筑结构优化 节 工程概况 第二节 设计优化第十四章 河北保定某住宅项目建筑结构优化 节 工程概况 第二节 建筑设计优化 第三节 岩土工程勘察设计优化 第四节 结构设计优化 第五节 优化咨询服务经济效益评价参考文献

作者介绍


文摘


序言



建筑结构优化设计方法及案例分析(含增值服务) 内容简介 本书深入探讨了现代建筑结构设计的核心理念与实践,旨在为结构工程师、建筑师、工程项目管理者以及相关领域的专业人士提供一套系统、全面且极具操作性的理论框架与技术指南。我们聚焦于“优化设计”这一关键环节,从根本上提升建筑结构的安全性、经济性、耐久性与可持续性,并结合丰富的实际案例,展现理论如何落地生根,转化为切实可见的工程效益。 第一部分:理论基础与优化设计理念 本部分将首先梳理建筑结构设计的发展脉络,强调从传统经验主义到科学理性设计的演进。我们将深入剖析结构优化设计所包含的几个核心要素: 目标函数与约束条件的确立: 优化设计的基石在于清晰地定义设计目标,并理解其所面临的各种限制。本书将详细讲解如何根据建筑功能、场地条件、材料特性、法规标准等因素,确立如“最小材料用量”、“最小结构自重”、“最大承载能力”、“最经济造价”、“最佳抗震性能”等多种目标函数。同时,我们将系统阐述各种约束条件,包括但不限于材料强度、刚度、稳定性、变形限制、构件尺寸、连接节点要求、施工可行性、消防安全、环保节能等,并介绍如何量化和表达这些约束。 优化设计方法论的演进: 从早期的试错法、图解法,到后来的数理规划方法(如线性规划、非线性规划),再到当前广泛应用的遗传算法、模拟退火、粒子群优化等智能算法,本书将对各类优化设计方法的原理、特点、适用范围进行深入介绍。我们将重点阐述这些方法如何在结构设计中实现参数优化(如截面尺寸、配筋量)、拓扑优化(如构件形状、连接方式)以及性能优化(如动力响应、疲劳寿命)。 多学科协同与集成设计: 现代建筑结构设计不再是孤立的工程问题,而是需要与建筑、材料、环境、施工、经济等多个学科深度融合。本书将强调多学科协同的重要性,探讨如何通过集成设计的方法,在设计初期就充分考虑结构与其他系统的相互影响,实现整体最优。例如,结构优化如何服务于建筑形态的实现,又如何与机电设备、幕墙系统等进行有效的整合。 第二部分:关键结构构件的优化设计 本部分将聚焦于建筑结构中的主要构件,详细阐述针对它们的优化设计策略与技术: 梁、柱、板的优化: 截面形式与尺寸优化: 针对不同荷载条件和跨度要求,探讨如何通过改变截面形状(如矩形、T形、I形、箱形等)和尺寸,以及钢筋的配置(数量、直径、间距),来达到最优的承载能力和经济性。我们将分析不同材料(钢筋混凝土、钢结构、木结构)在梁、柱、板设计中的优化考量。 配筋优化: 深入研究钢筋混凝土梁、柱、板的配筋设计,包括主筋、分布筋、架立筋的合理布置,以及箍筋、横向钢筋的间距与形式优化,以提高构件的抗剪、抗弯、抗扭能力,并兼顾施工便利性。 预应力技术在优化设计中的应用: 探讨预应力混凝土梁、板等构件的设计优化,如何通过施加预压应力来减小挠度、增大承载力,并实现更轻巧的结构形式。 框架结构与剪力墙结构的优化: 框架体系优化: 分析框架梁、柱的连接节点设计,以及梁柱截面尺寸沿层数的变化规律,如何通过优化形成具有良好抗侧刚度和延性的框架体系。 剪力墙体系优化: 探讨剪力墙的厚度、长度、配筋形式的优化,如何通过墙肢的布置和连接,形成有效的抗侧力结构,并兼顾空间利用和采光通风。 钢结构连接节点的优化: 节点形式的选择与优化: 详细介绍各种连接节点(如焊缝连接、螺栓连接、销连接)的受力特性,以及如何根据节点受力大小、方向、构件类型选择最优的节点形式,并进行详细的尺寸和构造设计,以保证连接的安全可靠和经济高效。 节点承载力与延性优化: 探讨如何通过优化节点构造,提高其承载能力和耗能能力,特别是在抗震设计中,节点的延性设计至关重要。 大跨度结构与特殊结构的优化: 空间网格、悬索、斜拉桥等大跨度结构的优化: 介绍这些结构形式的受力特点,以及如何通过优化杆件直径、网格密度、索力控制、支承点布置等,实现结构的轻巧、高效和美观。 复杂地形、高烈度地震区等特殊结构优化: 针对特殊场地和环境,探讨如何通过优化结构体系、材料选择、连接方式等,满足极端荷载下的安全要求。 第三部分:先进的结构分析与设计工具 现代结构优化设计离不开先进的计算工具与软件支持。本部分将介绍: 有限元分析(FEA)在结构优化中的作用: 深入讲解有限元方法如何用于精确计算结构的应力、应变、变形、模态等,为优化设计提供可靠的分析基础。我们将介绍常用的有限元分析软件及其在结构优化中的应用技巧。 参数化设计与参数化建模: 探讨如何通过参数化建模,将设计变量与结构模型关联起来,实现设计的自动化和参数化驱动。 拓扑优化软件与流程: 介绍专门用于结构拓扑优化的软件,例如生成最优材料分布的算法,如何基于预设的荷载和约束条件,自动寻找最优的结构形态。 性能化设计与仿真: 讲解如何利用计算机仿真技术,模拟结构在各种荷载(如风、震、火)下的性能表现,为优化设计提供性能评估依据,特别是基于性能的抗震设计(PBD)。 第四部分:案例分析与实践应用 理论结合实践是本书的另一大亮点。本部分将精选一系列不同类型、不同地域的建筑工程案例,从设计理念、优化方法、技术细节、经济效益等多个维度进行深入剖析: 住宅建筑结构的优化: 分析高层、超高层住宅的结构体系选择与优化,如筒体-框架结构、巨型结构的优化设计。 公共建筑结构的优化: 选取会展中心、体育场馆、博物馆等大型公共建筑案例,探讨其复杂空间形态下的结构优化,以及材料选择与节能环保的考量。 工业与民用建筑的结构优化: 结合实际项目,分析厂房、仓库等工业建筑以及商业综合体等民用建筑的结构优化案例。 既有建筑加固与改造的结构优化: 探讨如何对既有建筑进行结构评估,并运用优化设计理念,提出经济、高效、安全的加固改造方案。 绿色建筑与可持续发展的结构优化: 重点分析如何通过结构优化,减少材料消耗,降低碳排放,提升建筑的能源效率,符合绿色建筑的发展趋势。 案例分析要素: 对于每一个案例,我们将详细介绍: 项目背景与设计要求: 明确项目的地理位置、建筑功能、层数、结构体系、荷载条件、抗震设防烈度等。 面临的设计挑战: 指出项目中遇到的特殊技术难题或经济性要求。 采用的优化设计方法: 详细说明所应用的具体优化算法、软件工具,以及如何进行参数化或拓扑优化。 关键构件的优化过程与结果: 展示梁、柱、板、墙、节点等关键构件是如何通过优化得到最优设计参数和构造措施的。 经济性与可持续性评估: 量化分析优化设计带来的材料节省、成本降低、能耗减少等效益。 施工经验与注意事项: 结合案例,分享在优化设计成果转化为施工过程中的一些实践经验。 第五部分:增值服务与未来展望 为更好地服务于读者,本书还包含以下增值服务内容: 常用结构优化设计软件操作指南: 提供一些主流结构优化设计软件的入门教程和高级应用技巧,帮助读者快速上手。 结构优化设计常见问题解答: 针对读者在实际工作中可能遇到的典型问题,提供专业的解答与建议。 结构优化设计相关标准规范速查: 汇集国内外重要的结构设计与优化相关的标准规范,方便读者查阅。 行业前沿技术与发展趋势: 展望结构优化设计的未来发展方向,如人工智能在结构设计中的应用、大数据驱动的结构性能预测、数字化孪生在结构全生命周期管理中的作用等。 作者咨询服务: 为购买本书的读者提供一定时长的专家咨询服务,协助解决项目中的具体技术难题。(此处为增值服务的具体体现,请根据实际情况调整描述) 本书特色 理论系统性与实践操作性并重: 既有深厚的理论根基,又包含详实的工程实践指导。 方法全面性与先进性: 涵盖了从经典优化方法到前沿智能算法的全过程。 案例丰富性与代表性: 精选了多样化的工程案例,具有广泛的借鉴意义。 注重工程效益: 强调优化设计在提升安全性、经济性、耐久性及可持续性方面的实际价值。 强调多学科融合: 突出结构设计与其他工程领域的协同作用。 配备增值服务: 提供实用的工具、指导和专家支持,提升学习与应用效果。 本书的出版,旨在为推动中国建筑结构设计的技术进步与创新贡献力量,帮助广大工程技术人员掌握最先进的优化设计理念与方法,为建设更加安全、经济、绿色、美好的未来建筑贡献智慧和力量。

用户评价

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最近有幸拜读了一本关于建筑结构优化设计方面的书籍,说实话,在翻开之前,我内心是有些忐忑的,担心内容会过于晦涩难懂,毕竟我并非科班出身。然而,读完后,我的顾虑完全烟消云散,取而代之的是满满的收获感。这本书给我最直观的感受就是“实用”。作者并没有沉溺于理论的海洋,而是将大量的篇幅用在了分析实际工程中的各种问题,并给出了切实可行的解决方案。 书中对于不同类型建筑结构在优化过程中可能遇到的瓶颈,进行了非常深入的剖析。比如,在分析高层建筑结构时,作者详细讲解了如何通过调整质量分布、剪力墙布置以及基础形式来达到减震和抗震的最佳效果。我尤其对书中关于风荷载和地震作用下的结构响应分析部分印象深刻,作者通过大量的计算实例和图示,让我清晰地看到了不同优化策略对结构性能的影响。 而且,书中对于一些新兴的优化技术,比如参数化设计和仿生学原理在结构设计中的应用,也有所提及。这让我看到了建筑结构设计未来的发展趋势,也让我意识到,要想在这个领域有所建树,就必须不断学习和拥抱新技术。作者在这些方面的介绍,虽然篇幅不算特别长,但信息量巨大,为我打开了新的视野。 值得一提的是,作者在书中也强调了优化设计过程中,经济成本和可持续性的重要性。他并没有片面地追求结构的极致性能,而是在性能、成本和环境影响之间找到了一个平衡点。这种“折衷”的设计思维,在实际工程中显得尤为重要,也让我对“最优”有了更深刻的理解。 总而言之,这本书是一本难得的指导性读物,它不仅能帮助专业人士巩固和提升自己的技能,也能让对建筑结构有兴趣的非专业读者,对这个领域有一个全面而深入的了解。它是一本值得反复阅读和学习的书籍。

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这本书绝对是我近期读到的一本令人惊喜的读物。它不像市面上很多技术书籍那样枯燥乏味,而是以一种非常生动和贴近实际的方式,深入浅出地讲解了建筑结构优化设计的原理和方法。作者在理论阐述上做了大量的铺垫,但绝不是空谈,而是紧密结合了各种工程实例,让我这种非专业人士也能大致理解其中的精髓。 其中最让我印象深刻的是,书中对不同结构体系在优化设计过程中所面临的挑战和解决方案进行了详尽的对比分析。比如,作者花了相当大的篇幅来讨论钢结构和混凝土结构在进行重量优化时的差异,以及如何通过调整构件截面、节点连接方式等来达到最佳的经济效益和性能。而且,书中还穿插了一些小技巧和经验分享,这些都是在课堂上或者其他文献中很难找到的宝贵信息。 我特别喜欢作者在案例分析部分的处理方式。他没有简单地罗列项目数据,而是将每一个案例都当作一个故事来讲述,从最初的设计构思,到中间遇到的技术难题,再到最终的解决方案和取得的成果,都有非常细致的描述。这种叙述方式极大地增强了阅读的代入感,让我仿佛置身于项目现场,和工程师们一起攻克难关。 更重要的是,这本书并没有止步于纯粹的技术层面。作者还在书中探讨了结构优化设计在可持续发展和绿色建筑方面的意义,这让我对建筑结构有了更宏观和更深层次的理解。书中提到的一些环保材料的应用和设计理念,也给了我很多启发。感觉作者的视野非常开阔,不仅仅局限于技术本身,而是将它融入到更广阔的社会和环境背景中。 最后,我想说的是,这本书的排版和插图也做得非常出色。图文并茂,大量的高质量图表和模型展示,让复杂的概念变得直观易懂。阅读过程中,我可以随时对照图表来理解文字内容,大大提高了学习效率。虽然我不是这个领域的专业人士,但通过这本书,我对建筑结构优化设计有了一个全新的认识,也对未来建筑的发展方向有了更多的思考。

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这是一本让我耳目一新的学术著作。在阅读过程中,我被作者深厚的专业功底和严谨的治学态度所深深折服。书中对建筑结构优化设计的每一个环节都进行了细致入微的探讨,从理论基础的构建,到具体方法的选择,再到案例的实际应用,都做到了精益求精。 书中对于各种优化算法的介绍,虽然涉及了一些复杂的数学模型,但作者运用了大量生动形象的比喻和图示,使得原本抽象的概念变得易于理解。我特别喜欢作者在介绍遗传算法和模拟退火算法时所采用的类比,这让我这个在数值分析方面稍显薄弱的读者,也能比较轻松地掌握其核心思想。 而且,书中对不同优化目标的权衡和处理,也给我留下了深刻的印象。作者明确指出,结构优化并非单一指标的最优化,而是需要在多个相互制约的目标之间寻求最佳平衡,比如在保证安全性的前提下,实现材料的节约和成本的降低。书中对这些多目标优化问题的求解策略,提供了非常具有指导意义的思路。 我尤其欣赏作者在处理实际工程案例时的深度。他并没有简单地介绍项目信息,而是将案例的优化设计过程,与相关的理论方法紧密结合起来,分析每一个决策背后的逻辑和考量。这种“理论与实践相结合”的处理方式,极大地增强了书籍的说服力和参考价值。 这本书的语言风格也非常独特,既有学术论文的严谨,又不乏通俗易懂的表述,使得阅读过程非常顺畅。我感觉这本书不仅是供专业人士参考的,对于有志于从事建筑结构设计领域的学生来说,也是一本不可多得的启蒙教材。

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读完这本书,我最大的感受是“豁然开朗”。之前对建筑结构优化设计的理解,一直停留在比较模糊的层面,而这本书则像一盏明灯,为我指引了方向。作者的讲解思路非常开阔,不仅仅局限于单一的理论,而是将结构优化置于一个更广阔的工程和环境背景下进行探讨。 书中对不同荷载作用下结构的响应分析,进行了非常详尽的阐述。我特别关注了关于风振和地震作用下结构动力特性分析的部分。作者通过大量的仿真计算结果和数据图表,生动地展示了不同结构形式和参数对整体性能的影响,这对于我理解结构的稳定性和安全性至关重要。 而且,书中对材料选择和连接方式的优化,也进行了深入的分析。我看到了作者如何在保证结构强度的前提下,通过选择新型复合材料或者优化节点设计,来达到减轻自重、降低成本的目的。这种“精打细算”的设计理念,在实际工程中具有非常重要的参考意义。 让我感到受益匪浅的是,作者在书中还探讨了结构优化设计与建筑美学的融合。他认为,优化的结构本身也应该具有一定的美感,而不是仅仅追求功能的实现。书中引用的一些优秀案例,也印证了这一点,让我看到了技术与艺术的完美结合。 总的来说,这本书不仅仅是一本技术指南,更是一本能够启发思考的著作。它让我对建筑结构有了更深的理解,也对未来的建筑设计充满了期待。我真心推荐这本书给所有对建筑结构感兴趣的朋友们。

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坦白说,在拿起这本书之前,我对于“建筑结构优化设计”这个概念并没有一个清晰的认知。它听起来像是很高深莫测的领域,但这本书却以一种极其友好的方式,为我打开了这扇门。作者的叙述逻辑非常清晰,循序渐进,从最基础的力学原理开始,逐步深入到复杂的优化算法和工程实践。 我特别喜欢书中对“结构冗余度”和“能量最小化原理”的解释。通过一些简单的物理模型和直观的图示,作者将这些核心概念讲解得非常到位。这让我明白,结构的优化不仅仅是为了节约材料,更是为了让结构在满足功能需求的同时,达到一种更为经济和高效的状态。 书中对各种优化方法的介绍,让我看到了建筑结构设计所拥有的无限可能性。无论是传统的迭代优化方法,还是新兴的人工智能辅助设计,作者都进行了较为全面的梳理,并对其优缺点进行了客观的评价。这为我选择合适的优化工具提供了宝贵的参考。 让我惊喜的是,书中还包含了一些关于设计软件和计算工具的应用介绍。虽然我可能暂时用不到这些工具,但了解它们的存在和功能,让我对现代建筑结构设计的工作流程有了更直观的认识。这感觉就像是提前窥探了行业内的“秘密武器”。 最让我感动的是,作者在书中传递出一种对建筑事业的热情和责任感。他不仅仅是在传授技术,更是在分享他对建筑结构美学和可持续发展的思考。这本书让我感受到,建筑结构优化设计不仅仅是一项技术活,更是一门艺术,一种对人类居住环境的负责任的态度。

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