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龙图腾网获悉河北工业大学申请的专利装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计方法及平台获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116341354B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211455452.X，技术领域涉及：G06F30/27；该发明授权装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计方法及平台是由马国伟;苗茹云;黄轶淼;董威设计研发完成，并于2022-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计方法及平台在说明书摘要公布了：本发明为装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计方法及平台，考虑装配式钢结构超低能耗建筑成本和能耗两个方面，具体内容包括以下几个部分：根据装配式钢结构的结构特点，进行参数化设计研究和BIM动态模型自动建模；考虑建筑外围护结构材料参数对建筑能耗的影响，采用多种人工智能算法完成建筑能耗的预测工作，通过对比得到高效准确的建筑能耗预测方法并进行变量重要性分析；考虑结构的承载力约束条件，采用多目标优化算法进行装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计。同时构建了装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计平台，将结构稳定性验算和嵌入机器学习模型、多目标优化设计有机结合，使得整个实际过程更加自动化、智能化。

本发明授权装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计方法及平台在权利要求书中公布了：1.一种装配式钢结构超低能耗建筑多目标优化设计方法，考虑装配式钢结构超低能耗建筑成本和能耗两个方面，其特征在于，该设计方法的具体流程是： 1参数化建模： 由于装配式钢结构超低能耗建筑具有集成房间模块单元的模数化、标准化特点，不同建筑总长以及不同的建筑总宽有着不同的户型布置方式，充分考虑悬臂最小化、参数化布置原则及施工现场的结构装配方式，自动匹配当前建筑总长、建筑总宽的户型布置； 通过调整不同的建筑总长、建筑总宽自动生成符合特定目标的装配式钢结构建筑，通过调整建筑层数，即能完成整栋装配式钢结构的户型布置，再给梁柱赋予材料特性获得钢框架的BIM模型； 对钢框架的BIM模型根据规范进行结构稳定性计算，并统计钢框架的BIM模型中钢结构框架的用钢总量，根据钢单价得到总成本计算中的钢框架成本； 2建筑能耗影响因素分析： 利用建筑能耗模拟软件逐个分析对建筑能耗有影响的外围护结构材料性能参数的建筑能耗变化，确定对建筑能耗有影响的关键外围护结构材料性能参数的种类及各自的取值范围； 3建筑能耗预测： 依据建筑能耗影响因素分析模块确定的关键外围护结构材料性能参数的种类及各自的取值范围构建建筑能耗数据库，同时利用建筑能耗数据库对人工智能算法数据库中的各种智能算法进行训练评价，以最优性能的智能算法作为建筑能耗预测模型； 4多目标优化 以建筑总长、建筑总宽、建筑总层数、柱尺寸、梁尺寸、关键外围护结构材料性能参数，构成BIM参数化库，以BIM参数化库的数据为基础，以单位面积建筑成本Costx和单位面积建筑能耗Energyx来作为优化的目标函数，按照下式构建多目标优化设计计算模型； Costx＝TCL*W*N Energyx＝EL*W*N 其中，TC—居住建筑经济费用；L—建筑总长；W—建筑总宽；N—建筑总层数；E—建筑总能耗由步骤3的建筑能耗预测模型获得； 居住建筑经济费用TC： 其中：Cb—基础墙体成本；Cwin—窗户成本；Cr—屋面保温成本；Cw—外墙保温成本；Cd—地面保温成本；r—贴现率；yi，zi—更换年限；Cs—系统成本；C钢—钢框架成本，由步骤1参数化建模中得到的用钢量*钢单价获得； 多目标优化的约束条件为关键外围护结构材料性能参数的热工系数限值标准约束及钢框架结构的强度、刚度及稳定性约束； 所述钢框架结构的强度、刚度及稳定性约束是指满足以下条件： vb≤[vb]＝L400 λcx＝lcxicx≤[λ]；λcy＝lcyicy≤[λ] 1×105≤Ib≤5×109 1×106≤Ic1,Ic2≤5×109 其中：Mbx—同一截面处绕x轴的弯矩设计值；Wbx—对x轴的净截面模量；γx—对主轴x的截面塑性发展系数；f—钢材抗弯和抗压强度设计值；Nc—柱轴向力设计值，单位N；Ac—柱截面面积，单位mm2；Wcx—柱的截面抵抗矩，单位mm3；lcx、lcy—柱在x轴、y轴的计算长度；βmx，βtx—平面内和平面外的稳定验算等效弯矩系数；—弯矩作用平面内和平面外的轴心受压构件稳定系数；ΔT—结构顶点假想位移；x、y为钢框架的BIM模型建模时的x轴、y轴； 利用多目标优化算法获得最优解，将最优解放入参数化建模流程中的钢框架的BIM模型，获得最终BIM模型，实现装配式钢结构超低能耗建筑的优化设计。

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