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龙图腾网获悉崇义规划建筑设计院申请的专利基于建筑信息建模的农村房屋结构优化设计方法及系统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：CN119442404B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11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：202411481733.1，技术领域涉及：G06F30/13；该发明授权基于建筑信息建模的农村房屋结构优化设计方法及系统是由钟诗平设计研发完成，并于2024-10-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于建筑信息建模的农村房屋结构优化设计方法及系统在说明书摘要公布了：本申请公开了基于建筑信息建模的农村房屋结构优化设计方法及系统，涉及建筑结构分析设计技术领域，该方法包括：获取待建造的农村房屋的地理气候数据、建筑用户需求数据和施工条件数据；根据所获取的数据确定房屋设计变量集；根据房屋设计变量中各个变量参数的取值范围随机生成初始解，以构建初始种群；利用遗传算法对初始种群进行个体优化，根据适应度筛选个体进行包含交叉和变异的迭代遗传进化操作，最终确定最优个体；将最优个体所指示的各类变量参数的目标取值输入BIM构建模块，以确定针对农村房屋的目标BIM模型。由此，将遗传算法优化与BIM建模技术进行有机融合，提升了农村房屋设计的结构安全性、经济性、施工效率和智能化水平。

本发明授权基于建筑信息建模的农村房屋结构优化设计方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于建筑信息建模的农村房屋结构优化设计方法，包括： 获取待建造的农村房屋的地理气候数据、建筑用户需求数据和施工条件数据；所述地理气候数据包含地形地貌信息和气候条件信息；所述建筑用户需求数据包含建筑面积、房屋布局和建造预算成本；所述施工条件数据包含可供应建筑材料种类、可用施工设备种类、设备租赁成本和施工人力单价； 根据所获取的地理气候数据、建筑用户需求数据和施工条件数据，确定房屋设计变量集；所述房屋设计变量集包含地基设计变量、结构框架设计变量、抗风抗震设计变量和材料选择设计变量；每一房屋设计变量分别用于指示相应变量参数的取值范围； 根据所述房屋设计变量集所指示的各个变量参数的取值范围随机生成一组初始解，以构建初始种群；初始种群中的每个个体分别用于是由相应的候选房屋结构设计方案而定义的，所述候选房屋结构设计方案包含各类变量参数的候选取值； 利用遗传算法对所述初始种群中的个体进行优化，根据适应度函数计算结果筛选个体进行包含交叉和变异的迭代遗传进化操作，最终确定最优个体；所述遗传算法的适应度函数是根据个体中候选房屋结构设计方案所对应的结构安全度、成本预算匹配度和施工周期而定义的； 将所述最优个体所指示的各类变量参数的目标取值输入BIM构建模块，以确定针对所述农村房屋的目标BIM模型； 针对所述目标BIM模型进行有限元分析，以得到所述目标BIM模型中的房屋承重构件在风荷载和地震荷载作用下的应力分布信息、最大位移和层间位移角；有限元分析的边界条件是根据地基固定条件、土壤特性以及建筑结构支撑关系而定义的； 根据所述应力分布信息、最大位移和层间位移角，验证所述目标BIM模型所指示的房屋结构是否满足抗震抗风安全性要求； 其中，所述适应度函数通过下式表达： Q＝w1·S结构+w2·B成本+w3·S周期， 式中，Q表示个体的适应度，S结构表示个体中候选房屋结构设计方案所对应的结构安全度，B成本表示个体中候选房屋结构设计方案所对应的成本预算匹配度，S周期表示个体中候选房屋结构设计方案所对应的施工周期匹配度；w1、w2和w3是适应度权重； 其中，针对S结构的计算为： S结构＝w风·S风+w震·S震， F地＝C震·M房屋·g， 式中，S风表示房屋抗风安全度，S震表示房屋抗震安全度，w风和w震是结构安全度权重；K侧为房屋侧向刚度，F风为风荷载；Cd为风压系数，依据建筑物形状和迎风面的粗糙度而确定；A风为房屋迎风面积；ρ风为空气密度，V风为房屋设计风速；F地为地震荷载；C震为地震系数，依据房屋所在地区的设计地震烈度而设置；M房屋为房屋重量，g为重力加速度； 其中，针对B成本的计算为： C总＝C材料+C设备+C人工， 式中，C总表示总施工成本，C预算表示建造预算成本，C材料、C设备和C人工分别表示施工材料成本、施工设备租赁成本和施工人工成本；Va为第a种建筑材料的使用量，Pa为第a种建筑材料的单价，A为个体中候选房屋结构设计方案所涉及的建筑材料的种类数量；Tj为第j种设备的使用时长，Rj为第j种设备的租赁单价，J为个体中候选房屋结构设计方案所涉及的施工设备的种类数量；Nα为第α种工人的数量，Wα为第α种工人的小时工资，Tα为第α种工人的施工时间，I为个体中候选房屋结构设计方案所涉及的工种数量； 其中，针对S周期的计算为： 式中，T基准表示设定的项目预期施工周期，T施工表示根据个体中候选房屋结构设计方案所计算的施工周期，Wl为第l项施工任务的工作量，El为第l项施工任务的施工效率，q为个体中候选房屋结构设计方案所涉及的施工任务总数； 其中，所述针对所述目标BIM模型进行有限元分析，以得到所述目标BIM模型中的房屋承重构件在风荷载和地震荷载作用下的应力分布信息、最大位移和层间位移角，包括： 计算各个房屋承重构件的剪应力，并根据各个房屋承重构件的位置和相应的剪应力得到应力分布信息； 其中，用于计算房屋承重构件的剪应力的公式为： 式中，σu为第u个房屋承重构件的剪应力，用于衡量构件在外部荷载作用下的内部力学响应；F外为根据风荷载和地震荷载的合力所确定的外部荷载，fu为第u个房屋承重构件的剪力，bu为第u个房屋承重构件的截面积；eut为第u个房屋承重构件的弹性模量随时间t的关系函数，其是根据各种建材类型的退化试验数据而预标定的。

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