房屋结构设计中的建筑结构设计优化 李建东

发表时间:2020/2/3   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:李建东
[导读] 摘要:房屋建筑结构设计进行相关优化能够有效节约成本;房屋建筑结构设计优化能够充分体现出当代建筑设计的发展特点,并且建筑结构设计上对美学、文化的独特思想也对城市形态有些积极的影响。
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        摘要:房屋建筑结构设计进行相关优化能够有效节约成本;房屋建筑结构设计优化能够充分体现出当代建筑设计的发展特点,并且建筑结构设计上对美学、文化的独特思想也对城市形态有些积极的影响。所以在房屋建筑施工过程中,就需要对建筑结构进行充分优化,以此来最大限度节约工程成本,通过合理、科学的设计优化,能够确保建筑在材料、结构、美学上都具有可靠性,最终实现实用、美观、安全的目的。
        关键词:结构设计;优化方式;节能环保
        随着我国国民经济发展速度以及城市化进程的不断加快,国内的建筑行业也开始进入到飞速发展的历史时期,为经济的繁荣以及人民群众生产生活水平的提升做出了突出的贡献。在房屋建筑的结构设计工作中,不仅要保证建筑内部空间与结构相互协调配合,而且还要保证房屋安全、实用,使房屋建筑从整体上更加的经济、美观。由于房屋建筑与使用人员的生命财产安全息息相关,因此,设计人员必须要对房屋结构设计优化工作予以足够的重视,并根据房屋的实际情况与预算资金消耗找到合适于工程实际的优化方案,实现多种优化方式相互配合,通过信息化技术的参数计算,配合节能的先进理念,为房屋建筑工程的顺利、优质完工奠定坚实的基础。
        1房屋结构优化的意义分析
        根据国外相关机构调查分析,在房屋建筑施工中对房屋建筑结构设计进行科学、合理的优化将节约房屋1/3的经济成本,并且优化房屋建筑结构能够提高房屋建筑施工效率,为房屋建筑施工单位节约大量的资金成本。提高住房质量的同时,也能够提高市场竞争优势。所以,越来越多的房屋建设单位考虑对房屋建筑结构设计进行优化,这样既可以为企业带来更多的经济回报,也能够提升我国建筑设计的技术,促进我国建筑设计领域的发展。所以做好房屋建筑结构的优化工作,就可能对现有房屋结构提出更加苛刻的要求,不断在创新、探索中寻求突破,在房屋建筑材料、结构等方面做处理,利用合理科学的手段,优化房屋建筑结构设计,从而为我国经济发展做贡献。
        2房屋结构整体设计优化详述
        2.1施工概念设计
        (1)房屋建筑整体结构设计;(2)对结构细节的把握;(3)房屋建设参数的计算等。在实际操作的过程中,设计人员需要对结合房屋结构设计任务对总体方案进行综合分析,最终形成具有针对性和可操作性特征的优化设计方案。
        2.2概念设计的具体使用
        提出概念设计的意义在于让房屋建筑在整体结构方面更加的安全,而近年来国内发生的地质灾害也让房屋的抗震性得到了社会各界的广泛关注。所以,融入抗震概念是房屋结构设计优化工作中必不可少的一项内容。不过,我国的地域辽阔,而且地震灾害也伴有很强的随机性,所以,国内不同地区对于房屋的抗震设计不尽相同,在实际工作中,设计人员应该充分考虑到房屋建筑的安全和抗震能力,并在满足相关标准与规范要求的前提下,尽可能减少项目投入,实现社会效益和经济效益的双丰收。总的来说,在建筑结构设计优化工作中,概念设计扮演着非常重要的角色,是维系工程安全的纽带。优化方案在房屋建设当中遵循的中心思想就是,具备良好的安全系数,当面临较大地震危害时,可以保证建筑安全,该中心思想也是理想状态下的目标。
        3房屋结构相应的优化方略
        3.1完善局部与整体优化环节
        在优化技术中,房屋建筑结构局部优化与建筑结构整体优化均占据着十分重要的位置,其对房屋建筑整体的优化设计也有着非常显著的影响。所以,设计人员需采取多种措施不断改善房屋建筑整体优化与局部优化设计工作。又因为房屋建筑结构设计的层次性和复杂性十分显著,且房屋结构设计中所涵盖的内容也相对较多。所以设计人员在优化设计工作中,要结合工程设计的上述特点,不断提高建筑房屋结构优化设计的全面性。

另外,在设计中应科学地选择建筑结构建设的主要材料和构件,将重点放在房屋建筑整体结构的优化设计上,进而不断完善建筑结构的性能,有效提高建筑结构优化设计的质量,满足房屋结构设计的多样化要求。
        3.2建筑结构的竖向设计
        建筑的楼层会逐渐增加,为维持建筑的稳定性,建筑刚度增加的同时,竖向荷载也逐渐加大,而且随着建筑高度的增加,侧向力也在持续扩大,在竖向设计中处理的首要问题就是避免出现薄弱层。假如建筑中具有薄弱层,那么地震发生的时候首先会损坏薄弱层,对建筑整体的安全以及稳固产生重大影响。所以,在结构竖向设计时应该注意建筑立面多选择梯形以及矩形等规则的形状,确保结构的形状稳定,在设计的过程中让结构的刚度、承载力从下至上均匀变化,逐渐减小,不形成突变。还可以通过控制混凝土的强度,控制剪力墙的轴压比值以及合理布置剪力墙等来确保结构拥有良好的延展性,提升结构的抗震性能。
        3.3加强建筑结构的刚度设计
        在建筑刚度的设计中,由于设计者的概念不同,设计水平存在一定程度的差异,导致设计过程中存在较大的经济指标差异。其侧向刚度对建筑结构的抗震性能有很大影响。在土地较浅的地区,基础以桩基为主,使整个建筑物的承重层陷入小型化结构。在岩层中,基础具有较好的稳定性和强度。在这种情况下,在设计所需的刚度时可稍低。控制标准可以基于结构极限变形能力。在设计结构刚度时,要确保在达到变形极限时结构刚度尽可能小。这将在抗震中发挥极其重要的作用,减少共振的发生。
        3.4实现节能优化
        现在我国各行各业都在体现节能设计的思想和理念,在房屋建设也不例外,但是节能并不是意味着一直的降低投入,而且通过绿色建筑的理念,使房屋结构设计得到有效优化。首先,为了让房屋具备良好的采光性,应结合工程所处的地理位置、气候条件以及当地城市规划的实际情况与要求,对建筑的朝向进行针对性选择,这样不仅可以保证房屋能够接受到更为合理的阳光照射,也为室内通风奠定了更为坚实的硬件基础。其次,对于建筑的外貌形状,尽量避免与寒风呈90度角,这种做法不但可以最大程度降低热量的损耗,而且能够获得高效节能的良好效果最后,对于房屋建筑维护,主要表现在其屋顶、门以及窗户等设计,在面对阳光一侧,窗户面积应尽可能扩大,数量上也应尽可能的增多,从而使房屋可以充分的采集到阳光;在背光一侧,应尽量减少窗户的数量,目的是防止热量的过度散失。另外,还要对门窗材质的选择予以应有的关注,尽可能提高门窗的保温能力。对于建筑顶棚的设计,可以加装可循环的水管,以便获得冬暖夏凉的使用效果。
        3.5计算简图的合理利用
        建筑结构在设计时,会涉及到很多构件,这些构件本身的尺寸大小、配筋问题等,都会涉及到相对应的计算问题。在建筑结构设计时,这些计算数据和相对应的信息,具有非常重要的作用,一旦在某一个计算环节当中出现偏差,必然会直接导致结构设计的效果受到影响。在针对相关内容进行具体计算时,会涉及到计算简图的选择和利用,因此,在针对计算简图或者是计算模型进行计算和具体选择的时候,一定要保证简图、模型与实际情况相符和。但是由于现阶段在高层建筑结构设计过程中,其整个结构设计的流程具有一定的复杂性,所以在很多环节和方面,想要真正保证计算简图的合理性和有效性,都具有一定难度。针对这一现象,需要从各个方面的条件因素出发,对其进行综合分析,这样才能够保证计算简图在选择过程中的合理性。
        4结语
        总之,在条件允许的情况下,应尽可能做到对信息化辅助设备的合理利用,降低房屋的施工成本,从而使优化目标能够得到更好的实现。需要注意的一点是,在实际的施工过程当中,设计人员的优化方案应针对不同建筑需求、地理地貌进行差异性选择,切忌出现生搬硬套以往做法的行为,以保证优化方案的科学性与可行性。
        参考文献:
        [1]徐军良.高层混凝土建筑抗震结构优化设计措施探讨[J].建筑知识(学术刊),2013(9):100.
        [2]朱李理.高层结构设计问题分析及应对策略[J].城市建筑,2017(9):71.
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