摘要:房屋工程的施工质量直接关系到了我国人民的生命财产安全,在房屋建筑结构设计过程中,对建筑结构进行设计优化的主要目的就是在保证房屋基本结构优化协调的同时,还能够保证房屋工程结构的安全性、经济性、适用性和美观性,能够在一定程度上降低工程造价。因此,对建筑设计人员应该重视房屋结构设计,并根据工程的实际情况对建筑结构进行合理优化。
关键词:房屋建筑;结构设计;优化分析
1 房屋建筑结构设计优化的重要性
在房屋结构设计中采用建筑结构设计优化技术,不仅能够实现建筑物的美学价值、实际使用价值和经济价值等各种价值,还能够节约建筑成本、保护建筑物施工现场附近的生态环境。因此,恰当地运用这种结构设计技术,可以实现房屋建筑的综合效益。采用优化的设计技巧,可以合理配置各种资源,充分利用建筑原料,并协调好房屋各个独立的单元,使这些独立的部分互相配合,共同发挥作用;可以在创新设计方式的同时,确保建筑物的安全性能达到既定标准,保护居民的生命健康和财产安全;还可以帮助建筑物结构的设计者认真规划建筑设计方案,选择最科学、最合理的设计方式,实现建筑结构设计的最终目标。
2 房屋结构设计中需注意事项
2.1 悬挑梁的梁高
悬挑梁对竖向地震比较敏感,一旦悬挑梁设计不合理,在竖向地震的作用下就会失去承载力。在房屋结构设计工作中,一些房屋结构设计人员虽然注重对悬挑梁强度进行检验,但是对悬挑梁的梁高不够重视,时常出现悬挑梁梁高过小的现象,严重影响了房屋的安全使用。
2.2 构造柱与承重柱
在房屋结构设计中,构造柱和承重柱必须要区分明确,可是一部分房屋建筑由于结构设计不合理,导致构造柱当作承重柱使用,严重降低了房屋的安全性和耐用性,下面两个例子就是构造柱当作承重柱使用可能导致的后果。
构造柱当作承重柱使用之后,会导致构造柱提前受力,使其对砌体的约束作用受到影响,在这种情况下,一旦房屋受到地震作用,应力就会集中于构造柱,导致构造柱迅速损坏。由此可见,如果将构造柱当作承重柱使用,构造柱就会失去应有的拉结作用,同时构造柱也成为了房屋结构中的脆弱环节,为房屋使用者带来安全隐患。构造柱的根基通常都位于地圈梁当中,因此构造柱的根基无法满足承重柱的抗弯、抗压强度,如果构造柱被当作承重柱使用,很容易导致构造柱下沉,使房体产生裂缝。
3 房屋结构设计中建筑结构设计优化方法
3.1 建筑结构设计的优化方法分解
房屋结构主要可以分解为以下两个步骤:(1)单独优化处理小问题,通过不同的优化方法完善细节;(2)调整并优化好第一个步骤,这样可以循环对以下的步骤进行优化,从而将最合理、最适宜的结构优化方法找到,并且通过这种优化方法可以节省计算量。
3.2 对房屋建筑结构的使用期限及寿命优化
房屋建筑整体使用期限是房屋建筑结构设计最先考虑到的内容,同时也是设计的主要目标,每一个建筑工程都有规定的使用年限,由工程项目施工每一个环节决定了建筑使用寿命,通过在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法,优化每一个施工阶段,依据施工特点与建筑具体情况,使房屋建筑结构方案设计得以优化。在将最适宜的优化方法确定后,才能使房屋建筑结构总体质量符合标准。
3.3 建筑结构局部与整体的优化
房屋结构设计并不是一蹴而就的,而是需要非常专业、系统的规划与调研,是一项复杂且长期的工作,在结构设计过程中,需要划分好层次,通过设计若干个小环节组成一个整体,而如何使各个局部的配合与施工得到优化,这就成为了房屋结构复杂性所在。依据房屋结构设计前期规划,优化选择材料,使材料满足建筑实际需求,然后在将适合的房屋结构类型确定下来。在设计并安装建筑结构时,首先要对整体结构的安装体系优化,对每一个设计主体进行划分,划分出若干个小的环节,分步对每一个小环节优化,将建筑结构整体与局部关系把握好,从部分导整体,使房屋建筑的结构全面优化。但是在整个优化阶段,需要对整体优化设计方法把握好,然后搭配好各个局部,这样才能使最终的整体结构优化满足要求,为提高建筑质量奠定基础。
3.4 对房屋建筑结构上部结构设计优化
对建筑结构剪力墙结构布局与优化是房屋建筑结构上部结构优化的重点,需要将整个房屋结构重心与楼层刚度中心重合,在结构设计优化时,对设计方案优化,使建筑结构整体质量与稳定性符合标准,可有效防止外力对整体结构造成的破坏。当前,高层建筑占据主导,更需要注重建筑结构设计优化方法的运用,将房屋建筑结构设计合理性与质量提高。建筑结构刚度要求是上部结构设计时需要注重的内容,选用适合的建筑材料,尽量将钢筋使用量减少。
3.5 对建筑结构整体协调性优化
在房屋建筑结构设计当中,虽然将整体划分为各个小的部分,对每一个小部分设计优化,然后形成一个整体,但是依然要注重整体协调性,保证房屋建筑结构整体质量,这是保证各个构件紧密配合的重要基础。不仅需要对建筑结构的整体质量与功能提高关注度,还要把握好建筑结构外观,建筑结构如果美观、大方,能够吸引更多的人,通过协调建筑结构整体性,为建筑结构美观创造条件。在结构设计布局过程中,需要对各方面需求综合考虑,包括外观需求、结构功能需求、质量需求等,保证各个要素统一,实现建筑结构系统协调,将房屋结构总体质量提高。
3.6 对房屋结构的地基基础优化
地基是房屋建筑结构的基础,地基设计是根本,需要到施工地点实际勘察地质条件,通过勘察报告对地基设计方案优化,以减少后期设计变更,节省造价成本。通常情况下,浅埋天然基础是地层建筑较常采用的,但是高层建筑通常应用沉降控制复合基础。补偿式基础可以应用在深埋独立地下室。在对地下室设计时,需要对地下室桩基类型、埋深、底板结构形式优化考虑,同时对顶板结构形式、基坑围护、测墙设计等考虑到,以控制好工程造价。
结语
综上所述,房屋结构设计中的优化技术应用,可以最合理的利用材料性能,使建筑结构内部各单元得到最好的协调,不仅可以实现建筑美观、实用,而且在造价方面也有较大的节省,达到了建筑工程设计对适用、安全、经济、美观和便于施工的要求。使用优化设计手段,符合现今建筑商对于建筑结构的效益的需求,也符合市场可持续发展的需求,推动我国建筑事业的进步。
参考文献
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