摘要:为促进建筑的使用寿命更长,稳定性更强。本文对建筑结构设计的优化方法及应用进行论述,首先列举了一些设计优化方法,如结构设计优化、结构计算模型优化等,而后对建筑结构设计的优化方法应用要点进行解析,包括对建筑的局部与整体进行优化、采用阶段优化方式提升建筑使用寿命、对建筑主体上部结构进行优化、优化地基基础等。
关键词:建筑结构设计;优化方法;设计策略
结构设计人员需要根据不同建筑造型、规模、功能需求等特点保证方案的科学性、合理性达到要求。因为建筑项目具备较强的复杂性、系统性,因此每个施工阶段都有其专属的施工要点与难点,所以在落实设计方案时,必须提前对这些问题进行考虑,保证优化水平。
1建筑结构设计优化方法
1.1结构设计优化
科学的结构设计方案配置会对工程的施工进度以及质量产生直接影响,因此落实相关设计工作时,应对各方面影响因素进行综合考虑,配合较为详细的实体调查、检测,依据建筑物的实际需要以及基础条件配置更加合理的结构形式,节约更多的工程建设成本,同时保证相关工作落实的更加高效。
1.2结构计算模型优化
首先,要科学合理的选择设计变量,可以通过预定参数的方式减少设计量、计算量等,例如,在设计方案中就对梁、板、柱等结构的尺寸进行确定。其次,根据工程建筑的实际需要科学施加荷载,并根据结构特点对相关特殊构件进行位置以及尺寸对应,包括角柱设置, 铰接、 固接等[1]。
2建筑结构设计的优化方法应用要点
2.1对建筑的局部与整体进行优化
落实建筑项目的结构设计方案时,注意优化工作落实需要秉承的原则。首先是层次性,要根据建筑项目的规模建设进程进行层次划分。例如,建筑材料选择、构建配置、结构类型定位等,这些工作都需要得到专业人员的科学组织,保证结构体系得到全面优化。其次,要保证建筑结构的整体与局部关系得到有效协调,配置最佳合适的方式。先对整个建筑结构进行优化,而后分层落实局部优化工作,注重二者的协调,保证建筑功能、安全、美观等方面的要求被全面满足。最后,从整体角度出发,对局部的细节进行完善。虽然局部构成整体,但是,如果从微观角度上看,每个局部都属于一个相对独立的个体。因此,为了让建筑的内部结构功能更加完善,空间设置更加合理。设计人员还要对局部进行细节上的差异调整,保证虽然每个局部设计都存在细节上的不同,但是又可以交相辉映,整体上达到平衡。
2.2采用阶段优化方式提升建筑使用寿命
为了让建筑的使用寿命更长,为建筑用户提供一个更加舒适的居住空间。在落实工程建设工作时,必须对方案进行阶段性优化,保证工程建筑的建设质量,进而满足使用寿命要求。
与此同时,保证建筑的使用寿命,不仅可以减少后期维修调整工作的频率,还能让建筑的经济效益更高,甚至带来相应的社会效益,为建筑的设计与建设企业赢得更多的声誉[2]。建筑工程项目全周期贯穿整个项目的设计与施工、运行与维护过程,因此这个周期过程会潜藏很多不可控因素,导致建筑结构面临很多风险,所以为了对这些风险进行科学防控,设计工作人员必须对建筑的生命周期进行阶段划分。通常情况下,可分为四个阶段,分别为规划、设计、施工、运行维护。结构设计属于设计阶段的工作,因此落实结构设计工作时,要对其对后续的施工阶段和运营维护阶段的影响进行考虑,尽量保证后期两个阶段的工作可以全效、稳定落实,不受影响。与此同时,还要通过科学的设计方法降低综合成本,例如设计地震节点加强构件,保证建筑可以在地震、台风等灾害的侵袭时,结构依然稳定。
2.3对建筑主体上部结构进行优化
建立模型工程并对工程项目上部结构进行优化时,设计师必须注重剪力墙的科学布置,同时保证设计方案的合理性。想要剪力墙在工程结构中发挥出更强大的结构支撑性能,就必须保证剪力墙设置的均匀与坚固。如果剪力墙可以满足均匀性要求,那么楼层结构的重心与平面中心点就可以高水平重合,进而大幅削弱地震或其他外力因素对建筑结构稳定性产生的影响。必要的情况下,最好使用大开间构造形式的剪力墙,让墙肢长度得到有效增加,进而减少墙肢使用的数量,保证建筑内部空间可使用面积更大,也可间接节省混凝土使用数量,节约建筑成本。
2.4优化地基基础
科学的地基基础建设能够保证建筑结构拥有更强的稳定性,为建筑的居住者这提供一个更加适宜、安全的居住环境[3]。因此落实地基基础设计工作时,设计人员要对以下几个方面的工作进行重视,首先,勘察建筑所在区域的地质、水文条件,并在此基础上对地基和基础建设进行方案优化,从设计层面缩减工程建设成本,同时保证基础工程的施工质量。例如部分工程项目的占地面积较小,但建筑是高层结构,这就意味着基础占地面积较小,地基需要承担较大的承载力,此时可以选择独基框架结构种类,保证工程建设质量;建设面积较大,地基承载力较低,就可以选择条基;如果想要设计方案的经济性更强,也可以选择交梁基础构造形式;筏板基础拥有较强的刚度,同时沉降均匀,但是这种基础类型需要占用更多的建设成本[4]。所以设计人员可以根据工程建设的概预算、地质条件、承载力条件等进行基础类型配置。
结语
伴随时代的发展与进步,建筑的建设规模不断扩大、建设复杂度更高,想要保证建筑结构合理与科学性,挑战较大,因此,设计人员必须从设计层面入手,不断优化设计方案,同时注重各项设计工作的协调。
参考文献
[1] 李臻,董爽. 建筑结构设计的优化方法及应用分析[J]. 建筑工程技术与设计,2017,(2):271.
[2] 刘宏. 建筑结构设计的优化方法及应用分析[J]. 砖瓦世界,2018,(14):108
[3] 王剑平. 建筑结构设计的优化方法及实践应用[J]. 建筑工程技术与设计,2018,(12):1071.
[4] 王周明. 建筑结构设计优化设计新方法探析[J]. 中国房地产业,2017,(13):229