建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用盛卓权

发表时间:2020/6/5   来源:《城镇建设》2020年2月第6期   作者:盛卓权
[导读] 目前,建筑结构设计优化方法已经逐渐成为房屋结构设计的主要方法
        摘要:目前,建筑结构设计优化方法已经逐渐成为房屋结构设计的主要方法,其不仅能够保证房屋结构的安全性和实用性,而且还能提高房屋结构设计的经济性。因此,在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法,能够更好地的发挥建筑结构设计优化方法的优势。
         关键词:建筑结构设计;房屋结构设计;应用
        
         1建筑房屋结构设计优化的重要性
         在房屋结构设计过程中,应用建筑结构优化方法比较重要,这要求设计人能从理论以及实践经验层面来对房屋结构的设计进行优化。我国的建筑在未来的发展过程中,必须要重视建筑结构的设计优化,只有在结构设计方面得到质量保障,建筑企业才能在市场中的进一步发展。要在对建筑质量得以保障的基础上来加强设计方案的优化,将先进的设计理念和技术都要能在实际的设计中加以融入。通过建筑房屋结构的设计优化,能将施工机械设备以及建设材料的性能得到充分有效的发挥。通过结构设计的优化,也能在成本方面得到有效降低,对房屋的经济性以及适用性等特征上都能得到充分体现。
         2建筑房屋结构设计遵循的原则
         1)安全性。优化房屋结构并非单纯局限于节约建材、降低成本,同时更要关注整体性的房屋架构设计。设计整体房屋结构关键的就在于保障房屋建筑应有的安全性。反之,设计人员如果忽视了房屋建筑的安全度,就会出现墙体开裂或其他隐患与风险。不合理的结构设计还将会伤害到居民的居住安全。在全面保障安全性的前提下,才能够考虑建筑物的经济性。2)可用性。建筑结构具备可用性的关键在于保证建筑物应有的美观度、坚固性以及安全度。进入新时期后,建筑企业必须能够应对激烈竞争,运用灵活的举措来提升项目建设的整体效益。在对结构进行优化时,设计人员要兼顾设计质量和经济效益,不能单纯追逐利润却忽视了核心性的房屋建筑质量。设计人员有必要因地制宜引进全新的设计材料,运用新型的建筑材料来保障建筑稳定性与坚固性,提升建筑的综合质量。3)环保性。一般情形下,房屋施工都会耗费较多的建材,而与之相应的施工污染也体现得较为明显。因此可见,为了从根源上降低施工污染,前期的房屋设计就要保障其符合最基本的环保性。例如近些年以来,房屋设计人员正在尝试运用绿色性以及环保性的全新建材来降低污染,杜绝室内过高的甲醛污染以及其他污染。通过全面引进环保性的新型建筑材料,就能显著减轻建筑施工带来的污染。
         3房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用
         3.1局部与整体的设计优化
         通常情况下,建筑结构优化具有较强复杂性与系统性,需要在进行设计优化期间从两个方面入手:首先,建筑结构设计过程中,需要以系统工程思维为基础,科学规划工程房屋结构所有子系统,确保在进行优化设计期间,所有子系统功能、目标以及联系都具有良好的保障;其次,在对房屋结构设计进行优化期间,会对建筑材料、配件以及结构等造成一定影响,所以需要进行设计优化时以整体优化为出发点。计算模型优化与计算方案优化,是建筑结构设计优化的主要内容。在进行建筑结构设计优化期间,主要就是对建筑设计中的主要变量设定科学参数,并以此为核心创建完善的函数模型,并针对模式进行设计优化处理。也就是建立函数模型时,需要进行选择变量与明确函数目标工作。其中建筑结构设计优化的基础为选择设计变量,当选择变量时也明确了参数的设定工作,同时也决定了设计优化工作的难易性。在明确目标函数时应以掌握最优解为核心,接着在掌握目标函数存在的约束条件,如房屋结构的强度、塑性、规模以及应力等。进行建设结构设计优化时,需要确保优化工作在各种约束条件范围内进行。
         3.2优化主体结构设计模型
         优化主体结构设计模式,是加强建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中有效应用的主要途径。

具体应做到以下几点:首先,合理设计剪力墙在整体施工结构中的应用效果,并保证房屋结构的稳定性、均匀性,提高房屋主体设计效果。同时,应确保房屋设计中的楼层中心点与房屋整体结构的设计重心有效重合,从而提升降低由大风、地震等给剪力墙造成不良影响;其次,在房屋结构设计过程中,应采用墙肢较长的剪力墙,提高剪力墙的稳定性,优化主体设计结构,同时也可以减少墙肢的施工数量,降低工程的施工成本;再次,在房屋工程剪力墙施工过程中,由于墙体内部通常都是由钢筋等材料构成,完善剪力墙结构的优化设计,还能在一定程度上降低钢筋材料的使用数量,从而降低工程的施工成本;最后,当房屋工程的结构设计无法满足剪力墙大开间的设计要求时,应调整结构设计方案,提高剪力墙的设计效果,保证剪力墙的抗震抗压能力,强化建筑工程的施工质量。
         3.3结构设计中注重设计的协调性
         房屋结构设计过程中,对建筑结构设计优化方法的应用,就要能在协调性方面得以充分体现。将建筑结构和整体平面间的配合紧密度要得到有效强化,在结构设计的合理性上要能得到保障,以及在结构设计的造型美观度方面也要体现。在对房屋结构设计中的墙以及柱的布置过程中,就要能和房建平面功能实际需求相结合,在房间的开间以及进深等方面要得以充分保障,在整体的房屋结构的系统要体现出简洁化,在每层的截面以及高度都要能得以充分保障。
         3.4优选设计方案
         设计人员要筛选最优化的设计方案。经过多层次的设计对比,选出与整个建筑物相适应的最优设计方案并详细分析当前现有的各项数值。要灵活配置设计人员现有的物力、人力与财力资源,优选设计方案。以上设计举措有助于从源头杜绝过高的资金消耗和其他成本耗费。近些年来,建筑企业正在尝试引进新型的建筑设计模式,通过引进全新技术手段来显著降低综合性的设计成本、减少材料损耗,并且提升建筑设计能够达到的整体水准。如针对层数较多的高层建筑物,在设计时就要全面关注建筑造价、节约土地等要素。在统筹与协调的前提下,运用灵活性的设计手段改进结构设计。
         3.5结构优化和排水系统保持一致
         在房屋建筑排水系统设计过程中,由于荷载强度比较大,需要将其设置在地下室,保证管道预留尺寸一致,根据预留深度以及设定要求,注意水平方向管线设定要求,降低不良现象的发生几率。如果管道在建设阶段穿越承重墙,要及时对墙体进行加固,在整体上保证结构的设置和管道网协调,避免出现绕柱或者绕梁的现象。
         3.6结构优化与电气优化保持协调
         电气管线的安装是以导线的形式装在金属管体的外部或者墙体、楼板的地方。这样安装有可能给预制的结构施工造成相对的困难。所以要注意,如果想要管线穿过梁体,要提前在梁体上预留相应的孔洞,并且要保证梁体的宽度与相应的墙体的宽度相同。如果出现不相同的情况,就必须让墙体的一面与梁体的一面相齐,保证管线不得漏在墙体的表面。在整个房屋的建筑上,电梯部分肯定会有很多的空洞,埋下的建筑构件较多,这样就要求设计者应该单独对电梯部分的建筑进行分析与计算,保证设计的合理性与安全性,确保施工的质量是过关的。
         4结语
         目前,建筑结构设计人员在尝试灵活运用多种多样的设计手段与设计方式,优化现有的房屋结构。在该领域的未来实践中,作为设计人员仍需着眼于归纳与房屋设计有关的珍贵经验,遵照因地制宜的基本思路优化房屋结构,保障整个建筑物能够达到的最优安全性、舒适性及美观性。
         参考文献:
         [1]结构设计优化在建筑设计中的应用探索构架[J].叶丽娟.建筑技术开发.2019(22)
         [2]建筑结构设计优化方法及应用解析[J].梅文龙.河南建材.2018(05)
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