建筑工程技术与设计中结构设计的要点及优化分析王希伟

发表时间:2020/7/8   来源:《建筑实践》2020年第39卷5期   作者:王希伟
[导读] 社会大众对房建居住条件的要求越来越高,及时进行房建工程分析已经成为时代发展的必然趋势
        【摘要】社会大众对房建居住条件的要求越来越高,及时进行房建工程分析已经成为时代发展的必然趋势。房屋建筑结构的设计优化可快速解决上述问题,为满足大众对房屋功能的需求,及时对建筑结构设计进行全面优化,本文就建筑工程技术与设计中结构设计的要点及优化进行分析。
        【关键词】建筑结构;结构设计;优化;应有
        建筑结构优化过程中,为了保证对结构合理处理,必须及时进行结构优化,这是降低结构设计缺陷的重要过程,可避免经济损失等负面状况。因此,在保证房屋建筑使用功能、安全设计的条件之上,我们要及时对结构进行全面分析和考究。整个过程中,我们必须对结构设计进行全面彻底地分析,并由此进行优化处理。此外,结构优化中,需考虑房子构造等进行合理比对,包括细部、主体结构、屋盖结构扥部分,这是保证整个结构最优化的必要举措。房屋建筑结构中优化技术措施包括以下几方面。
        1优化设计方案
        近年来,国家城市发展速度越来越快,对房地产行业而言是不可忽视的契机,整个建筑行业的大规模发展逐渐引起业内人士关注。考虑到建筑工程项目一般周期长、资金投入量大,部分企业为了缩减资金投入,可能会缩短工期,导致设计方案时间不足,引发整个方案存在部分细节缺陷问题。针对上述问题,要结合实际状况采取行之有效的措施进行优化,降低人力、物力、财力方面的损耗,从缩减企业经济效益、提高质量安全的角度出发,设计人员要及时进行施工周期的合理划分,保证各环节的有效性、合理性,必须为建筑结构设计留出适度时间,将优化技术应用到建筑结构之中。此外,施工环节中,要合理应用优化技术,提高建筑项目施工质量、缩短工程造价,在规定周期范围内及时完成相应项目工程,保证施工结构各部分造价的精确计算,为后续建筑施工奠定基础。总之,要从多个方面考虑建筑结构设计优化方案,注重建筑物的整体与局部之间的关系,建筑结构的协调性,地基结构、上部结构的质量,提高建筑物的使用寿命,并且优化方案不能脱离实际,要与实际施工情况相结合,及时调整设计方案。通过建筑结构设计优化方案,提高建筑工程合理性和科学性,保证建筑质量。
        2建立优化模型合理选择体系类型
        首先,及时进行设计变量的有效选择。房建结构设计人员要及时进行房屋结构相关参数的分析,考虑这一变量的影响。建立目标控制函数、约束控制参数等,其中必须包括结构可靠度、工程造价等关键指标。结构优化中,针对变化幅度小、重要性薄弱的参数,可选择特定参数进行处理。对此,设计人员可预先进行参数设定,保证编程作业量的合理压缩。其次,目标函数的确定,房建结构的设计优化中,设计人员要充分考虑钢筋截面积、构件尺寸两方面要求,及时进行失效概率的分析和计算,保证成本最优化效果。再者,及时进行约束调价的确定。房屋结构设计中,最为基础的要求便是保证其安全性、可靠性,这是执行优化操作的前提。为此,函数设定中要及时进行约束条件的设定。房屋结构设计优化主要尺寸包括:尺寸约束、裂缝宽度约束、强度计算等方面。优化环节中,相关设计人员要及时将约束条件、假定约束条件进行合理比对,保证约束满足实际工程需求。
        剪刀墙结构、框架结构、框架-剪刀结构是建筑结构体系最常见的三种体系。其中剪刀墙结构,常被使用在高层住宅建筑中,与短肢结构墙相比,剪刀墙结构的抗震能力更好,也具有轴压优势,并且能够节约建筑材料,使用材料远低于短肢结构使用材料。框架结构具有大开间、布局灵活、施工周期短等特征,并且造价成本比其他结构更加合理。框架-剪刀墙结构,这种结构是一种较好的抗侧力结构,相比于前两种更加科学合理,使用能力强,能够很好地应对不同类型的变形。

在建筑结构设计工过程中,选择哪一种结构体系,工作人员要结合建筑工程的实际情况进行分析,比如建筑外形、周围环境、建筑功能需求以及施工采用的技术等。
        3设计方案的优化、局部和整体的优化
        建筑结构设计优化环节中,要及时考虑地域问题、自然环境问题两大要素。如国内南方地区高温多雨、冬季温和少雨,未必必须及时考虑建筑物的朝向、防水工作。此外,建筑总体设计过程中,要及时对建筑楼房的间距进行全面分析,距离过大过小均会导致建筑结构受到负面影响,严重时还会引发资源浪费问题。建筑结构设计中必须合理进行总设计方案的优化。此外,建筑设计的整体性和局部性优化中,要考虑建筑结构的复杂效果、层次要求等要素,对建筑设计进行安装考虑整体分析,且保证各个体系的独立性。房屋建筑设计中要考虑工艺叠加、控制系统的影响。设计变量、确定目标函数、确定约束条件是建筑结构设计优化中需要重点考虑的三个方面,在选择设计变量时,要对相关的建筑数据、分析参数,分析并调整建筑结构设计影响计算方法。在确定目标函数时,实际设计优化中,不仅要分析建筑结构中的必要参数外,还要发现其他相关影响条件,以求降低成本。这些影响因素主要包括建筑界面的尺寸大小、钢筋表面的界面剂等。确定相关约束条件,在建筑结构设计优化过程中,要满足建筑设计各个条件,为了保证建筑物的采光效果,就需要考虑建筑工程现场的地理位置、气候以及城市规划,根据这些条件来选择建筑物的朝向。这样不仅能够保证建筑物的采光效果,并且还能够保持良好的通风。建筑结构设计直接受到建筑结构的整体性、安全性的影响,因此在建筑基础结构设计过程中,全方位的控制建筑工程的每个部分,通过分析建筑工程的整体性,确定桩基施工的具体方法,以及使用桩基的高度和直径,综合优化建筑基础结构设计方案,并且在建筑基础结构中还要考虑资金的投入、施工技术、现场环境等。
        4加强现代计算机技术的有效应用
        在建筑结构设计方案时,设计工作人员要充分考虑施工过程中各种因素,包括建筑外部内部两大素养。通过使用各种计算方式将实际施工中的各种条件和问题进行深入分析,并通过计算设计出与施工实际情况最符合的方案,从而保证设计方案的合理性。目前而言,拉氏乘子法、复合形法以及Powcll法在设计方案中使用范围最广。科技进步带动了计算机产业的快速发展,新型工作模式已经逐渐取代了传统方法,对提高大众生活水平、工作效率等起到了促进性作用,大幅降低了工作强度。对简化工作任务等起到了明显保障作用。为此,房屋建筑结构的设计中,相关设计人员要合理应用现代计算机技术,及时进行相关应用的优化控制。计算机技术具有效率高、数据分析精确、降低人员工作难度的优势,可为结构设计优化提供稳定的硬件保障。借助相应的模型便可直观进行建筑结构的有效处理。计算机软件在全面精准进行相应分析后便可得到对应结果。设计人员、造价人员要以此为基础进行相应技术价值的有效发挥。
        5结束语:
        当下,社会大众对房建居住条件的要求越来越高,及时进行房建工程分析已经成为时代发展的必然趋势。房屋建筑结构的设计优化可快速解决上述问题,满足大众对房屋功能的需求。对房屋结构优化技术进行了全面分析,提出了具体、有效地应用,旨在为房建结构设计提供一定的理论基础和借鉴价值。
        参考文献:
        [1]李能能,董斌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建筑设计管理,2013(12):73-75.
        [2]王璇,王磊.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].工业设计,2015(5):73-74.
       
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