房屋建筑结构设计中的优化方式与具体运用

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年3月9期   作者:吕俊
[导读] 所谓建筑结构设计优化,主要是指建筑在最初的设计之时,除了要保障房屋建筑等的施工安全性
        摘要:所谓建筑结构设计优化,主要是指建筑在最初的设计之时,除了要保障房屋建筑等的施工安全性以及实用性,还要能够在基本满足人们最基本生活要求的同时,尽量保证房屋结构不仅美观,还要合理、舒适,使得房屋建筑具有安全性、适用性、经济性、科学性、美观等的综合性设计方案。高质量的建筑房屋结构设计能够提高工程布局的科学性,降低工程建设的成本,保障工程的建设质量,还能使建筑企业在激烈的市场竞争环境中不断发展。
        关键词:房屋建筑;结构设计;优化方式;具体运用
引言
        由于我国社会的经济水平不断提高,各个行业也越来越规范合理化,设计企业要想在激烈的市场竞争中获得一席之地,就必须在房屋建筑的设计过程中理论联系实践,合理运用房屋结构优化技术,使得人们多层次的建筑需求得到更好的满足同时节约投资,满足客户的需求,进而使得企业得到更好的发展。现代房屋设计理念既强调建筑本身的适用性,同时也要求房屋具备多方面的价值,比如经济性、安全性以及美观性等。这就要求房屋结构设计者根据建筑条件,充分发挥能动行,优化结构设计,做到安全、适用的同时经济,便于施工,利于质量控制。
1建筑结构设计中优化技术的特点
1.1特点分析
        在设计建筑结构时,通常由设计师考虑建筑物的安全性和稳定性,在建筑结构设计优化方面主要有以下三个要点:(1)从美学的角度来看,在建筑施工的设计过程中,不仅要考虑建筑的质量,还要顾及居住的舒适性。(2)从结构设计的角度来看,必须根据不同的施工场地和不同建筑的施工要求有针对性地优化结构设计。同时,在优化建筑结构设计时,还要考虑环保。(3)从住宅安全的角度看,在建筑结构优化设计中,安全是第一位,无论是居住安全还是施工安全。要坚持生命生命第一的原则,不要为了追求自身利益,放松对施工人员的监管、降低对施工材料以及施工质量的要求。
1.2建筑结构优化设计的必要性
        在建设项目中,房屋的质量是一个工程的基础,同时增加建筑结构上的优化设计,帮助整个建筑机更加舒适赋有经济性也非常重要。当一家建筑公司进行结构优化和设计,首先要熟悉材料以及其他现场环境,这不仅是对工作的负责,还是控制成本的有效方式之一。最后优质的材料与房屋结构完美融合,能够帮助提高建筑结构的质量,增加安全性能,既可以满足现代人对住宅设计的心理需求,又能整合美观、实用、生态、经济等价值,保证建筑业的可持续发展。
2房屋建筑结构设计中的优化方式探究
2.1创建建筑结构优化模型
        对于建筑结构优化模型的创建可以从以下几个方面着手:首先,选择科学的设计变量,主要是将建筑自身结构的主要参数作为设计的变量。比如:建筑损失的期望值、建筑结构造价值、建筑结构的相对可靠度等。另外,我们可以用预定式的参数来表示哪些影响较小,变化范围不大的设计参数,这样可以减少设计过程中的数量和计算数量,减轻编程的工作量,提升设计优化的工作效率。其次,对目标函数进行确定,在建筑结构优化设计的过程中,一定要找到一组和预定条件相符的钢筋截面和已经失效的概率函数,从而降低建筑工程的整体造价。最后,确定约束条件,在对建筑结构设计优化时,需要确保整体结构的可靠性,这就要求设计人员必须要科学化的确定和优化各个约束条件,比如:建筑本身强度的约束、尺寸大小的约束、构件的相关约束、建筑裂缝宽度的约束、结构体系的相关约束等。
2.2对约束条件进行优化转换
        基于可靠性房屋结构设计优化中,会存在很多的约束条件,同时还会遇到很多非线性的优化问题。所以,在房屋结构设计优化的相关计算中,必须要根据实际情况进行相应的转换,比如:将约束的优化转换为无约束的优化等。


2.3设计相关的应用程序
        在对房屋结构设计优化建立基本模型时,应当要以可靠性为主要的基础,并运用相应的计算方式对房屋结构设计进行优化,从而更好的达到优化的效果。因此,这就需要设计出一个运算速度较快、功能全面的应用程序,这样才能够有效的提升房屋结构设计优化的效率。
2.4对优化综合结果的分析
        在建筑结构设计优化的过程中,当得出一定的计算结果之后,应当要对其进行分析和比较,并制定出一个科学的结构设计优化方案。在对计算结构进行分析时,一定站在全局的角度考虑问题,同时采用多角度对相关问题进行分析,这是整个建筑结构设计优化中最重要的环节,一个合理的设计方案可以确保房屋建筑整体的安全性、合理性和美观性,还能够有效的降低整体工程施工的成本。
3 房屋建筑结构设计优化技术的具体运用
3.1房屋模型优化设计
        通过房屋建筑模型的建立,可以事先提取出将对结构优化将会产生一定影响的参数或者是变量,并以这些数据作为重要的参考,进行优化模型的初步建立,在科学合理的计算的前提下,将房屋结构设计的最佳优化方案制作出来。在进行房屋优化模型建立的时候,需要注意三个方面的问题,第一就是将对房屋整体设计有着一定影响的因素选择出来,以此作为变量,然后再将那些影响力比较小的因素选择出来,并以此作为主要的参考数据,尽可能使得模型的设计精简化,这样也有助于工作效率的提高。第二,进行房屋实际尺寸数值的统计,主要就是截面,在标示数值的时候要依据相关的函数进行,这样能使房屋设计的成本投入得到有效的降低。第三就是进行实际的优化方案的制定,主要就是制定房屋的实际尺寸、建筑整体强度、房屋各部分实际受力情况、房屋形变以及房屋的整体外观等数据,在对这些相应的结构设计优化数据标准进行制定的时候,需要特别注意的就是房屋的构造要求,确保模型与实际结构统一。根据以上三点,结合结构设计软件模拟和多次试算,能更快的做出更好的符合要求的结构设计。
3.2优化房屋建筑防震设计
        进行房屋建筑的主要目的就是为了给人们提供更加安全和舒适的居住和生产环境,所以,在进行房屋结构设计优化的时候,需要在防震设计方面多加关注。防震设计是房屋建筑结构优化的一个重要的构成,对房屋的质量有着直接的影响,设计者在进行结构优化的时候,需要对建筑的外界环境因素进行全面的考虑,尤其是当工程所在区域受到的地震灾害比较严重的地区。众所周知,地震属于我国常发的一种地质灾害,对于人们的生命财产安全有着比较大的威胁,满足抗震要求是结构设计的基本要求,这就要求结构构件(尤其是柱、墙)做合理的设置,避免结构头重脚轻,做到强柱(墙)弱梁是结构抗震设计基本要求,同时也应注意局部薄弱环节,避免大的应力集中或变形。
3.3房屋建筑结构构件设计优化
        在房屋的建筑结构构件优化设计的过程中,需要使建筑结构的各个结构构件形成有机的统一整体,尤其是要满足平面,立面及竖向剖面的规则性要求,应形成明确的作用传递途径,使结构能够更加的合理。在优化设计结构构件的过程中,还要尽可能的确保构件尺寸统一协调,以便于施工,利于质量控制,进而做到减少投资。具体来说如某工程设计须要做桩基础,桩的形式和尺寸宜统一。这样可以减少机械费用的支出,布置流水作业,便于检桩;从而实实在在的降低工程成本,缩短了工期。
4结语
        当前,随着我国城市建设的不断发展,房屋建筑工程也得到了飞速发展。在提高房屋建筑质量的同时,人们对其功能性、安全性和耐用性的要求也在不断提高。因此,有必要做好房屋建筑结构的优化设计,充分考虑建筑工程的经济类型和美学,运用建筑结构的优化技术,从前期基础部分设计、建筑主体结构、局部优化、抗震结构优化等方面入手,保证房屋各个环节与房屋整体之间的紧密联系,促进房屋建筑的稳定性。
参考文献
[1]高峰.探讨房屋建筑结构设计的经济性及优化技术的应用[J].工程建设与设计,2019(8).
[2]陈亮.结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用[J].建筑技术开发,2018(9).
[3]周惠娟.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用初探[J].绿色环保建材,2018(5)
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