华东管道设计研究院有限公司 江苏徐州 221008
摘要:结构设计是建筑设计的具体化,承担着建筑设计中的各种设计功能。结构设计的合理性直接关系到建筑工程的安全性、适用性、耐久性和经济性。其中设计前期的方案和设计概念对整体设计效果的控制性又最高,论文综合考虑和结构设计的各环节和特点,简要探析建筑结构设计优化方法及其应用,为建筑工程结构设计提供参考。
关键词:优化技术;结构工程;工程设计
引言
以建筑结构设计中优化技术应用价值研究展开讨论,阐述房屋结构优化设计内容,研究建筑结构优化设计的重要意义,分析如何通过合理有效的方式,在建筑结构设计当中实现全面优化。
1结构工程设计中应用优化技术的必要性
随着国家建筑行业的规范不断完善以及人们对建筑工程各种要求的不断提高,结构工程也越来越受到重视,通过优化技术的应用,不但可以有效整合工程资源,而且对于结构工程的工程质量也有较大的提升。首先,采用优化技术对结构工程设计进行优化,可以全面检查设计中的各种不足和设计缺陷,对影响结构工程施工质量的各种影响因素全面考虑,整体把握结构工程在各个施工阶段的施工环境、技术防控措施、材料使用以及施工设备等多方面要素,相对于单纯的工程设计,应运优化技术可以对工程施工的全过程都能够有效控制,工程设计方案相对更加科学合理,工程的施工质量也能够更好的得到保证。其次,通过优化技术的应用,可以进一步降低工程的施工成本。结构工程是一项规模较大、耗资多、工期长且安全风险较高的工程,施工过程中任何环节出现纰漏都可能导致工程质量不合格而返工,从而加大整个工程的施工成本。优化技术在工程设计中的合理运用,可以将施工中可能出现的各种问题提前预防,从而有效避免各种施工错误,减少施工中的能源损耗,施工成本也可以得到有效控制。
2建筑结构设计优化方法
2.1前期工作
结合设计工作实践可知,对建筑结构进行设计优化,需有效做好以下几项前期工作:1、设计人员需对具体的工程建设目标、工程实际情况等方面进行综合分析,从而进行初步方案设计及后期方案调整;2、设计人员还需明确建筑工程设计的关键内容,然后分析建筑材料、结构模型和结构荷载值的基本参数等,在此过程中,设计人员可以结合计算机信息技术进行参数获取和分析,以确保结果的直观性和准确性;3、设计人员自身需具备较为充足的设计经验,并掌握当前较为先进的计算机知识及相关软件程序编写方法,从宏观的角度对建筑结构进行规划和分析,从而可在正式开始结构设计优化之前,预防一些常见的设计质量问题和通病的出现。关于结构设计优化前期工作的几项内容,关键在于设计人员对工程项目特点的关注程度、投入程度及自身设计实践储备,以动态的思维参与结构设计优化工作,及时、主动介入,厘清思路,切实做好结构设计优化前期工作,为后续进一步的结构设计优化做好铺垫性工作。
2.2注重细节上的优化
在后续的优化技术当中,为了全面提升建筑的“可行性”以及稳定性”,可以进行全面的局部优化,降低不必要的成本,保证整体建筑效益的经济性。例如,在房屋结构浇筑设计当中,可以规划出几何结构,结合建筑自身的特点,使矩形板能够承受规定的压力。在浇铸过程当中,设定合理的材料比例,保证自身的坚固程度,使材料之间的比例达到有效平衡。节约成本,保证质量,使整体材料的应用有效使用,一举两得。
此外,在细节优化当中,也应注重整体的可观赏性。
例如,在建筑结构当中,将“陶瓷”工艺进行融合,利用陶瓷自身的优势,改善房屋自体结构,实现“观赏性”以及“实用性”的提升。普通陶瓷可以使用粘土、石英以及长石进行制作。其具有非常良好的抗电性能、耐热性能以及机械性能,且陶瓷的绝缘性以及耐腐蚀性极好,可以运用到工业建筑优化当中。
2.3结合相关参数进行结构设计优化
建筑结构设计优化工作具体过程可通过建立结构设计优化模型、计算方案选择、程序创新及结果分析几个方面进行具体实施。具体而言,在结构设计优化时,可建立相关函数模型,以提高结构设计优化的有效性。对于钢结构的优化设计,可通过函数模型中分析其截面尺寸等参数,从而实现对钢结构施工成本的控制。此外,对于结构的稳定性和耐久性,设计人员可从房屋的尺寸、结构的牢固性等多方面加以考虑,从而实现设计优化。与此同时,设计单位应加强现代计算机技术在建筑结构设计优化工作中的有效应用。计算机技术在结构优化设计工作中,具有较多的优势,但同时也存在一定的缺陷,如存在无法对多方面的主客观因素进行充分考虑,人性化水平需进一步提高等问题。
2.4优化准则法
优化准则法是一种以建筑工程自身结构设计为中心的优化方法,这种方法要求相关设计人员具备足够的专业知识储备和相当丰富的工作实践经验,并在具体的设计过程中要对土建结构进行深入仔细的研究,并根据研究结果得出科学合理的优化结论。优化准则法其原理相对简单易懂,其中的迭代法是最好的优化方式,在现代的结构工程设计优化中深受设计人员推崇。但优化准则法同时也有着一定的缺陷和不足,其优化能力和适用范围相对局限,必须建立在结构布局全面成型的基础上,其优化效果才能够真正体现。因此,相关设计人员在实际使用过程中必须高度重视。
2.5结构的耐久性
结构的耐久性受到很多因素的制约,首先是施工材料,正确使用符合质量标准的施工材料是结构耐久性得以保证的必要条件,在结构工程设计过程中必须严格按照设计规范和质量要求选择各种建筑材料。其次是建筑地理环境以及各类化学物质对结构的影响,不管是在施工阶段还是建筑的使用阶段,环境中的各种化学物质以及环境的不断变化对结构的耐久性都有着较大的影响,在工程设计中,需要根据建筑环境的地质条件等实际情况,科学合理进行有效的防控,以减少环境对结构的损坏。例如对于临海建筑,在结构工程设计中,需要重点针对环境中的氯离子对结构的侵蚀作用做出相应的优化控制措施,以提高结构的耐久性。
结语
综上所述,在建筑结构优化设计当中,对于建筑设计人员而言,进行优化设计不仅可以保证其自有建设的有效性,更是可以对我国居民的生命安全产生重要的保证作用。在我国后续的发展过程当中,为了保证建筑的实用性,就必须将优化技术进行全面融合。因此,对于优化技术自身的开展工作而言,其具有非常优良的应用前景,可以实现有效增长。同时,加强施工人员自身的技术含量,完成建筑结构的优化配比,提升建筑设计水准。通过集中优化设计,我国的建筑质量将得到全面增长,为其后续发展奠定坚实基础。
参考文献:
[1]徐林刚.优化技术在土建结构工程设计中的应用[J].中国新技术新产品,2020(03):95-96.
[2]彭丽.土建工程结构设计的优化技术研究[J].四川水泥,2018(08):105.
[3]彭康林.建筑结构设计中的应用优化技术[J].低碳世界,2018(5):152-153.
[4]赵洛亭.建筑结构设计中优化技术的应用探讨[J].绿色环保建材,2018(7):96,99.
[5]韦纬娇.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探讨[J].中国住宅设施,2020(03):43,63.