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探析房屋建筑结构设计中优化技术的应用

时间:2022-10-30 19:50:04 来源:网友投稿

摘 要:在我国进入21世纪以来,我国的经济出现了快速增长的趋势,人们对生活质量在不断的提高,对于房屋建筑的要求也在不断的提高。在这样的环境之下,市场体制也发生了很大程度的改变,得到了相应的完善,我国相关的房屋建筑工程相关行业也得到了进一步的发展,为我国的经济发展提供了有效的助力。在相关建筑工程行业取得进步的同时,应该怎样正确有效的进行房屋建筑构设计优化与处理,是房屋建筑发展的重要环节,也是房屋建筑相关企业需要重点关注的一个问题。房屋建筑相关企业在面对如此激烈的市场竞争的同时应该如何进行结构的设计优化与处理,使房屋建筑能得到进一步的发展,使其能够在市场竞争中脱颖而出,是当下时期房屋建筑企业最应该探讨的问题。本文就对房屋建筑的结构优化设计技术进行相关的分析,提高优化技术在房屋建筑结构设计中的应用。

关键词:房屋建筑结构;设计;优化技术

现如今,我国的建筑规模明显扩大,人们对建筑的性能也提出了更高的要求。房屋结构优化设计有利于工程后期建设的顺利开展,因此应结合工程实际不断改进工程设计方案,最大限度地发挥其作用与价值。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。

一、建筑结构设计优化的意义

在建筑结构设计中,选择最优设计方案,有利于提高房屋建筑设计的科学性与合理性,为建筑物带来美观性。不仅如此,强化建筑结构设计优化还能合理控制工程造价,为建设单位带来更多经济效益与社会效益。一般情况下,建设单位常以最佳施工造价获得经济收益,通过优化设计方案提高房屋结构的稳定性,为人们居住带来舒适度与安全感。应用优化设计方案可以让建筑物内部结构相互统一,无论是房屋上部结构,还是基础工程结构,各结构之间都能够实现平衡,提高施工原材料利用效率,合理配置资源,满足人们对建筑物与内部结构的日常需求。由此可见,建筑结构设计优化已经成为未来建筑行业发展的必然趋势。

二、应用优化技术提高建筑结构设计

(一)优化房屋建筑的结构布局设计

在房屋建筑结构的布局设计中,设计人员要积极应用优化技术,首先对房屋建筑的主体结构进行优化,然后还要注重细部结构的优化设计,从而全面提高建筑造型的美观性以及结构布局的合理性。在设置结构件时,要与平面的整体布局相协调,并根据其平面的设计功能来确定墙柱构件的布设位置。在结构布局设计中应首先提高结构的稳定性和安全性,在此基础上可以将剪力墙和结构柱的截面面积减小。如果在结构设计中需要将结构梁加宽的,设计人员可以采取偏心向房屋的厨衛空间等次要空间的方式来进行处理设计。而在设计房屋建筑的楼梯时,由于应力主要集中于转角位置,因此应采用强度较高的建筑材料来进行承重构件的设计。同时,在设计电梯房时,由于其需要进行多种构件的预埋,且需要进行大量孔洞的预留设置,因此在设计中既要严格按照设计规范来确定孔洞的预留深度以及直径等参数,同时要对楼板穿孔处进行加固,而且要尽可能避免梁柱被管道贯穿。此外随着人们对房屋建筑美观性要求的不断提高,设计人员应注意尽量不采取将梁设置在房屋建筑的厅堂顶部的设计方案,如果受客观条件限制必须将梁设置在厅堂时,则应采取降低梁高等方式来进行优化处理。

(二)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。建筑企业正在面对激烈的行业竞争,因此在建筑设计中,设计人员不应单纯关注成本的降低,同时还需关注最根本的建筑物安全。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。

(三)数字技术的应用

房屋建筑的结构设计工作是一道非常复杂的工序。高科技数字化技术的使用可以提高房屋建筑结构设计的准确度,使房屋建筑结构更加的多样化,为房屋的使用者提供更多的选择。数字技术可以实现房屋建筑结构的示意图的演示,为使用者提供选择的依据,使房屋建筑的使用者更加清楚自己选择的房屋的结构构造,避免因为不了解房屋建筑结构而发生不必要的冲突。例如在北京奥运会的主场馆鸟巢的结构设计就使用进了数字技术对建筑结构进行了优化设计,突破了以往传统建筑结构设计的禁锢,将建筑结构以崭新的面貌展示在了人们的眼前。

(四)梁板柱配筋优化设计

结构设计中,要有清晰的结构设计概念,结构体系受力要清晰,传力路径要简单明确。这样才能对整个结构的把握游刃有余,从而对结构的梁板柱施工图配筋等进行优化设计,减少钢筋用量。比如在楼板配筋施工图设计时,板底配筋在满足计算要求,同时满足裂缝和挠度的要求下,可以按照实际计算值来进行施工图设计,而不是简单的采用生成的板配筋。再比如在四级剪力墙结构中,其他部位的构造边缘构件,在满足计算要求和构造要求的情况下,构造边缘构件的竖向钢筋,固定钢筋按规范采取直径为12的钢筋,中间的钢筋也可以采用直径为10的钢筋,从而节省含钢量,节省造价。

(五)完善设计模型

完善设计模型对于房屋建筑结构优化设计具有十分重要的作用。设计人员在结构设计中要科学应用多种先进技术,有效保证建筑结构的安全性,加强设计模型的科学性。首先,可结合实际选择结构设计变量。设计人员需根据房屋建筑的重要和关键参数,明确结构设计当中的主要变量。其次,选择设计模型变量的过程中,设计人员应在模型设计中确定目标函数,使其可更好地应用于结构设计当中。另外,设计人员要以钢筋截面尺寸为主要参数选择目标函数,有效控制工程建设的成本,避免工程成本消耗过大,进而影响工程的经济效益。最后,结合实际合理确定约束条件。约束条件的合理性和全面性直接影响了建筑结构的整体性和安全性。同时,设计人员需采取有效措施确定结构强度,做好数据分析工作,真正实现优化设计的目的。

(六)优化房屋建筑的基础结构设计

基础结构设计是房屋建筑设计中的重点内容。设计人员可以通过优化技术的应用来合理选择房屋建筑的具体基础型式。目前在房屋建筑中主要有预制桩以及灌注桩这两大类桩基础型式,在设计中要对建筑上部结构的重量以及地基的承载能力等进行准确的计算分析,并选择相应的桩型结构。在确定号桩基础类型后,设计人员还应对根据土体的承载性能等来设定单桩的尺寸规格、布桩密度等,并优化桩身的强度以及端部的载荷性能,并确保桩基础的受力均匀一直,从而实现提高桩基础整理受力性能的设计目的。

三、结束语

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]齐建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯,2015,13(11):73.

[2]王鹏.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J].中国建材科技,2014,23(4):162-163.

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