建筑结构设计的优化方法及应用分析张钧僖

建筑结构设计的优化方法及应用分析张钧僖

关键词:建筑工程;结构设计;设计优化;方法应用

1建筑结构设计优化方法的相关概述

在现阶段的建筑结构设计期间,相关设计人员不仅要考量建筑整体的安全性及功能性,也要注重建筑结构自身的观赏性就艺术感,并对建筑结构设计进行不断的优化对完善。具体而言,建筑结构设计优化主要体现在的建筑工程总体及建筑结构分层结构的优化上。不仅如此,在实际建筑结构设计优化中,设计人员还应保障建筑结构质量及使用年限符合建设方及上级监理部门的相关规定,在日常设计工作中深入贯彻落实保证建筑结构质量以及稳定性的工作原则,加强对房屋建筑结构设计细节的重视程度,并结合外界客观因素与建筑结构内部因素,从根本上提升建筑结构设计的合理性与完善性。

2建筑结构设计优化方法的重要意义

社会文化和经济繁荣度的高速发展,使人类在追求建筑的居住舒适度、经济性、美观程度时,还追求一定的个性化,这就需要对建筑结构进行大量的设计。建筑结构的优化主要有以下几个重要意义:(1)降低建筑的施工成本:对建筑结构的设计进行优化时,在施工前考虑到了施工过程中会出现的一些问题,并提出一些有效的应对方式,缩短了问题对工期的延误时间,提前的应对方案结合施工具体情况会使解决方案更合理高效和价格低廉;另外设计本身实施过程的花费会通过这种优化大大降低,材料的使用、人工数量的控制、工序的先后顺序,这些都会对成本造成巨大影响。例如高层的建造需要考虑地基的承受能力,需要对地基部分加大投资,如何协调底部和顶层的矛盾,加强两者的联系就需要用到建筑结构的优化。(2)提升建筑的施工质量和经济价值:合理的结构优化不仅能减低成本,还会对建筑整体的质量有极大地提升,提升其经济价值。合理的建筑结构应该满足用户的居住或使用要求,并具有美观的特性,最重要的要符合国家标准,适应当地的具体环境。在进行设计时,就需要设计人员对这些因素进行综合考虑。例如对水电管进行优化、对建筑的上层部分进行美观化,就分别从经济价值和美观程度对建筑结构进行了优化。

3房建结构设计优化技术的应用价值

3.1有效降低工程造价

相对于传统的建筑结构设计,优化设计可以降低30%的房屋建造成本,并通过资源的合理配置,协调房屋建筑内部的独立结构,使其相互配合,共同发挥房屋建筑的功能。同时,优化设计可以推动房屋建筑结构设计的进一步完善,在创新与改革设计方式的基础上,以最合理有效的设计方案,保证房屋建筑安全性能满足要求标准,避免用户生命与财产受到危害。

3.2确保建筑结构的可靠性

房屋建筑结构优化设计可以实现房屋建筑在美学、功能与经济等方面的价值,节约房屋建筑建设成本,保护房屋建筑周围生态环境,使房屋建筑综合效益得到最大化的体现。建设单位与施工单位在房屋建设中的目的是保证房屋使用性能,降低房屋工程设计与施工成本,避免各项施工资源的浪费,从而实现经济效益的最大化,而只有满足用户对房屋建筑坚固耐用、美观和舒适等方面的需求,才能真正实现参建单位的目的。

3.3结构优化设计方法

要保证钢结构的稳定性,就要在严格按照相关原则标准进行钢结构设计的前提下,从整体的角度考虑钢结构的布置:体系与各组成部分的稳定性。为了避免钢结构出现平面外部失稳的问题,在进行桁架和框架的平面体系设计时,平面结构构件的平面稳定计算要与结构布置保持一致,确保结构布置的背景下增加支撑构件,这样可以有效控制稳定问题。

4建筑结构设计的优化应用分析

4.1优化技术在钢结构中的应用

在房屋建筑设计中,钢结构的设计是其中一个重要的环节,不同性质的建筑材料对钢结构的质量整体稳定性会造成一定的影响。因此,在结构优化中,设计人员应该综合考虑多方面细节,首先,比较钢结构同其他技术的应用优势,其次,要考虑钢结构在工程施工项目中应用的具体内容以及钢结构设计的关键施工技术,钢结构施工内容中存在的优化项目,然后针对钢结构内容中存在的优化项目进行分析,讨论建筑结构设计的可行性。还需要借助计算机构造数据模型,探讨设计的可行性。

4.2优化上部结构

在对房屋的上部结构进行优化时,必须合理设置剪力墙,确保有均匀质量的剪力墙,让同一楼层的结构中心和刚度中心重合,这样才能把风力、地震等因素的影响降到最低,确保房屋的质量。如果房屋的类型适合的话,可以增加剪力墙肢长并使用大开间的格局,这样可以减少墙肢的使用数量,也就减少了钢筋水泥的使用数量,在保证房屋质量的基础上,节约了资源,但是如果房屋所在区域的地质情况不好,为了保证房屋的抗震性能,不能使用这中大开间的剪力墙格局。

4.3建筑结构协调性的优化

当我们对房屋建筑结构进行设计时,要从整体结构的角度出发,保证建筑结构整体的稳定性与可靠性,加大各个构件之间的紧密配合度,不仅要重视对建筑结构的整体质量与功能的提高,还要重视建筑结构外部的美观,从而协调建筑结构的整体性,在进行结构的设计布局时,要综合的考虑到多方面的需求,包括对房屋结构功能的需求,对结构外观的需求,对房屋质量的需求等,保证房屋建筑结构的各个要素之间能够和谐统一,优化整个建筑结构的系统协调性,提高房屋结构的质量

4.4建筑结构设计优化

一是对建筑的整体和局部进行优化。房屋建筑本身在设计过程中具备一定的层次性和复杂性,设计人员在进行优化的过程中,既要从房屋建筑的整体上进行优化,又要注重局部结构优化,加强各个优化部分之间的联系,使得各个部分的优化结果能够实现叠加,实现1+1>2的效果,设计人员在进行优化过程中应该注重整体优化效果的体现,而不是在一个或几个局部上进行纠结,这样才能够将房屋建筑的优化效果充分表现出来。二是注意结构设计的协调性。设计人员在进行优化过程中,应该注意建筑当中各个立体结构和整体平面之间的协调配合,在保证房屋建筑结构设计合理性的基础上,对结构造型外观进行维持。在墙面、主体的优化布置上,设计人员应该结合房屋建筑实际需求,对建筑当中的空间、进深进行规划,从而保证房屋结构的整洁化。

4.5对设计概念的优化

对于房屋结构的可靠性设计是优化设计当中的重要部分,但这种优化设计的变量较多,因而需要对优化设计的计算方案进行设定,将存在的约束条件转变成没有约束条件来进行计算,在设计优化过程中常用的有符合型法、拉氏乘子法等方法,设计人员在确定出计算方法之后,需要和上面所建立的结构优化模型进行综合考虑,从而保证所优化出来的房屋建筑在各方面的功能都能够正常进行,从而使得房屋建筑的整体结构设计质量得到提升。

结束语:

总言之,在房屋建筑结构设计中,建筑结构设计的优化方法具有非常广泛的应用价值和推广价值,而且建筑结构设计优化对企业的发展和行业的发展都具有重要的推动作用。所以,在以后的研究工作中要加大对建筑结构设计优化方法的研究力度,不断创新,制定更加科学合理的结构设计优化方案和程序,并将研究成果在实际工程中广泛推广,以期为我国建筑行业做出贡献。

参考文献:

[1]张真珍.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用.工程建设与设计,2018.22.41-42.

[2]武彦章.建筑工程中结构设计优化方法的应用.建筑设计管理,2017.34.12.76-78.

[3]王佩丹.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究.江西建材,2016.16.51-54.

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