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摘要:利用结构设计优化的技术方法可以达到建筑产品的品质要求不断提高的目的,实现了人们对于居住条件及生活环境的要求不断提高的需求,同时,这也实现了建筑商不断寻求新的手段来满足顾客的需求,达到降低建筑工程造价成本的目标。本文即详细阐述了建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用。
关键词:房屋结构设计;建筑结构设计;优化方法
中图分類号:TU2文献标识码: A
一、建筑结构设计优化的意义
1、节省工程造价
建筑工程造价中建筑结构的成本大约占到总造价的50%,对建筑结构进行优化设计可以在很大程度上降低工程总造价,节约工程造价成本。建筑结构优化设计能有效的节省房屋建筑的投资成本,具有巨大的经济价值。
2、提高工程质量
目前设计单位的水平整体都在不断提升,但是首先很多工程师成本控制意识低,忽略对建筑工程的成本造价控制,只追求高的安全系数,从而造成设计过于保守;其次,没有相应的责任制,设计人员缺乏责任心,对建筑结构的设计概念不清楚,一味的使用计算机而不是大脑来进行计算,常常导致计算不合理或者与工程实际不吻合等等错误,使之结构设计存在安全隐患或者较大的浪费;另外,设计人员与建设单位的沟通不到位,没有完全理解建设单位的建造用途及建筑功能,进而造成建筑产品不能满足建设单位的需要。据统计,因为在设计过程中,设计质量差,造成功能布置不合理,相关专业工程师没有相互沟通,导致经常出现在施工过程中进行修改及返工现象,导致施工工期不能控制。同时因为工程质量差,工程存在安全隐患等问题,造成投资的巨大浪费。通过建筑结构设计优化可以有效的提高工程设计质量,降低安全隐患,减少投资浪费。
3、建筑结构优化设计的社会意义
国家的宏观调控力度在不断的加大,原材料的价格在不断的上涨,从而在建设的前期挖掘潜力,节约建筑造成成本、科学的优化设计,有利于节约建筑的原材料、保护环境,符合国家“低碳、节能、环保”的理念,利国利民。
二、建筑房屋结构设计优化的方法原则
一般来说,建筑房屋结构设计优化要遵循一些原则。首先就是要符合企业和社会大众的需要,也就是要确保建筑能够满足现代人们日常生活的基础功能,使得居住者能够生活方便、舒适。其次,要充分考虑使用者的健康安全,也就是在进行优化设计中,必须要把安全性和环保性放在第一位,要使得其作品能够长久使用,使得居住者舒适愉悦。然后,还要考虑到开发商的经济效益,因此设计师们在优化结构时,也要使得建筑项目资源分配最优化,尽力节省资源和成本。最后,建筑设计师在对其结构进行综合设计和考虑时,在充分结合前人的经验和时尚元素后,还要大胆进行创新,实验一些新的结构和思路,在设计过程中不仅仅要使得结构匀称规则,充分融合自己的设计理念和元素,还要按照建筑结构特点,尽量使得建筑结构的纵向功能齐全、承重应力均匀,刚柔度适中。这才是确保其设计作品获得成功的主要基础,也就是要使得其建筑设计作品在优化的同时,也要实用。
三、在建筑结构设计中结构设计优化技术的应用
1、前期设计优化应当注意的问题
前期方案在结构设计中必须得到确定,从而明确设计方案的方向,并且确定后前期方案对建筑的总投资也会产生直接的影响。目前,在前期方案设计中设计者对阶段结构设计并未进行研究和分析,在进行建筑设计时大部分的设计者都会忽略设计的可行性和合理性,这也是房屋结构中存在的常见问题。这种设计方案对建筑设计结果会产生很大的影响,同时也可能会增加基础结构的设计难度,从而增加建筑的总投资。相反,若在前期方案设计中设计者加强了对阶段结构设计的重视,将其与实践情况结合,制定合理的设计方案和结构形式,则可以满足不同类型的建筑物要求,也就为下一步骤的实施起到了良好的铺垫作用。
2、树立精品意识
结构优化设计过程是结构工程师打造设计精品的过程,预算专业提前到设计方案阶段,为结构工程师提供必要的经济分析数据,通过结构工程师与造价工程师对设计质量、品质的经济指标的全程控制,实现设计产品质量与经济的统一。
3、结构工程师要积极参与工程前期规划及方案
建筑结构工程师要积极主动参与前期工程规划及建筑方案,是实施结构优化技术的重点内容。因为,在在实际施工中,建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析,相关建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计,帮助建筑师构思与逐步创新,使得建筑师的建筑理念得以完美的体现。
4、优化设计中正确理解应用结构设计规范
追求适用、安全、经济、美观以及便于施工是建筑结构优化设计的目的。因此,建筑结构优化设计不但要求结构设计工程师有丰富的设计经验,也同时要对建筑结构规范的条文的概念、定义、前提条件及适用范围有较为详细的了解,在建筑结构设计规范的基础上,能够把自身的结构设计方案科学的融入到整个项目工程中。对于一些大面广的工程中,某些条文规定不可避免的偏于保守,同时,也有些条文对一些特殊、复杂工程的设计工程条文安全性不足。因此,建筑结构工程师在优化设计中,应该充分利用扎实专业知识与丰富的设计经验,对上述问题做出科学与正确的判断,从而能够把握设计,使设计成果逐步优化,不断创新。
5、建筑结构各部门相互协调与合作
建筑结构优化是一个复杂性的系统工程,涉及到的专业也很广,各个专业必须相互协调与配合。依据建筑学发展角度出发,现代建筑是综合性产品,包括建筑、结构以及设备等要素。因此,建筑工程在工程实施中,应该大力加强分工与合作,将各个构成要素进行充分有机结合,为打造出完美的作品夯实基础。在建筑工程项目设计中,最重要的环节是建筑设计与结构设计,只有将这两个环节充分结合,建筑工程实用、经济、美观大方效果才能充分体现,同时,建造结构受力更趋向合理性,大大降低了成本,简化了施工。但在建筑设计中,一些建筑设计人员不遵循建筑的基本力学规律,过于注重设计方案创作的新奇性,导致这建筑结构难于处理,因此,建筑结构优化必须通过强化各个专业的合作与协调,可能够实现结构合理,成本降低。
6、提高建筑结构经济性
考虑到现实的土地问题,其最主要的应对方案就是增加建筑的层数,来填补使用面积短缺的问题。随着层数的增加,在其自身的角度讲,会增加其承受的重量,对于墙体与承重柱是很严重的考验。随着楼体高度的增加,我们要考虑到一些基本设施的建设,例如,自来水问题,自来水管的安放,煤气问题等等都要考虑,尽最大的努力解决这些问题,但是楼层过低也有自己的优势,对于牢固性比较好,材料方面大大的减少了,有利于做好防震工作,日照采光比较好。综合两者的共同优点,运用先进的科学理论可以通过改变建筑的外观形象,来改善高层建筑的采光,综合各方面因素,把审美观点、实用性、造价方面进行整体的分析,向着可持续发展的道路前进。在建筑结构方面只有不断的改进适应市场发展的要求才会最大限度的提高经济性能。
7、在建筑设计中概念设计处理的实际问题
在建筑设计中采用概念设计的主要原因是对建筑物设计中可能遇到的各种问题进行分析,针对的处理问题具有多样性和不确定性,并且通过概念设计可以在最大程度上降低由于某种原因导致建筑结构受到的破坏,或者避免建筑结构受到破坏。在导致建筑结构受到破坏中地震是破坏性最大的不确定因素,所以,必须将抗震作用重点加入到建筑设计过程中,在各个设计方面都要增加抗震警示,应当避免对抗震产生不利影响的因素。在房屋结构中减小地震的重要方法就是刚度匀称和对称,而在地震作用下延性设计对防治结构发生破坏具有重要的意义。
结束语
结构优化设计的目的是为了让建筑设计年限内能够更好的发挥其作用而提出的。我们通过对建筑结构优化设计的内容和方法的剖析,指出了在实际应用中如何来利用结构优化设计。所以,结构优化设计是在坚持可持续发展观、充分利用有限资源的基础上提出的,是符合社会发展需要的有力举措。
参考文献
[1]徐慧.浅谈房屋建筑结构设计中的常见问题分析[J].中华民居,2013.2.
[2]张利民.房屋建筑工程中结构设计优化技术分析[J].科技创新导报,2012.10.
[3]魏利全.建筑结构设计常遇问题反对策[M].北京:中国电力出版社,2009.
关键词:房屋结构设计;建筑结构设计;优化方法
中图分類号:TU2文献标识码: A
一、建筑结构设计优化的意义
1、节省工程造价
建筑工程造价中建筑结构的成本大约占到总造价的50%,对建筑结构进行优化设计可以在很大程度上降低工程总造价,节约工程造价成本。建筑结构优化设计能有效的节省房屋建筑的投资成本,具有巨大的经济价值。
2、提高工程质量
目前设计单位的水平整体都在不断提升,但是首先很多工程师成本控制意识低,忽略对建筑工程的成本造价控制,只追求高的安全系数,从而造成设计过于保守;其次,没有相应的责任制,设计人员缺乏责任心,对建筑结构的设计概念不清楚,一味的使用计算机而不是大脑来进行计算,常常导致计算不合理或者与工程实际不吻合等等错误,使之结构设计存在安全隐患或者较大的浪费;另外,设计人员与建设单位的沟通不到位,没有完全理解建设单位的建造用途及建筑功能,进而造成建筑产品不能满足建设单位的需要。据统计,因为在设计过程中,设计质量差,造成功能布置不合理,相关专业工程师没有相互沟通,导致经常出现在施工过程中进行修改及返工现象,导致施工工期不能控制。同时因为工程质量差,工程存在安全隐患等问题,造成投资的巨大浪费。通过建筑结构设计优化可以有效的提高工程设计质量,降低安全隐患,减少投资浪费。
3、建筑结构优化设计的社会意义
国家的宏观调控力度在不断的加大,原材料的价格在不断的上涨,从而在建设的前期挖掘潜力,节约建筑造成成本、科学的优化设计,有利于节约建筑的原材料、保护环境,符合国家“低碳、节能、环保”的理念,利国利民。
二、建筑房屋结构设计优化的方法原则
一般来说,建筑房屋结构设计优化要遵循一些原则。首先就是要符合企业和社会大众的需要,也就是要确保建筑能够满足现代人们日常生活的基础功能,使得居住者能够生活方便、舒适。其次,要充分考虑使用者的健康安全,也就是在进行优化设计中,必须要把安全性和环保性放在第一位,要使得其作品能够长久使用,使得居住者舒适愉悦。然后,还要考虑到开发商的经济效益,因此设计师们在优化结构时,也要使得建筑项目资源分配最优化,尽力节省资源和成本。最后,建筑设计师在对其结构进行综合设计和考虑时,在充分结合前人的经验和时尚元素后,还要大胆进行创新,实验一些新的结构和思路,在设计过程中不仅仅要使得结构匀称规则,充分融合自己的设计理念和元素,还要按照建筑结构特点,尽量使得建筑结构的纵向功能齐全、承重应力均匀,刚柔度适中。这才是确保其设计作品获得成功的主要基础,也就是要使得其建筑设计作品在优化的同时,也要实用。
三、在建筑结构设计中结构设计优化技术的应用
1、前期设计优化应当注意的问题
前期方案在结构设计中必须得到确定,从而明确设计方案的方向,并且确定后前期方案对建筑的总投资也会产生直接的影响。目前,在前期方案设计中设计者对阶段结构设计并未进行研究和分析,在进行建筑设计时大部分的设计者都会忽略设计的可行性和合理性,这也是房屋结构中存在的常见问题。这种设计方案对建筑设计结果会产生很大的影响,同时也可能会增加基础结构的设计难度,从而增加建筑的总投资。相反,若在前期方案设计中设计者加强了对阶段结构设计的重视,将其与实践情况结合,制定合理的设计方案和结构形式,则可以满足不同类型的建筑物要求,也就为下一步骤的实施起到了良好的铺垫作用。
2、树立精品意识
结构优化设计过程是结构工程师打造设计精品的过程,预算专业提前到设计方案阶段,为结构工程师提供必要的经济分析数据,通过结构工程师与造价工程师对设计质量、品质的经济指标的全程控制,实现设计产品质量与经济的统一。
3、结构工程师要积极参与工程前期规划及方案
建筑结构工程师要积极主动参与前期工程规划及建筑方案,是实施结构优化技术的重点内容。因为,在在实际施工中,建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析,相关建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计,帮助建筑师构思与逐步创新,使得建筑师的建筑理念得以完美的体现。
4、优化设计中正确理解应用结构设计规范
追求适用、安全、经济、美观以及便于施工是建筑结构优化设计的目的。因此,建筑结构优化设计不但要求结构设计工程师有丰富的设计经验,也同时要对建筑结构规范的条文的概念、定义、前提条件及适用范围有较为详细的了解,在建筑结构设计规范的基础上,能够把自身的结构设计方案科学的融入到整个项目工程中。对于一些大面广的工程中,某些条文规定不可避免的偏于保守,同时,也有些条文对一些特殊、复杂工程的设计工程条文安全性不足。因此,建筑结构工程师在优化设计中,应该充分利用扎实专业知识与丰富的设计经验,对上述问题做出科学与正确的判断,从而能够把握设计,使设计成果逐步优化,不断创新。
5、建筑结构各部门相互协调与合作
建筑结构优化是一个复杂性的系统工程,涉及到的专业也很广,各个专业必须相互协调与配合。依据建筑学发展角度出发,现代建筑是综合性产品,包括建筑、结构以及设备等要素。因此,建筑工程在工程实施中,应该大力加强分工与合作,将各个构成要素进行充分有机结合,为打造出完美的作品夯实基础。在建筑工程项目设计中,最重要的环节是建筑设计与结构设计,只有将这两个环节充分结合,建筑工程实用、经济、美观大方效果才能充分体现,同时,建造结构受力更趋向合理性,大大降低了成本,简化了施工。但在建筑设计中,一些建筑设计人员不遵循建筑的基本力学规律,过于注重设计方案创作的新奇性,导致这建筑结构难于处理,因此,建筑结构优化必须通过强化各个专业的合作与协调,可能够实现结构合理,成本降低。
6、提高建筑结构经济性
考虑到现实的土地问题,其最主要的应对方案就是增加建筑的层数,来填补使用面积短缺的问题。随着层数的增加,在其自身的角度讲,会增加其承受的重量,对于墙体与承重柱是很严重的考验。随着楼体高度的增加,我们要考虑到一些基本设施的建设,例如,自来水问题,自来水管的安放,煤气问题等等都要考虑,尽最大的努力解决这些问题,但是楼层过低也有自己的优势,对于牢固性比较好,材料方面大大的减少了,有利于做好防震工作,日照采光比较好。综合两者的共同优点,运用先进的科学理论可以通过改变建筑的外观形象,来改善高层建筑的采光,综合各方面因素,把审美观点、实用性、造价方面进行整体的分析,向着可持续发展的道路前进。在建筑结构方面只有不断的改进适应市场发展的要求才会最大限度的提高经济性能。
7、在建筑设计中概念设计处理的实际问题
在建筑设计中采用概念设计的主要原因是对建筑物设计中可能遇到的各种问题进行分析,针对的处理问题具有多样性和不确定性,并且通过概念设计可以在最大程度上降低由于某种原因导致建筑结构受到的破坏,或者避免建筑结构受到破坏。在导致建筑结构受到破坏中地震是破坏性最大的不确定因素,所以,必须将抗震作用重点加入到建筑设计过程中,在各个设计方面都要增加抗震警示,应当避免对抗震产生不利影响的因素。在房屋结构中减小地震的重要方法就是刚度匀称和对称,而在地震作用下延性设计对防治结构发生破坏具有重要的意义。
结束语
结构优化设计的目的是为了让建筑设计年限内能够更好的发挥其作用而提出的。我们通过对建筑结构优化设计的内容和方法的剖析,指出了在实际应用中如何来利用结构优化设计。所以,结构优化设计是在坚持可持续发展观、充分利用有限资源的基础上提出的,是符合社会发展需要的有力举措。
参考文献
[1]徐慧.浅谈房屋建筑结构设计中的常见问题分析[J].中华民居,2013.2.
[2]张利民.房屋建筑工程中结构设计优化技术分析[J].科技创新导报,2012.10.
[3]魏利全.建筑结构设计常遇问题反对策[M].北京:中国电力出版社,2009.