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摘要:本文通过对房屋建筑结构设计中存在的问题进行分析,并提出一些方法,期望能更好的促进房屋建筑结构设计方法的发展应用。
关键词:房屋建筑;结构;优化;经济性
一、结构设计优化技术的意义和必要性
一方面,从企业的角度出发,优化技术的应用可以促使其获得更多的利益。有数据统计,相对于传统的房屋建筑设计方案,含有优化技术应用的设计方案可以节约30%左右的成本,从而深入挖掘建筑资源的利用率,提高建筑企业的经济效益,保证其可持续性发展。另一方面,从人民的角度出发,优化技术的应用可以更好地满足人民对房屋功能的大部分要求。传统的建筑结构设计已很难满足人们的心理需求。在房屋结构设计中应用优化方法,能充分挖掘材料性能,提高材料利用率,将人们所追求的房屋功能、美观及其生态价值和公司的经济效益相统一,从而实现房屋建筑的综合效益。因此,建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用是十分必要而现实的。
二、建筑结构设计优化的方法原则
(一)符合企业和社会大众的需要
建筑结构设计的目的就是设计出符合企业、社会大众要求的建筑。它首先要满足现代人们日常生活的基础功能,使得居住者能够觉得方便、舒适。因此,其在进行优化设计工作时,必须要把安全和环保放在第一位,要使得作品能够真正服务人们,供人们长期使用,并在使用时觉得身心舒畅。
(二)考虑开发商的经济效益
设计师们在优化结构时,也要考虑建筑项目资源分配的最优化,尽力的为开发商节约资源和成本。
(三)大胆创新实验一些新的结构和思路
建筑设计师在对建筑结构设计进行综合考虑时,需要充分结合之前的经验和教训,大胆的进行创新,实验一些新的结构和思路,不断引进新的技术。总之,要注重使得其设计的建筑作品在优化的同时也要具有实用价值。
三、建筑房屋结构设计优化的具体应用
(一)加强房屋建筑防震安全结构设计
安全是房屋建筑结构设计的最基本要求,也是其质量好坏的一个重要衡量指标。在房屋的使用中,会遇到很多不可抗拒的外力因素,尤其是最没有规律可循的地震,因此房屋建筑结构设计时尤其需要对地震荷载作用进行充分考虑,通过对设计或构造等层面采取合理措施来提高建筑的抗震能力。根据以往的经验总结,目前对于建筑物的结构抗震设计,确实有着一些比较有效的设计方案,如设计成结构对称的建筑物,其荷载承受处于均匀状态,建筑物的延性较大,结构的危险截面比较少;采用延性建筑房屋结构;通过多道设防思想即通过次要构件来保护主要构件,来满足建筑结构抗震性能的要求等。除以上几点之外,还需要注重结构细部的优化工作,即设计人员在注重整体设计的同时,还要加强一些基本构件的精细设计。“千里之堤,溃于蚁穴”就很好的阐明了重视细节的必要性。如在给矩形现浇板块做设计时,就需要进行合理分析,以避免拐角处出现裂缝的情况发生。
(二)对房屋分布结构的优化设计
房屋分布结构的优化设计主要包括房屋的结构基础拉梁、荷载、钢筋混泥土结构、建筑剪力墙结构等,这些部分都需要进行优化跟处理。在房屋的基础拉梁结构上,设计师需要通过对其要求的高度、层数来综合考虑其防震性以及稳固性。然后,还要对基础桩基和基础拉梁的配筋率进行综合计算,以确保整个拉梁基础和桩基的和谐一致。此外,施工周围的土地质况、以及风力和气候等因素往往是容易被设计师所忽视的问题。
(三)加强结构细部的优化工作
对于房屋建筑结构来说,一定要重视房屋建筑的分部结构优化工作。中国有句老话叫“千里之堤毁于蚁穴”,说的就是重视细节的道理,主体结构构建好了,但是如果局部位置出现问题,将危及整座建筑物,结构细部的优化工作包括了结构细部的设计工作,如平时我们工作中给常见的矩形现浇板做设计时,需要对其先做分析,避免在拐角处有裂缝,这都是细节,但如果不注意,引起的后果将不堪设想。另外,如今已不再是过去手绘稿的年代了,计算机已经渗透了我们的工作,设计人员需要与时俱进,了解计算机的工作性能,将设计理论通过计算机软件输出,既节省了时间,也方便修改,但如何将计算机与设计理论完美结合,设计或优化我们的结构方案,还需设计人员加强学习。
(四)计算机仿真技术的使用
随着科学技术的不断发展,计算机技术得到了广泛应用,其中的仿真技术能够利用特定的软件建立模型来模仿现实中的事物,并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配与承受应力之间的关系时,仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例,因此可以借助计算机仿真技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中,模拟房屋的结构,在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况,将得到的数据绘制成统计图,明确找到最佳配比点。只要不存在突然变数,计算机仿真技术得到的结果一般比较准确。由此可见,设计人员在利用优化技术时可以结合计算机仿真技术,对优化技术的可行性进行检验,便于设计工作的进行,减少设计偏差。
(五)注重利用计算机技术
随着计算机技术的成熟发展,计算机技术已经广泛的应用到了建筑的结构设计中、通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合,设计师利用计算机仿真的设计优化方法对建筑结构优化设计带来了很多新的思路。建筑设计师能够利用计算机软件建立各种便于分析的模型,并通过计算机的优化计算,为设计师提供精确的数据,最后达到建筑设计的优化。计算机技术的运用可以说把建筑结构优化设计这样一个工程的问题转变成一个数学的问题。
(六)房屋结构设计中造价方面的经济性
随着建筑的高度的升高,在进行高层建筑的施工时也出现不少的难度和限制因素,在进行高层建筑的建筑优化设计时,要综合考虑高层建筑的造价问题,因为层数的增加,相应的建筑材料用量以及其他的一些材料的质量要求在增高,同时建筑的费用也在增加。这时,要综合考量建筑的造价的问题,做到设计的经济性和合理性。房屋的总造价并不是一直随着层数的增高而增加的,通过以往的经验可以知道,达到一定高度的层数之后,建筑的造价会出现降低的趋势。至于这个具体的层数是多少还需要合理进行设计加以计算出来。
结束语
房屋的建筑优化设计是一项复杂的设计工程,在进行设计的时候要综合考虑诸多因素,建筑的方法、技术以及使用的方案都决定了最后的优化的程度,合理进行优化设计,使建筑的房屋符合经济、实用、美观等特点。综合考虑各个因素,设计出函数模型,通过计算机的编程设计计算并选择出最佳的方案。
参考文献:
[1]赵良恒.房屋建筑结构设计的经济性及优化技术应用探讨[J].建筑,2014(17):046.
[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,2013(32):49-49.
[3]乌兰格日乐.论房屋建筑结构设计中的优化技术[J].经验交流,2012,6:131.
关键词:房屋建筑;结构;优化;经济性
一、结构设计优化技术的意义和必要性
一方面,从企业的角度出发,优化技术的应用可以促使其获得更多的利益。有数据统计,相对于传统的房屋建筑设计方案,含有优化技术应用的设计方案可以节约30%左右的成本,从而深入挖掘建筑资源的利用率,提高建筑企业的经济效益,保证其可持续性发展。另一方面,从人民的角度出发,优化技术的应用可以更好地满足人民对房屋功能的大部分要求。传统的建筑结构设计已很难满足人们的心理需求。在房屋结构设计中应用优化方法,能充分挖掘材料性能,提高材料利用率,将人们所追求的房屋功能、美观及其生态价值和公司的经济效益相统一,从而实现房屋建筑的综合效益。因此,建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用是十分必要而现实的。
二、建筑结构设计优化的方法原则
(一)符合企业和社会大众的需要
建筑结构设计的目的就是设计出符合企业、社会大众要求的建筑。它首先要满足现代人们日常生活的基础功能,使得居住者能够觉得方便、舒适。因此,其在进行优化设计工作时,必须要把安全和环保放在第一位,要使得作品能够真正服务人们,供人们长期使用,并在使用时觉得身心舒畅。
(二)考虑开发商的经济效益
设计师们在优化结构时,也要考虑建筑项目资源分配的最优化,尽力的为开发商节约资源和成本。
(三)大胆创新实验一些新的结构和思路
建筑设计师在对建筑结构设计进行综合考虑时,需要充分结合之前的经验和教训,大胆的进行创新,实验一些新的结构和思路,不断引进新的技术。总之,要注重使得其设计的建筑作品在优化的同时也要具有实用价值。
三、建筑房屋结构设计优化的具体应用
(一)加强房屋建筑防震安全结构设计
安全是房屋建筑结构设计的最基本要求,也是其质量好坏的一个重要衡量指标。在房屋的使用中,会遇到很多不可抗拒的外力因素,尤其是最没有规律可循的地震,因此房屋建筑结构设计时尤其需要对地震荷载作用进行充分考虑,通过对设计或构造等层面采取合理措施来提高建筑的抗震能力。根据以往的经验总结,目前对于建筑物的结构抗震设计,确实有着一些比较有效的设计方案,如设计成结构对称的建筑物,其荷载承受处于均匀状态,建筑物的延性较大,结构的危险截面比较少;采用延性建筑房屋结构;通过多道设防思想即通过次要构件来保护主要构件,来满足建筑结构抗震性能的要求等。除以上几点之外,还需要注重结构细部的优化工作,即设计人员在注重整体设计的同时,还要加强一些基本构件的精细设计。“千里之堤,溃于蚁穴”就很好的阐明了重视细节的必要性。如在给矩形现浇板块做设计时,就需要进行合理分析,以避免拐角处出现裂缝的情况发生。
(二)对房屋分布结构的优化设计
房屋分布结构的优化设计主要包括房屋的结构基础拉梁、荷载、钢筋混泥土结构、建筑剪力墙结构等,这些部分都需要进行优化跟处理。在房屋的基础拉梁结构上,设计师需要通过对其要求的高度、层数来综合考虑其防震性以及稳固性。然后,还要对基础桩基和基础拉梁的配筋率进行综合计算,以确保整个拉梁基础和桩基的和谐一致。此外,施工周围的土地质况、以及风力和气候等因素往往是容易被设计师所忽视的问题。
(三)加强结构细部的优化工作
对于房屋建筑结构来说,一定要重视房屋建筑的分部结构优化工作。中国有句老话叫“千里之堤毁于蚁穴”,说的就是重视细节的道理,主体结构构建好了,但是如果局部位置出现问题,将危及整座建筑物,结构细部的优化工作包括了结构细部的设计工作,如平时我们工作中给常见的矩形现浇板做设计时,需要对其先做分析,避免在拐角处有裂缝,这都是细节,但如果不注意,引起的后果将不堪设想。另外,如今已不再是过去手绘稿的年代了,计算机已经渗透了我们的工作,设计人员需要与时俱进,了解计算机的工作性能,将设计理论通过计算机软件输出,既节省了时间,也方便修改,但如何将计算机与设计理论完美结合,设计或优化我们的结构方案,还需设计人员加强学习。
(四)计算机仿真技术的使用
随着科学技术的不断发展,计算机技术得到了广泛应用,其中的仿真技术能够利用特定的软件建立模型来模仿现实中的事物,并通过其表现形态得出一些具有重要参考意义的数据。例如在进行材料配与承受应力之间的关系时,仅仅通过经验与猜测难以找到最佳配比的真实比例,因此可以借助计算机仿真技术将利用优化技术设计的方案数据输入仿真系统中,模拟房屋的结构,在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况,将得到的数据绘制成统计图,明确找到最佳配比点。只要不存在突然变数,计算机仿真技术得到的结果一般比较准确。由此可见,设计人员在利用优化技术时可以结合计算机仿真技术,对优化技术的可行性进行检验,便于设计工作的进行,减少设计偏差。
(五)注重利用计算机技术
随着计算机技术的成熟发展,计算机技术已经广泛的应用到了建筑的结构设计中、通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合,设计师利用计算机仿真的设计优化方法对建筑结构优化设计带来了很多新的思路。建筑设计师能够利用计算机软件建立各种便于分析的模型,并通过计算机的优化计算,为设计师提供精确的数据,最后达到建筑设计的优化。计算机技术的运用可以说把建筑结构优化设计这样一个工程的问题转变成一个数学的问题。
(六)房屋结构设计中造价方面的经济性
随着建筑的高度的升高,在进行高层建筑的施工时也出现不少的难度和限制因素,在进行高层建筑的建筑优化设计时,要综合考虑高层建筑的造价问题,因为层数的增加,相应的建筑材料用量以及其他的一些材料的质量要求在增高,同时建筑的费用也在增加。这时,要综合考量建筑的造价的问题,做到设计的经济性和合理性。房屋的总造价并不是一直随着层数的增高而增加的,通过以往的经验可以知道,达到一定高度的层数之后,建筑的造价会出现降低的趋势。至于这个具体的层数是多少还需要合理进行设计加以计算出来。
结束语
房屋的建筑优化设计是一项复杂的设计工程,在进行设计的时候要综合考虑诸多因素,建筑的方法、技术以及使用的方案都决定了最后的优化的程度,合理进行优化设计,使建筑的房屋符合经济、实用、美观等特点。综合考虑各个因素,设计出函数模型,通过计算机的编程设计计算并选择出最佳的方案。
参考文献:
[1]赵良恒.房屋建筑结构设计的经济性及优化技术应用探讨[J].建筑,2014(17):046.
[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,2013(32):49-49.
[3]乌兰格日乐.论房屋建筑结构设计中的优化技术[J].经验交流,2012,6:131.