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摘要:文章首先简要阐述了房屋建筑结构优化设计的重要意义,在此基础上对房屋建筑结构设计中优化方法的应用进行论述。期望通过本文的研究能够对房屋建筑结构整体质量的提升有所帮助。
关键词:房屋建筑;结构设计;优化方法
1、房屋建筑结构优化设计的重要意义
对于房屋建筑而言,结构是其设计中的关键环节,如果房屋的结构设计不合理,不但会对建筑结构的整体稳定性造成影响,而且还会缩短其使用寿命。通过对建筑结构进行优化设计,除了能够大幅度提升建筑质量之外,还可以获得经济效益和社会效益的双重提高。近年来,我国在大力发展经济的同时,对自然生态环境造成了一定程度的破坏,各种资源和能源也随之大量耗费,在这一背景下,国家提出了节能环保、降耗减排的理念,只有遵循这一理念,才能实现可持续发展的目标。对于建筑企业而言,在当前如此激烈的市场竞争中,想要占有更多的市场份额,获得更多用户的认可,就必须在房屋建筑建设过程中,提高质量、降低成本,以最小的投入获得最大的收益。在房屋建筑结构设计中,通过优化方法的合理使用,可以在保证工程质量的前提下,降低成本,还能节省建材的用量,有助于减少资源的浪费。现阶段,我国的城市化建设进程逐步加快,各类建筑工程随之增多,人们对建筑结构的优化设计愈发重视,优化后的建筑结构其内部的各个单元与相关的建筑元素能够进行有机结合,在提升建筑质量的同时,改善了人们的居住环境,满足了人们对建筑结构多样化和舒适性的需求。对于传统的房屋建筑而言,设计人员在设计时更注重结构的安全性、稳定性、耐久性、经济性,但对结构优化方面的重视程度却略显不足,由于对工程造价的控制不到位,常常会导致超预算的情况发生,不仅如此,在结构设计上还或多或少地存在一些缺陷和不足,房屋建筑的美观性不够,无法满足人们对高品质房屋的需要。而在建筑结构设计中,通过优化方法的应用,可以将经济性与美观性相结合,在提高建筑生态效益的同时,降低了工程造价,提高了建筑质量。由此可见,对房屋建筑结构进行优化设计具有重要的现实意义。
2、房屋建筑结构设计中优化方法的应用
2.1优化设计方法
在房屋建筑结构设计中,优化方法的应用体现在如下几个方面:
2.1.1在结构设计前期的应用。对于房屋建筑而言,前期设计对总体的建造具有重要作用,然而,由于部分设计人员对前期设计的重要性认识不足,致使前期设计中并没有对优化方法进行合理应用,从而忽视了结构的科学性及合理性,致使设计出来的建筑结构差强人意。为此,应当在房屋建筑结构的前期设计阶段,应用优化方法对整体结构进行设计,制定出合理可行的设计方案,为建筑的后续建造奠定坚实的基础。
2.1.2在地基设计中的应用。在房屋建筑中,地基基础是最为重要的结构之一,如果地基不稳,那么处于其上的建筑主体结构很难稳定,所以,必须在地基设计中,应用优化方法。以桩基为例,在设计的过程中,应当按照房屋结构的实际受力情况,对不同材质的桩基进行考察和选择,以此来达到桩基性能最优的目的,从而最大限度地提升基础的稳定性,为上部结构的稳定提供保障。
2.1.3在抗震中的应用。抗震是房屋建筑结构设计的重要环节,尤其是在地震灾害频发的地区,更要对结构的抗震设计予以重视。通过优化设计,可以使房屋建筑结构的抗震性能获得大幅度提升,即使发生地震,也不会出现房倒屋塌的情况。
2.2优化设计方法的具体实施
在进行房屋建筑结构设计中,设计人员要掌握房屋建筑工程所在地的地质情况,结合技术可行性和造价合理性的要求,对现行设计方案进行优化,以确保结构设计方案符合实际施工情况,既满足房屋建筑功能性的使用需求,又减少施工中出现的设计变更。
2.2.1建模。综合考虑建筑结构特点,将自变量定义为影响建筑结构的主要参数,合理区分参数,合理减少设计优化计算量,提高房屋结构设计的合理性;在建模过程中,要确定好与房屋建筑结构相关的函数,降低工程成本,使工程建设符合项目管理要求。同时,要求确定函数能够受控于人为操作,通过采取有效的措施可减少成本费用支出;设计人员确定影响房屋建筑结构的约束条件,如结构强度、裂缝宽度、应力约束、构件尺寸等指标,以及正常状态下和终极限状态下的弹性约束条件,将这些指标为优化设计方案的重要依据。
2.2.2确定计算方案。在结构设计优化过程中,设计人员可采用Powell法、拉氏乘子法,并编写综合应用程序,保证综合应用程序满足运算速度快、功能齐全、计算准确性高的要求,从而避免计算失误。在该程序中输入已确定的设计变量,由计算机自动生成设计方案。若某一变量发生变化,则设计人员可直接在程序上改写该变量,之后再输出改写后的方案结果,提高方案计算效率。
2.2.3结果分析。设计人员要对比较分析不同的计算结果,结合多方面因素优化出最佳的设计方案。在结果分析中,设计人员要结合建设方对房屋建筑提出的投资控制目标,并考虑到工程所需使用的施工技术,处理好先进技术与工程成本之间的关系,而后再分析评价不同的计算结果,最终选出最佳的设计方案。
3、结论:
综上所述,房屋建筑结构设计是一项较为复杂且系统的工作,由于其中涵盖的内容较多,一旦某个环节或是细节出现问题,都可能对建筑结构的稳定性、安全性、耐久性造成影響。为避免此类情况的发生,可在房屋建筑结构设计中,对优化方法进行合理运用,由此除了能够使设计出来的房屋建筑结构更加合理之外,还有助于房屋建筑整体质量的提升。
参考文献:
[1] 易思伟.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用研究[J].建材与装饰, 2016 (3)
[2] 李玉. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探索[J].工程技术:文摘版:00045-00046
[3] 吴蓬勃,余子亮. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究:电子版, 2015 (20)
关键词:房屋建筑;结构设计;优化方法
1、房屋建筑结构优化设计的重要意义
对于房屋建筑而言,结构是其设计中的关键环节,如果房屋的结构设计不合理,不但会对建筑结构的整体稳定性造成影响,而且还会缩短其使用寿命。通过对建筑结构进行优化设计,除了能够大幅度提升建筑质量之外,还可以获得经济效益和社会效益的双重提高。近年来,我国在大力发展经济的同时,对自然生态环境造成了一定程度的破坏,各种资源和能源也随之大量耗费,在这一背景下,国家提出了节能环保、降耗减排的理念,只有遵循这一理念,才能实现可持续发展的目标。对于建筑企业而言,在当前如此激烈的市场竞争中,想要占有更多的市场份额,获得更多用户的认可,就必须在房屋建筑建设过程中,提高质量、降低成本,以最小的投入获得最大的收益。在房屋建筑结构设计中,通过优化方法的合理使用,可以在保证工程质量的前提下,降低成本,还能节省建材的用量,有助于减少资源的浪费。现阶段,我国的城市化建设进程逐步加快,各类建筑工程随之增多,人们对建筑结构的优化设计愈发重视,优化后的建筑结构其内部的各个单元与相关的建筑元素能够进行有机结合,在提升建筑质量的同时,改善了人们的居住环境,满足了人们对建筑结构多样化和舒适性的需求。对于传统的房屋建筑而言,设计人员在设计时更注重结构的安全性、稳定性、耐久性、经济性,但对结构优化方面的重视程度却略显不足,由于对工程造价的控制不到位,常常会导致超预算的情况发生,不仅如此,在结构设计上还或多或少地存在一些缺陷和不足,房屋建筑的美观性不够,无法满足人们对高品质房屋的需要。而在建筑结构设计中,通过优化方法的应用,可以将经济性与美观性相结合,在提高建筑生态效益的同时,降低了工程造价,提高了建筑质量。由此可见,对房屋建筑结构进行优化设计具有重要的现实意义。
2、房屋建筑结构设计中优化方法的应用
2.1优化设计方法
在房屋建筑结构设计中,优化方法的应用体现在如下几个方面:
2.1.1在结构设计前期的应用。对于房屋建筑而言,前期设计对总体的建造具有重要作用,然而,由于部分设计人员对前期设计的重要性认识不足,致使前期设计中并没有对优化方法进行合理应用,从而忽视了结构的科学性及合理性,致使设计出来的建筑结构差强人意。为此,应当在房屋建筑结构的前期设计阶段,应用优化方法对整体结构进行设计,制定出合理可行的设计方案,为建筑的后续建造奠定坚实的基础。
2.1.2在地基设计中的应用。在房屋建筑中,地基基础是最为重要的结构之一,如果地基不稳,那么处于其上的建筑主体结构很难稳定,所以,必须在地基设计中,应用优化方法。以桩基为例,在设计的过程中,应当按照房屋结构的实际受力情况,对不同材质的桩基进行考察和选择,以此来达到桩基性能最优的目的,从而最大限度地提升基础的稳定性,为上部结构的稳定提供保障。
2.1.3在抗震中的应用。抗震是房屋建筑结构设计的重要环节,尤其是在地震灾害频发的地区,更要对结构的抗震设计予以重视。通过优化设计,可以使房屋建筑结构的抗震性能获得大幅度提升,即使发生地震,也不会出现房倒屋塌的情况。
2.2优化设计方法的具体实施
在进行房屋建筑结构设计中,设计人员要掌握房屋建筑工程所在地的地质情况,结合技术可行性和造价合理性的要求,对现行设计方案进行优化,以确保结构设计方案符合实际施工情况,既满足房屋建筑功能性的使用需求,又减少施工中出现的设计变更。
2.2.1建模。综合考虑建筑结构特点,将自变量定义为影响建筑结构的主要参数,合理区分参数,合理减少设计优化计算量,提高房屋结构设计的合理性;在建模过程中,要确定好与房屋建筑结构相关的函数,降低工程成本,使工程建设符合项目管理要求。同时,要求确定函数能够受控于人为操作,通过采取有效的措施可减少成本费用支出;设计人员确定影响房屋建筑结构的约束条件,如结构强度、裂缝宽度、应力约束、构件尺寸等指标,以及正常状态下和终极限状态下的弹性约束条件,将这些指标为优化设计方案的重要依据。
2.2.2确定计算方案。在结构设计优化过程中,设计人员可采用Powell法、拉氏乘子法,并编写综合应用程序,保证综合应用程序满足运算速度快、功能齐全、计算准确性高的要求,从而避免计算失误。在该程序中输入已确定的设计变量,由计算机自动生成设计方案。若某一变量发生变化,则设计人员可直接在程序上改写该变量,之后再输出改写后的方案结果,提高方案计算效率。
2.2.3结果分析。设计人员要对比较分析不同的计算结果,结合多方面因素优化出最佳的设计方案。在结果分析中,设计人员要结合建设方对房屋建筑提出的投资控制目标,并考虑到工程所需使用的施工技术,处理好先进技术与工程成本之间的关系,而后再分析评价不同的计算结果,最终选出最佳的设计方案。
3、结论:
综上所述,房屋建筑结构设计是一项较为复杂且系统的工作,由于其中涵盖的内容较多,一旦某个环节或是细节出现问题,都可能对建筑结构的稳定性、安全性、耐久性造成影響。为避免此类情况的发生,可在房屋建筑结构设计中,对优化方法进行合理运用,由此除了能够使设计出来的房屋建筑结构更加合理之外,还有助于房屋建筑整体质量的提升。
参考文献:
[1] 易思伟.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用研究[J].建材与装饰, 2016 (3)
[2] 李玉. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探索[J].工程技术:文摘版:00045-00046
[3] 吴蓬勃,余子亮. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究:电子版, 2015 (20)