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房屋建筑结构设计中的优化技术原则和应用

276 2020-12-14 11:42:03

摘 要:建筑结构设计优化是一个复杂而系统的环节,利用现在的科学技术对房屋建筑结构设计进行优化,保证房屋建筑质量,确保建筑结构设计的合理性与可靠性。本文即探讨了房屋建筑结构设计中的优化技术。

关键词:房屋建筑;结构设计;优化技术

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前言:随着经济的发展,人们的生活水平不断提高,对房屋质量的要求也越来越高。优化技术在建筑结构中的有效应用也逐渐备受关注,在房屋结构设计中必须重视优化技术应用。


1、房屋建筑结构设计中优化技术概述

建筑结构优化是指在满足建筑房屋施工便利的前提下,充分利用审美学与艺术学的理论优势,将房屋的功能完美的体现出来,并实现节约建设成本的目的。建筑结构优化设计方法能够打破常规约束条件的束缚,力求以最合理的结构优化方案来提高整个房屋设计的效果。技术一词在结构设计中,代表着专业度,而结构设计环节决定着建筑工程的整体质量。由此可见,只有借助技术的优化,确保结构设计工作的质量,才能让工程整体质量得到保障。通过结构优化方法,对实际工程中的建筑结构进行全面的研究,使建筑的总体结构以及建筑各个分部衔接得到完善以及优化。在进行建筑结构的优化时应当尽量的减少建筑刚度与建筑质量的中心差异,尽量保持建筑物整体结构的规则以及其对称型,以保证结构设计可以通过相应的评审。结构优化贯穿于建筑结构设计的始终要想完成优化就必须充分了解建筑结构优化的主要内容:(1)以房屋的建筑结构为基础,对房屋的设计进行整体优化分析并加之改进。(2)对建筑具体的细节(细部构造、主体结构、屋顶结构、围护结构、地基等)进行优化。


2、房屋建筑结构设计中优化技术的原则

2.1、安全性

安全性是每一项施工作业必须考虑的首要问题,对于建筑结构设计来说,更是如此,只有保障了建筑物的安全性才能对建筑物的功能性与经济性进行设计。结构设计的安全性是就每一个环节而言,每个构件在设计中都必须充分考到在实际施工操作中的可靠性,


2.2、功能性

将用户的需求放在房屋设计的第一位,广泛的收集和总结各种用户对房屋设计的不同的功能需求,尽可能提高房屋建筑的服务功能。随着社会经济的不断发展,消费者在对房屋设计进行选择的时候,其有着更为具体的设计要求,使得设计活动本身的开展难度提高,其不仅仅需要将实用性体现出来,也要将建筑物的美观性与协调性展示出来,继而使建筑结构的设计得以获得更多的认可。


2.3、经济性

房屋建筑的结构设计也需要将经济性的要求体现出来,做到对建筑成本的控制,在满足安全性和舒适性的前提下,采用最佳的结构体系设计方案,严格规范房屋设计的相关标准,最大程度的降低材料损失,提高资源的利用率,继而让建筑结构设计的经济性得以获得消费者的更多认可。


3、房屋建筑结构设计中优化技术的应用

3.1、设计理念方案完善

在进行房屋住宅的结构优化设计时,设计人员要将施工过程之中的外部及内部环境因素都得要充分的考虑到。通常把可靠度当作其设计和制定实际方案的依据,但往往受到许多因素的约束和限制,甚至还会出现不具备线性相关关系的数值和因素,导致设计工作工作量冗杂。因此可以通过采用拉氏乘子等方法,对数据进行相应的转化,将其中对于实际设计所涉及到的约束性因素转化为非约束性,进而提高方案设计的效率。必要时设计者可以采用别的方法,比如:植入概念性的设计。另外,参数和材料是具有多变的特性的,尤其是在受力过程的分析中,参数和材料都是不停的进行变换的,因此设计者必须根据不同的情况,做出不同的应对措施。并从多角度全方位进行分析和考虑,例如房屋住宅的实用功能、安全性能、住宅的外观以及房地产企业的资本投入等多方面进行考虑,保证方案的合理与适用。


3.2、优化设计结构模型

房屋整体优化设计在建筑物的结构设计中起着核心作用,一个建筑是否完美,也是取决于此,在进行整体优化时,设计师必须严格遵守以下三点要求:首先,应当首先选择对于房屋整体设计具有一定程度影响的因素作为其变量,对于影响力较小的一些则可以作为参考数据,尽量做到模型设计的精简化,提高工作效率。其次,在进行辅助计算时,设计师要选择最佳的函数,通过对函数的筛选,找出最合适的函数组,以此来完善施工,这样可以有效的避免成本浪费。设计师最后要做的一点就是,衡量条件,衡量的前提必须是增加房屋的稳定、耐久性,在制定相应的结构设计优化数据标准时,应当满足房屋住宅的构造要求,保证数据的实用性以及操作性。并根据施工的实际情况,制定出有效的措施,以此来减少施工差异。


3.3、地基基础优化设计

地基基础在房屋建筑中起着最为重要的作用,地基设计对于房屋本身功能以及形态起着决定性的作用,不同形态以及不同功能的建筑物对于地基的要求标准也不尽相同,地基的牢固直接决定着建筑物的安全性。所以,地基基础的设计必须严格按照相关的操作要求,在基础构造设计的时候,得要全方位的进行相应的控制,将桩基项目施工的方式确定出来,充分的掌握桩身的直径及高度,真正的做到基础构造方案的优化,针对资金投入、施工技术以及基础结构等等一一予以确定。


3.4、建筑结构整体与局部的优化设计

建筑工程整体结构设计和局部结构设计进行共同优化设计,能够尽可能提高房屋建筑工程的合理性与安全性,整体建筑平面与建筑结构的协调设计,能够有效提高房屋建筑工程的美观性。要想保证房屋建筑结构的整体协调,必须要坚持简洁性原则,避免发生墙柱错位现象。在对建筑结构设计进行优化时要对箍筋与框架梁之间的距离进行合理优化,进一步达到对整体设计优化的效果。在设计过程中,当梁柱为非加密时,可以不考虑弯矩与剪力对结构设计的影响。 房屋结构的上部优化过程中,应当合理规划剪力墙的设置,从而使剪力墙具有均匀的质量。从而在同一楼层内的几何中心与刚度中心能够重合,以便于提高结构的抗震和抗风力能力,使不利影响降低到可以控制的最低水平,最终保障房屋建筑的工程质量。整体结构优化主要通过选择科学合理的施工结构设计方案,来实现优化建筑整体结构的。建筑局部结构优化可以通过不断的累积来实现对整个房屋建筑结构的优化。


4、结语

综上所述,建筑结构设计优化方法是顺应建筑行业发展的产物,也是市场经济条件下对资源配置提出的新要求,其为房屋结构优化设计提供了重要的参考。通过将结构设计优化方法应用于房屋结构的优化,可以保证整体建筑结构的科学合理,保证建筑功能的完整有效,进而确保房屋建筑的质量。


参考文献:

[1]徐峰.房屋建筑结构设计中建筑结构优化设计方法的应用探讨[J].门窗,2015

[2]陶小林,杨杨.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].科技创新与应用,2013