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房屋建筑结构设计优化技术应用研究

2019/08/08 阅读:

摘要:文章就房屋建筑结构设计中优化技术的应用进行了简要的探讨,希望能够给房屋建筑结构优化相关领域的研究工作者提供一定的帮助和参考。

关键词:房屋建筑;结构设计;优化技术

引言

房屋质量一直是人们关注的焦点,在我国人口密集高的情况下,房屋建筑的质量问题影响范围更加广泛,严重威胁到周边百姓的生命和财产安全。在满足人们对房屋建筑质量要求的同时,施工单位也可以适当地降低成本来提高经济效益,二者在某种程度上是一种负相关的关系,需要在两者之间找到平衡点。在房屋建筑结构设计中运用优化技术,能够在保证工程质量的前提下,降低施工成本,提升企业经济效益。

1房屋建筑结构优化技术的内容

房屋建筑结构优化技术的本质就是在确保房屋建筑的质量达标的前提下,通过优化技术来降低成本,进而提高企业的经济效益。房屋建筑结构优化技术包含整体优化和细节优化,整体优化是对整体的设计过程的一个优化,细节优化指的是对房屋建筑设计中的一些子结构进行优化,如对基础结构的优化、对围护结构的优化、对屋顶结构的优化和对主体结构的优化等。在房屋建筑结构优化过程中,一般采用从整体到局部的思路,先对整体进行优化,然后将子结构作为一个相对独立的部分重点进行拆分和优化,最终达到整体设计最优的目标。

2房屋建筑与经济性的关系

房屋建筑的安全性与经济性呈负相关,如果想要提高房屋建筑的安全性和稳定性,就要使用更好的材料,更先进复杂的工艺和更加优秀的工人和设备,这都极大地提升了成本,经济性将大打折扣。对于房屋建筑来讲,安全性永远需要排在第一位。劣质的房屋建筑不仅仅威胁到周边的人群的生命和财产安全,还给社会带来了不稳定因素。在建筑行业高速发展的今天,楼房的高度越来越高,建筑速度也越来越快,房屋安全造成的影响和破坏力也更加难以估量。因此,施工企业的经济效益虽然重要,但是绝不能降低建筑的安全性,在保证安全性的基础上再进行优化以提高经济性。

3结构优化技术在房屋建筑结构设计中的应用

3.1重视概念设计优化技术的分析

房屋建筑设计结构优化技术的工作原理是利用电脑对房屋的实际情况进行模拟,这种模拟工作只需要将初始的设计方案输入其中,然后设定一定的约束条件,在约束条件的框架内,通过改变其他的变量,来分析出最优的设计参数。房屋建筑结构设计的优化工作通常是以房屋结构的安全性作为约束条件,也即建筑性能指标。在确定性能指标后,根据建筑所处的地理位置,抗震烈度、基本风压、建筑的平面布置、使用功能等已知条件,选择合理的房屋结构,如框架结构、框剪结构、剪力墙结构、框架核心筒、筒中筒等结构体型。此外,根据实际情况考虑是否采用隔震、减震等设计手法,从而设计出更加符合建筑使用要求的房屋结构类型。

3.2应重视具体构件的设计优化

在结构设计的过程中,具体构件的优化设计也十分重要。在选定结构类型的基础之上建立结构模型,在满足建筑安全的基础之上合理选用计算参数,根据初步选用的参数进行结构初算,再根据计算结果对各个参数进行详细认真地调整。结构优化设计的构件设计还可以参考减震隔震的原理,对一些受力体系进行转变,以达到合理经济的目标。如在一些山地建筑中,地下室的设置往往会有一侧的外墙填土较低或与外界相通,可设置一些地下排水设施来解决地下水的水位问题,从而降低地下室的建设成本。但此技术的使用是有一定条件的,盲目使用可能会带来不利影响,设计人员应充分考虑工程的条件再确定是否使用。

3.3结构优化设计的具体步骤

3.3.1方案阶段优化设计内容1)根据建筑功能、建筑高度、设防烈度及风荷载情况等条件确定结构体系。2)查看地勘报告、安评报告是否满足设计需要,提出优化方案。3)初步确定基础选型,确定地下室及地上结构是否需设置伸缩缝或防震缝。4)确定地下室柱网、地下室层高,基本确定地下室各层的楼盖选型。5)确定上部结构竖向构件的布置。6)对于影响使用功能及降低品质的建筑布置提出合理意见,并反馈给相关部门。7)对项目各部分的结构体系(非常规部分)进行技术经济分析,给出结论及提供具体建议。

3.3.2扩初阶段优化设计内容1)确定基础选型、地下室楼盖选型及其合理性与经济性,确定上部结构的结构布置。2)确定建筑材料的使用(混凝土标号、钢筋强度等级及砌体填充墙的材料)。3)对结构计算模型进行优化,做好优化记录并形成报告。

3.3.3施工图设计阶段服务流程1)制订项目各部分结构统一技术措施(用于指导施工图设计)。2)组织公司结构技术力量解决施工图设计过程中的结构技术问题。3)减少施工图“错、漏、碰、缺”问题,减少不必要的施工返工,减小施工管理强度,降低造价及缩短工期。4)确保工程材料用量及总结构造价降到最低。5)确保房屋质量满足国家规范及地方要求,并通过施工图审查。

4房屋建筑结构优化技术的应用过程中注意的问题

建筑的结构优化设计技术应尽量在设计的前期提出,提前投入人力物力对设计方案进行优化,制订科学合理的总体建设规划,有利于项目优化设计的推进。在实际的优化过程中,设计人员要充分利用计算机的计算优势,弥补人力计算的不足。此外,在实际的施工过程中情况较为复杂,不能将结构设计的优化工作简单地看成是软件模拟和数学题,也不能只看上部结构的单位含钢量。如果脱离了实际,建筑的结构优化设计的实用性和指导意义都会大相径庭,优化方案将会变成一纸空谈。最后要注意的问题就是,很多技术人员习惯对整体的设计情况进行优化而忽视细节的优化,这是因为整体的优化能够为企业节省10%~25%的设计成本,相比之下细节优化的效果不够显著且更加麻烦,细节优化需要将子结构单独提取进行分析和优化,极大地增加了工作量。然而,房屋建筑的整体结构就是由各种各样的子结构组合而成的,做好子结构的优化也能够节省一笔可观的款项。因此,整体优化和子结构优化都是结构设计重要组成部分,都应当引起设计人员的重视。

5结语

对于设计单位而言,为了适应市场的发展和激烈的市场竞争,就需要提高企业的核心竞争力。在房屋建筑结构设计过程中,引入概念优化设计,在保证房屋建筑质量的前提下节省成本。在结构设计中引入优化设计,能够提升设计单位的竞争力,在复杂多变的市场环境中站稳脚跟,更好地服务于我国的建筑行业。

参考文献:

[1]刘瑞晓.房屋建筑结构设计中优化技术的应用[J].住宅与房地产,2018(02):56-57.

作者:陈昌钤 单位:安徽艺源建筑艺术设计有限责任公司厦门分公司

房屋建筑结构设计优化技术应用研究

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