房屋建筑结构设计 中优化技术应用分析

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年3月第9期   作者:杨德任
[导读] 在经济发展的推动下,我国建筑行业呈现出稳定发展态势
        摘要:在经济发展的推动下,我国建筑行业呈现出稳定发展态势。在此形势下,随着建筑面积逐渐减少,高层建筑的规模扩大。文章以房屋建筑结构为切入点,探究其相关设计的优化途径,为相关工作者提供一定的参考依据。
        关键词:房屋建筑;结构设计;技术优化
        引言:在社会水平日渐提升的形势下,建筑行业规模日渐壮大,其业内竞争也逐渐增强。为此,针对房屋建筑,其结构技术优化途径成为设计人员最关注的问题。合理的结构技术,不仅可以在保证房屋建筑质量达标的情况下,降低项目工程施工成本,还可以提升住户的舒适度。因此,房屋建筑结构设计优化途径,是房屋建筑当下发展的关键问题。
1房屋建筑结构设计优化应用内容
        1.1房屋结构设计中优化技术的意义
        在房屋建筑结构设计中,优化技术的作用主要通过参数变量选择以及确定函数的确定得以体现。
        在参数变量选择方面,优化技术可以令房屋建筑设计更具科学性。房屋施工设计是居于工程参数进行的,其参数内容主要包括价格参数、预期效果参数、资金偏差参数等。房屋建筑设计人员在设计工作开始前,需要将各项参数进行对比分析,通过分析结果,判定房屋建筑设计是否存在隐患或误差。同时,优化技术在房屋建筑结构设计的应用过程中,主要选取相对稳定的参数作为设计指标,减小结构设计工作难度。
        在函数确定方面,优化技术的重点内容是目标函数。在房屋结构设计中,设计人员通常是以目标函数为参照,控制房屋建筑项目的施工成本,并以此为基础,与施工实际情况相比较,考虑实际施工中多种不确定因素的影响,确保施工建筑的整体稳定性、质量安全性、功能性等达到要求。为此,针对优化技术的应用,应落实到房屋建筑各处细节当中,确保优化技术的实际应用效果。
        1.2优化技术的应用侧重
        在房屋建筑结构优化中,优化技术的应用主要体现在两个方面。
        其一,钢结构优化。钢结构作为房屋建筑结构的基本组成部分,其对优化技术有着较高的要求。为确保钢结构在建筑结构中能正常发挥自身作用,即稳定房屋建筑,保证居住质量,设计人员应综合考虑优化技术在钢结构方面的应用。
        设计人员应对钢结构自身的优势与不足有正确的认知。在此基础上,结合钢结构优化技术应用空间与施工实际情况,对钢结构运用到项目建设施工中的可行性进行分析,将钢结构作为施工技术设计的重点。同时,设计人员应充分利用现有技术,通过计算机,将房屋建筑的整体模型以及数据模型构造出来,并以此为依据,对优化技术的应用效果进行判断,进而保证钢结构能够得到有效的优化设计,排除适用性较差的优化技术,使得房屋建筑结构设计优化工作,能够顺利开展。
        其二,设计概念优化。在信息技术快速发展的背景下,目前大部分房屋建筑的结构优化设计都是基于计算机软件进行的。但是设计人员应注意到,利用计算机进行优化同样也有不足之处。仅仅通过计算机软件进行优化,使得设计人员难以通过自身专业经验发现相关问题。因此,在优化过程中应将设计人员与计算机进行有机融合,既可以通过计算机提升优化技术应用效率,还可以将设计人员的专业经验与综合考虑渗透到结构设计优化内容当中。例如,在选取房屋建筑结构材料时,设计人员应亲自选择,确保建筑材料标准符合相关部门规定,降低房屋建筑因材料质量问题面临的事故风险系数。始终明确,在房屋建筑整体结构设计中,质量安全永远是建筑项目整体质量的关键。而在结构设计中,设计人员的专业理念以及技术水平同样对其有一定影响。例如,合理的设计理念与专业技术能够有效弥补房屋建筑工程技术当中存在的不足,同时针对房屋建筑外界环境条件影响,提供相应的措施,降低了外界环境干扰程度,避免因其导致工作无法有效落实。同时设计人员在设计房屋结构时,应充分考虑房屋建筑的抗震性能,运用优化技术提升其抗震能力,设计人员具体可通过两边对称的设计理念进行设计,强化房屋建筑的抗震性能。除此之外,该设计方式还可以强化房屋建筑的荷载力,有效减少其危险截面,进而提升房屋建筑的实际抗震性能。
2结构设计优化应用注意事项
        2.1前期策划
        为提升结构设计优化实际效果,应从房屋建筑前期方案入手。实际上,房屋建筑投资情况是与前期方案息息相关的,但在目前的建筑行业中,部分建筑设计师对前期参与不够重视,使其结构设计在房屋建筑施工建设中,缺乏一定的合理性与实践应用性,导致设计结果并未达到预期效果。同时,受各种不确定因素的影响,设计反而有加大施工难度的可能。为此,设计人员应重视前期参与,确保结构设计的合理性与可行性,在保证建筑质量的基础上,降低结构设计难度,减少不必要的建筑设计投资,提升房屋建筑项目的经济效益[1]。同时,针对不同建筑类型,应选择对应的结构形式,以此为基础提供合理的设计方案,为房屋建筑工程项目,创造良好条件。
        2.2细部优化
        针对优化技术在钢结构方面的侧重,设计人员应对钢结构在房屋建筑中的应用空间进行深入考量。相较于传统结构,钢结构的有效利用能够极大地提升房屋建筑的安全性与可靠性。同时,设计人员在优化结构设计时,应以钢结构应用为基础,延伸出不同的建筑形式,凸显钢结构建筑的美感,体现耐用与美观相结合的现代建筑理念。总之,钢结构的合理应用,是设计人员进行结构优化的有效手段之一。
        例如,针对钢筋截面面积结构,设计人员在进行优化时可通过目标函数以及概率函数,建立建筑结构优化模型,同时注意降低设计与编程数量,提升效率。在设计人员结合实际情况,确定约束条件的基础上对钢筋截面面积进行数据约束,如裂缝的宽度或尺寸大小等。在此基础上,设计人员可运用程序进行优化设计,综合分析结果,钢筋截面面积结构如图1。
       
        图1 钢筋截面面积结构图
        除此之外,设计人员在优化结构设计时,同样要对房屋建筑的外部环境加以考虑,尽可能在建筑设计中,加强其对外部因素以及特殊环境影响的抵抗性。为此,设计人员应对各种外部因素以及特殊环境变化等情况进行充分了解与设想,在此基础上对房屋建筑结构进行优化,综合提升房屋建筑的安全系数,体现优化技术的实际作用[2]。
        2.3基础结构优化
        确保优化技术在房屋建筑结构设计的前期策划与细部优化方面合理应用的同时,应对建筑基础结构加以重视。设计人员应注意到,在房屋建筑过程中,下部地基基础结构同样是结构优化的关键一环。为此,针对地基基础结构,设计人员应通过选择合适的方案,进行设计优化。例如,若地基结构以桩为基础,则需要根据建筑施工现场地形地质条件,确定相应的桩基类型,尽可能控制造价成本。由于桩端持力层对灌注桩桩长的实际选择有较大的影响,设计人员应通过多次比较分析,确定最终的方案[3]。
        2.4综合考量
        房屋建筑结构设计优化,是一项需要设计人员综合考虑建筑各方面特征以及实际需求的工作。除上述环节外,设计人员在进行建筑结构优化时,应注意房屋建筑本身是否能与建筑周边环境相融合、建筑自身功能性是否完善、建筑形式是否能够呈现一定的设计美感等。除此以外,针对建筑的实际经济效益以及蕴含的技术水平,设计人员同样需要进行考量。在将这些因素纳入考量范围后,设计人员可对建筑进行合理的布局规划,将建筑平面与空间进行有效组合,并确定建筑材料结构形式,综合提升结构设计优化效果,体现了优化技术在房屋建筑结构设计方面的具体作用。
        结束语:综上所述,在建筑行业持续稳定发展的形势下,为提升房屋建筑经济效益,确保其质量。设计人员应了解优化技术内容,通过及时参与前期方案策划、结合实际情况进行细部优化、强化基础结构设计以及扩大设计考量范畴,将优化技术落实到建筑结构设计工作当中,使房屋建筑呈现经济适用,安全美观的建筑形态,充分体现了现代建筑的设计理念。
        参考文献:
[1]吴浩迪. 结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J]. 建材与装饰,2019(05):73-74.
       
[2]赵江. 优化技术在房屋建筑结构设计中的应用研究[J]. 城市建筑,2019,16(05):105-106.
       
[3]万国平. 房屋结构设计中建筑结构的优化设计浅析[J]. 现代物业(中旬刊),2019(06):81.
       
     
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