结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用

发表时间:2021/4/23   来源:《建筑实践》2020年39卷35期   作者:董玉峰
[导读] 随着我国经济建设的飞速发展,房屋建筑工程如雨后春笋般涌现,
        董玉峰
        身份证号码:37150219851029****
        摘要:随着我国经济建设的飞速发展,房屋建筑工程如雨后春笋般涌现,因此促进了建筑结构设计的不断提高。基于此,本文主要分析了建筑结构优化方法在房屋建筑施工过程中的具体应用,重点介绍了房屋建筑结构设计优化的概述与实际意义和存在的问题,同时举出了几点关于建筑结构优化方法在房屋建筑当中的应用途径。通过对建筑结构优化方法的特征以及在房屋结构优化过程中的具体应用渠道进行分析,以期为建筑施工单位在进行房屋结构优化时提供建议。
        关键词:结构设计优化;房屋建筑;结构设计;应用
        引言
        随着社会经济的迅速发展,如今,人们的经济条件、生活质量与生活水平得到了明显的提高,从而对生活环境也提出了更高的要求。基于时代进步及社会发展要求,如今房屋建筑结构设计中,往往会在确保质量、安全的基础上,开展结构优化设计,以实现成本降低、节能减排及建筑物使用功能的提高。
        1房屋建筑结构设计优化的概述与实际意义
        通常情况下认为房屋建筑结构设计优化是一个较为复杂,且考虑因素比较多的工作。在房屋建筑结构设计优化中,要同时考虑到建筑审美、建筑便捷性以及建筑材料的本身性能等,实现以上内容的有机结合,才发挥出房屋建筑的最大优势。基于这一要求的房屋建筑结构设计优化要同时体现建筑的功能和建筑的目的,然后再开展具体的优化工作,确保优化方案经济美观、方便实用又具有可操作性。因此,可以大致将房屋建筑结构设计优化的优点总结为以下几点:(1)房屋建筑结构设计优化涉及方面广泛,是众多学科的精华集合,并且具有较大的联合性。(2)相对于优化之前,房屋建筑结构设计优化,能够极大地提高房屋建筑的外观,提高房屋。(3)房屋建筑结构设计优化是一次质量与安全的飞跃,能够同时提高房屋建筑的质量和安全性。(4)与优化之前的房屋建筑对比,房屋建筑结构设计优化的优势还在于能够极大程度地提高房屋建筑的实用性。(5)房屋建筑结构设计优化在实施时,也能够起到环保节能的作用,既合理利用了资源也提高了房屋建筑的经济性。(6)从现场施工角度出发,相比于优化之前,房屋建筑结构设计优化更有利于提高施工现场的管理,以此来达到综合提高建筑施工的目的,以施工现场管理为中心,同时向节省成本、提高安全、增强质量等多角度延伸。(7)房屋建筑结构设计优化的第一要义仍是安全性,对此从过往工作经验来看,相关人员通常会在确保安全的前提下,进行大胆创新,能够促进房屋建筑的多元化发展,更精准地对焦不同人的不同需求。
        2房屋建筑结构设计中存在的问题
        新时代的房屋建筑结构设计相较于传统的房屋建筑结构设计有很大的区别,其不仅需要考虑到房屋结构的规模,还需要考虑到房屋结构的质量,同时还需要考虑到房屋结构的大众需求。所以在新时代下,设计者对房屋结构进行设计时不能采用单一、传统的设计思路,单一、传统的设计思路无法适应当前的房屋结构设计需求。在当前的房屋建筑结构设计中依然存在着很多的问题,最突出也最直接的就是很多房屋建筑企业往往没有自身健全的设计体系,所以其在进行房屋建筑结构设计时,往往会照搬同行业中的优秀设计方案,然而这会产生非常多的问题。因为尽管同行业中优秀的设计方案有很多值得借鉴的地方,但是在不同的建筑区域方案的实施效果是不同的,设计需要契合实际需求进行开展,如果只是照搬那么将会造成很多的困扰。与此同时,除却没有自身成熟的设计体系,没有良好的操作手段以及技术也是一个很严重的问题,这对于后续的施工以及经济投入都有非常大的影响。
        3结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用
        3.1整体优化和局部优化
        房屋建筑结构设计的层次性和复杂性对设计工作提出了更高的要求。

从建筑结构设计的层次性来讲,其包含设计体系和结构体系等。房屋建筑的结构优化设计工作需要相关设计人员优化各房屋结构的下属系统。从建筑结构设计的复杂性来讲,应做好建筑原材料及零部件等选取工作。因此,为做好房屋结构设计优化工作,应将建筑结构优化的局部性和整体性相结合。
        3.2关注房屋建筑设计质量安全
        房屋建筑设计的质量安全,是管理工作的核心与重点,相关结构设计应满足相关质量控制要求,促使建筑工程具有良好的应用性能。例如,在某建筑工程项目的上部结构设计中,应构建优化模型,对影响建筑设计稳定性的因素进行分析与研究,对重点项目进行控制。如对剪力墙结构的优化设计过程中,为提升项目整体的安全性与质量标准,需要对剪力墙各部分的质量进行严格要求。为保证房屋结构整体的稳定性,应减少短肢剪力墙结构的设计,尽量布置并设计较长的剪力墙,使得房屋设计更加符合行业内要求的安全质量标准。此外,较长的剪力墙设计,也可减少房屋结构中边缘构件的数量,实现对钢筋数量的有效节约,为项目造价控制与管理工作有序开展提供支持与保障。此外,为保证房屋建筑结构设计的科学性与合理性,相关设计人员应结合工程项目实际情况,房屋结构设计方案进行优化与调整,提升整体设计水平。例如,在某房屋建筑项目设计中,其整体设计规模为7500㎡,主体结构采取预制混凝土施工方案,为实现对结构稳定性的控制,设计人员严格控制了短肢剪力墙的投放数量,对房屋中的建筑材料和框架结构设计执行标准进行控制,并且对照设计图纸,完善了局部结构设计,使得项目设计达到业主方要求。
        3.3结构同建筑的协调优化
        房屋建筑墙和柱的布设应满足相应的房屋平面需求并且符合相关行业规范,此外房屋的进深和开间应最大程度上保持持一致性。在结构设计中,建筑系统不宜过度复杂,墙和柱都布设在相应的位置,另外,协调楼层的高度和截面面积。在对楼梯和电梯进行设计时,应保证建筑结构承重构件的强度和刚度,确保建筑结构的安全性,控制自重,对于非承重构件来说,可选取轻质材料。
        3.4地基基础工程优化设计
        地基是整个房屋建筑结构的承载部分。完善优化地基结构设计,既能够加强整体结构的安全稳固性,又能在一定程度上压缩工程造价。俗话说“万丈高楼平地起”,只有保证地基基础的稳固性,才能保证建筑的整体安全性,才能有效延长建筑物的使用寿命。地基基础工程的造价约占房屋建筑总工程造价的30%。由此可见,优化地基基础工程设计至关重要。通常来说,岩土勘察报告内容主要包括施工场区地质结构条件、地下水文环境条件以及气候环境条件。设计人员会根据岩土勘察报告,进一步明确地基基础工程形式。以某高层住宅楼工程项目为例。该工程地上部分共20层,建筑单位要求设计单位根据岩土勘察报告确定竖向构件轴力和选定基础类型。设计单位预定了如下三种基础形式:PHC预应力管桩、机械钻孔灌注桩、平板式筏板基础。由工程预算人员进行经济分析,且充分考虑施工难度、施工周期等关键要素。最后,选定PHC预应力管桩,旨在缩短工期,压缩工程造价。
        结语
        综上所述,要想加强建筑结构优化设计方法在房屋建筑结构设计中的应用效果,设计单位就必须做好一系列设计工作,以此增强房屋建筑的功能性、安全性与美观性,满足居民的基本要求,加快城市化进程。
        参考文献
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        [2]刘思颖.房屋建筑结构设计中优化技术的应用[J].居舍,2019(35):105.
        [3]张瑞.房屋建筑结构优化设计研究[J].工程建设与设计,2020(6):5~6.
        [4]雷红彬.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].绿色环保建材,2019,(09):84,86.
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