1.广西大学设计研究院钦州分院 2.广西茂功建筑有限公司
摘要:将建筑结构设计优化应用在其整体的设计工作中,能够展现建筑的美观性、实用性、经济适用性和美观性,满足当前人们对建筑的需求,还能节约工程造价,确保工程建设与施工企业有更多的社会效益和经济效益,因此相关人员应高度重视结构设计优化,强化探索应用,最大程度发挥其价值。本文结合笔者多年的工作经验和研究,探讨结构设计优化在建筑设计中的实践应用,以供参考。
关键词:结构设计优化;建筑设计;实践应用
建筑结构设计工作中,合理的设计优化对提高施工效率、设计功能和建筑质量有非常重要的作用,还能很好地控制建筑成本,提高建筑的整体价值。目前,我国建筑行业发展迅速,建筑市场上的竞争日益激烈,很多建设公司为了争取市场一席之地,均在设计环节上加大推进力度,提高设计质量,减少建筑费用,提升建筑效果。
1.结构设计优化在建筑设计中的重要意义
建筑工程各个项目中,结构优化设计不但能在确保质量的前提下缩短建筑工程的施工工期,提高项目的市场经济性,还能在优化中进一步增强安全性与稳定性。由此可见,建筑公司必须优化建筑结构的设计,发挥工程项目建设资源的实际效用,并确保建筑质量,通过建筑设计优化项目,有效降低建筑成本,提高经济效率。与此同时可以整合住房结构系统,提高建筑质量安全性,在住房设计方面,它还综合了美学、实用、生态和经济价值观,满足了人们对建筑美感的要求。
1.1有助于降低施工成本
建筑结构优化设计在改变空间使用格局,减少拥挤现象上效果明显,对于高层住房而言,则有助于更有效地利用面积,建筑面积的利用效率被大幅度提升。通常情况下,建筑设计优化是有益的,随着经济发展,以及人们对住房需求的不断增加,高层建筑数量也在逐年增加,高层建筑物需要在建筑高度增加下不断增加建筑之间的距离,因此,就出现了占地面积相同的情况下,土地使用效率降低的情况。此时,建筑设计的优化将有助于增加建筑之间的距离,从而提高了对地面的利用效率,并改变了土地使用的比例。建筑设计优化在满足建筑要求的同时最大限度地保证建筑的质量,并节约了建筑成本[1]。
1.2有助于提高经济效益
当前我国的建筑工程中越来越多高层建筑,而现代化的建筑在墙面积大小、柱体结构大小上均与过去很多的建筑设计不同。随着建筑高度的增加,二者也会逐渐增大,与之相应的结构重量也在增加,在此情况下,建筑物基础承重能力成为重要问题。建筑物和墙壁柱的承重能力提升,需要相应增加建筑物的管道数量,其建筑费用也会增加。如果建筑物的楼层高度降低,这些问题都能得到很好的解决。减少建筑物的高度不仅可以有效地确保每一栋建筑物都可以得到充足的光照,而且可以减少建筑物之间的距离,从而减少土地使用的面积,提高利用效率,对建筑物经济效益的提高具有现实意义和价值[2]。
2.结构设计优化的主要内容分析
2.1概念优化设计
建筑结构系统的选择、建筑地点的选择、建筑物的布局以及建筑设计的合理化是建筑设计概念优化中的主要内容。在概念优化中需要选择一个合理的系统,以尽可能高的标准为基础,避免出现重大的故障。减少建筑工程中的大开洞情况和大悬挑情况,防止建筑出现路面
刚度变化的问题,建筑概念优化内容在提高建筑结构安全性上效果明显,而且也是结构设计优化的关键。
2.2主要构件优化设计
结构配置、建筑材料选择、构件尺寸选择和钢筋配置选择时主要构件优化设计是主要内容。在构建优化设计中需要保证建筑工程中大部分构件配筋都保持在构造配筋的范围之内。如果建筑工程设计人员无法对此项工作内容进行全面理解,在工作过程中盲目解决安全问题,
那么,设计者不仅不能使结建筑结构更加优化合理,反之会导致建筑工程的安全隐患显著增加,因此需要做好构件优化工作。
2.3细节节点的优化设计
在细节节点优化工作中需要做好立面线脚、挑檐、圈梁、压顶的设计优化工作,此类工作在工程设计中容易被工作设计人员所忽略,因此在工作中需要关注细节节点的优化工作,做好整体控制工作,稳抓细节。
3.建筑设计的优化方法及结构设计优化的实践应用
3.1建筑设计的优化方法
3.1.1选择设计最优化方案
建筑设计优化中的具体措施需要通过最终的优化设计方案确定,在结构设计方案的选择中,需要对建筑工程的实际情况进行确定,不同建筑工程的结构内容存在着显著的差异,因此在建筑设计优化中需要通过专业的设计软件对建筑设计进行精确计算分析,从备选方案中选择最佳的计算模型,确定最佳的建筑设计优化方案,发挥最佳效果。
3.1.2建筑结构的协调优化
最佳的建筑结构优化设计,就是确保结构和总体的一致统一,优化总体结构的协调,建筑本身不仅要体现建筑美学,还应保证建筑结构合理。在建筑结构设计中,应调整建筑的中柱和墙壁的布局,保证二者与建筑平面功能相一致。同时,建筑系统应尽可能简练,避免柱与墙体之间有偏差存在,确保高度与截面间的一致。
3.2结构设计优化在建筑设计中的应用
3.2.1应用在选型与结构布设方面
在建筑结构设计中应保证整体形状结构较为规整,尽量避免出现较多的外延部分和内凹设计,保证建筑结构的完整性,提高建筑结构的抗震性能,减少施工建设难度。目前结构优化设计在建筑设计中的应用较为常见,建筑设计中应尽可能保证建筑设计对称,以此保证建筑平面结构的刚度具有一定平衡性。建筑物刚度对称平衡可以有效提高建筑物的抗震能力,建筑物不易受地震影响出现严重的损坏问题。在结构设计中设计工作人员需要对到建筑中几何图形的构成效果综合分析,保证通过结构设计优化工作可以提高建筑物的平面结构刚度水平[3]。
3.2.2应用在电梯间的布置方面
电梯设备是高层建筑中不可或缺的重要组成部分,然而建筑电梯间的存在直接对楼层版面造成了巨大的影响,在施工建筑前需要对建筑物的电梯间进行综合分析研究,做好布置工作。在建筑物内部设置电梯间时,应尽可能防止电梯间设置导致建筑物成为两段式机构,防
止因为电梯间开洞影响建筑物结构的整体稳定性。通常情况下,电梯间开洞施工中并不会使用钢筋混凝土,为了保证整体结构稳定,需要在设计工作中做好框架结构设计工作和框剪结构设计工作,保证各项设计内容较为精确,需要特别注意的是,在电梯间布置中不能使用剪
力墙结构。在高程建筑中,需要在机构设计优化中做好简化工作,防止在设计中出现较为复杂的错层问题,做好局部控制工作,防止因为撤出梁板后联层柱的提高对结构设计工作造成直接影响。
3.2.3应用在抗震抗风设计方面
高层建筑物不仅需要关注到建筑物自身产生的垂直荷载问题,还需要综合考虑到高空气流扰动产生风力荷载,特殊地质环境出现的地震自然灾害问题的影响。通常情况下,高层建筑物的刚度水平会随着高度的增加而逐渐降低。基于以上问题,需要通过结构设计优化做好高层建筑物的优化设计工作,高层建筑物的设计要尽量满足其结构设计要求,尽可能降低楼层之间的刚度以及偏心距等数据的变化水平。此项工作直接影响着后期建筑物的使用和安全性能,因此需要重点关注[4]。
4.结束语
随着市场经济的进一步发展,我国建筑市场的竞争局势也越发严峻,建筑企业要在竞争的浪潮中站稳脚跟,就必须加强革新,对工程施工设计与技术方法进行深入分析和完善,尤其是建筑设计人员必须注重提高自身的专业技能,积极运用各种现代化技术,对建筑结构设计进行优化,充分突显出房屋建筑的经济性与安全性,从而增强企业的市场竞争优势,使企业在同行竞争中脱颖而出。
参考文献:
[1]周惠娟.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用初探[J].绿色环保建材,2018,11(9):99.
[2]邓超,谢静,王涌全.结构设计优化在建筑设计中的应用[J].工程设计,2019,11(12):152-154.
[3]朱志勇.建筑结构设计优化方法在房屋建筑工程中的应用[J].住宅与房地产,2019,2(15):52.
[4]杨晓亮.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析[J].居舍,2018,2(36):99.