摘要:建筑结构设计优化方法在建筑结构设计中的实际应用具有重要意义,是实现建筑新价值的重要手段。因此,在结构优化设计的过程中,我们需要不断地实践和探索,以最低的成本创造最大的经济效益,达到经济、适用、美观、合理的要求。阐述了结构优化设计的基本概念和重要意义,探讨了结构优化设计在建筑结构设计中的应用现状和方法。根据优化技术和结构设计的特点,从理论研究、优化设计实施和实际应用三个方面对结构优化设计的应用要点进行了分析和研究。在此基础上,分析了建筑结构设计优化的相关方面。
关键词:房屋结构设计;建筑结构设计
引言
结构优化设计是在满足设计规范和工程要求的约束条件下,以达到一定的功能指标(如重量最轻、造价最低、刚度最大等)为目标,在可行方案区域内对设计方案进行优化的一种设计方法。结构优化方法是实现优化设计的重要技术科学。利用数学方法求解各种结构设计参数的最优组合,是帮助结构设计人员积极有效地选择最优方案的重要工具。大量优化设计实践表明,结构优化设计能有效提高设计效率和精度,在保证结构适用性和安全性的前提下实现资源的优化利用。因此,大力推广结构优化设计在建筑结构设计中的应用是市场经济条件和行业发展政策的迫切要求。
1房屋结构设计中的建筑结构设计优化
1.1前期工作
结合设计实践可以看出,在建筑结构优化设计中应做好以下前期工作:①设计人员需要对具体的施工目标和工程实际情况进行综合分析,进行初步方案设计和后期方案调整;②设计师还需要明确建筑工程设计的关键内容,然后分析建筑材料的基本参数、结构模型和结构荷载值。在这个过程中,设计人员可以结合计算机信息技术对参数进行获取和分析,以保证结果的直观性和准确性;③设计师本身需要有足够的设计经验,掌握当前比较先进的计算机知识和相关的软件编程方法,从宏观的角度对建筑结构进行规划和分析,从而防止一些设计质量通病和通病在结构优化设计正式开始前出现。对于结构设计优化的前期工作,关键在于设计人员对工程特点的把握,合理确定结构形式和总体布局。
1.2结构模型优化
一般来说,模型的构建可以分为两个主要环节:一是选择最合理的设计变量,这是模型构建的基础和关键。变量的设计将直接影响参数的选择。科学合理的变量计算可以大大减少后期计算编程的工作量。其次,要确定目标函数。相关人员应找出满足函数条件的最优解,然后确定约束条件。约束主要涉及弹性、强度和尺寸等方面。在对建筑整体结构进行优化时,必须保证上述约束条件在规定范围内,并尽可能满足相关设计要求。在结构建模中,结构的平面布置应尽量对称,或刚度中心靠近质心,这样才能有效避免扭转效应,降低结构刚度,从而减小地震力。对于框架结构,竖向布置应逐渐降低楼板刚度,以降低结构的整体刚度,从而相应地减小地震力和配筋。结构设计应注重概念设计,把握总体布局,合理布置竖向构件,选择合适的梁柱截面。对结构中的薄弱部位(如大悬臂、大孔、大跨度、大错动层、软弱层、软弱层等)应重点加强,必要时应提高抗震等级。
2房屋建筑结构设计期间的常见问题
2.1勘察设计存在的问题
房屋设计前需要进行全面的地质调查。地籍数据是住宅设计的重要依据。目前,建设项目规模大,房屋功能复杂,综合房屋数量多。无论测量数据如何,都会影响房屋的设计质量。对于一些建筑物来说,设计条件与实际地质条件往往存在差异。这是因为架构师没有实际使用项目位置或地质报告调查数据。
一些设计人员只根据开发人员提供和描述的信息进行开发,很多重要数据不准确,导致最终设计不充分,影响设计质量。
2.2设计师专业化的问题
工程师的专业性和专业性也影响着工程的设计质量。一些建筑师不熟悉相应的设计标准和规范,对结构设计了解不够,与结构设计师缺乏沟通,面临一些问题。有的结构设计师没有经验,不考虑建筑物的承载力、地质特征和环境因素,无法轻易、盲目地捕捉别人的设计。也有保守的,创新的,过时的,甚至过时的,导致在房子里的安全,功能和视觉损失的建筑。建筑师责任的差异既不能保证建筑工程的质量,也不能影响建筑的整体效果。
3房屋结构优化设计的策略研究
3.1前期工作
结合设计方法可以看出,建筑的设计优化需要一系列前期工作:1.设计师需要对具体的设计目标和技术条件进行综合分析,以便能够对建筑进行初步设计,进而调整方案。2.设计师还必须确定建筑设计的主要构件,然后分析建筑材料的基本参数、结构模型和荷载值。在这个过程中,设计者可以利用计算机信息技术对参数进行检索和分析,以保证结果的透明性和准确性。建筑师自身需要足够的建筑设计经验,具备计算机知识和必要的软件编程技术,从宏观的角度对建筑结构进行规划和分析。这样,在结构设计进行形式化优化之前,就可以避免常见的设计质量问题和病害。结构调整前期工作主要是关注设计项目的特点、承担情况和自身的设计方法,动态融入结构优化设计,及时、积极地开展结构调整前期工作,并对结构设计的下一个优化阶段进行规划。
3.2结构设计优化及其相关参数
通过建立结构设计优化模型,选择计算程序,进行程序创新,并对具体结果进行分析,实现了建筑设计的优化。特别是,您可以在优化设计时创建功能模型,以提高优化设计的效率。在钢结构优化设计中,可以通过分析特征模型中截面梁的尺寸等参数来控制钢结构的设计成本。此外,设计师可以通过考虑房屋的大小和结构的稳定性来优化设计。同时,设计单位应提高现代计算机技术在建筑设计优化中的有效应用。计算机技术在结构优化方面有很大的优势,但也有不足之处,如不能兼顾多个领域的主客观方面,进一步提高个性化。
结语
随着社会的现代化,人们对建筑的功能和设计提出了越来越高的要求。如何切实提高房屋的质量和安全要求,要求我们从设计、施工、质检等方面入手,努力优化各方面的施工,从而切实提高房屋的质量和性能。对于住宅结构的优化设计,要注意规范化的设计要求,不仅要保证其良好的力学性能,而且对其外观、室内布局、建筑风格和剖面的优化设计也提出了很高的要求,从而为客户提供优质满意的住房,促进我国建筑业的科学发展。综上所述,推进优化技术在建筑结构设计中的应用,需要进一步拓展现有优化软件的优化深度和广度,使其更好地符合现行规范和工程实践;改变我国现有的结构设计理念和模式,从产业政策方面鼓励结构优化设计的推广和应用;在工程优化实践中,不断总结经验,完善结构优化设计评价体系。随着优化理论和技术的发展,优化设计在结构设计领域有着广阔的应用前景。相信有朝一日它将成为设计人员高效、可靠地选择最优方案的有力工具。
参考文献:
[1]陈玉敬,冯紫波.刍议建筑结构优化设计在建筑结构设计中的应用[J].名城绘,2018(5):226-226.
[2]鲁慧研,阎润久.论建筑结构优化设计在建筑结构设计中的应用[J].中国厨卫,2016.
[3]殷俊.建筑结构优化设计在工程项目中的运用[C]// 2015年11月建筑科技与管理学术交流会论文集.2015.