建筑结构设计的优化方法及应用分析

2022-09-10

1、建筑结构设计现状

我国历史悠久, 建筑历史发展也比较长远, 原来的建筑结构设计都比较落后, 思维观念比较传统, 但是目前我国的一些大城市当中, 建筑结构设计一般都比较前卫, 符合国际潮流, 也能很好的切合人们的实际需求, 但相比之下, 在中国的一些中小城市, 建筑行业已经不被当地人发达, 房屋的设计也越来越高, 许多房地产行业专门请外国人设计, 中国的设计往往是在没有人显示任何感兴趣的建筑。不仅费时费力, 而且其经济效益也达不到满意的效果。

2、房建结构设计优化技术的应用价值

2.1、有效降低工程造价

相对于传统的建筑结构设计, 优化设计可以降低30%的房屋建造成本, 并通过资源的合理配置, 协调房屋建筑内部的独立结构, 使其相互配合, 共同发挥房屋建筑的功能。同时, 优化设计可以推动房屋建筑结构设计的进一步完善, 在创新与改革设计方式的基础上, 以最合理有效的设计方案, 保证房屋建筑安全性能满足要求标准, 避免用户生命与财产受到危害。

2.2、确保建筑结构的可靠性

房屋建筑结构优化设计可以实现房屋建筑在美学、功能与经济等方面的价值, 节约房屋建筑建设成本, 保护房屋建筑周围生态环境, 使房屋建筑综合效益得到最大化的体现。建设单位与施工单位在房屋建设中的目的是保证房屋使用性能, 降低房屋工程设计与施工成本, 避免各项施工资源的浪费, 从而实现经济效益的最大化, 而只有满足用户对房屋建筑坚固耐用、美观和舒适等方面的需求, 才能真正实现参建单位的目的。

3、结构优化设计方法

要保证钢结构的稳定性, 就要在严格按照相关原则标准进行钢结构设计的前提下, 从整体的角度考虑钢结构的布置:体系与各组成部分的稳定性。为了避免钢结构出现平面外部失稳的问题, 在进行桁架和框架的平面体系设计时, 平面结构构件的平面稳定计算要与结构布置保持一致, 确保结构布置的背景下增加支撑构件, 这样可以有效控制稳定问题。

4、建筑结构设计的优化应用

4.1、优化技术在钢结构中的应用

在房屋建筑设计中, 钢结构的设计是其中一个重要的环节, 不同性质的建筑材料对钢结构的质量整体稳定性会造成一定的影响。因此, 在结构优化中, 设计人员应该综合考虑多方面细节, 首先, 比较钢结构同其他技术的应用优势, 其次, 要考虑钢结构在工程施工项目中应用的具体内容以及钢结构设计的关键施工技术, 钢结构施工内容中存在的优化项目, 然后针对钢结构内容中存在的优化项目进行分析, 讨论建筑结构设计的可行性。还需要借助计算机构造数据模型, 探讨设计的可行性。

4.2、优化上部结构

在对房屋的上部结构进行优化时, 必须合理设置剪力墙, 确保有均匀质量的剪力墙, 让同一楼层的结构中心和刚度中心重合, 这样才能把风力、地震等因素的影响降到最低, 确保房屋的质量。如果房屋的类型适合的话, 可以增加剪力墙肢长并使用大开间的格局, 这样可以减少墙肢的使用数量, 也就减少了钢筋水泥的使用数量, 在保证房屋质量的基础上, 节约了资源, 但是如果房屋所在区域的地质情况不好, 为了保证房屋的抗震性能, 不能使用这中大开间的剪力墙格局。

4.3、建筑结构协调性的优化

当我们对房屋建筑结构进行设计时, 要从整体结构的角度出发, 保证建筑结构整体的稳定性与可靠性, 加大各个构件之间的紧密配合度, 不仅要重视对建筑结构的整体质量与功能的提高, 还要重视建筑结构外部的美观, 从而协调建筑结构的整体性, 在进行结构的设计布局时, 要综合的考虑到多方面的需求, 包括对房屋结构功能的需求, 对结构外观的需求, 对房屋质量的需求等, 保证房屋建筑结构的各个要素之间能够和谐统一, 优化整个建筑结构的系统协调性, 提高房屋结构的质量

4.4、建筑结构设计优化

一是对建筑的整体和局部进行优化。房屋建筑本身在设计过程中具备一定的层次性和复杂性, 设计人员在进行优化的过程中, 既要从房屋建筑的整体上进行优化, 又要注重局部结构优化, 加强各个优化部分之间的联系, 使得各个部分的优化结果能够实现叠加, 实现1+1>2的效果, 设计人员在进行优化过程中应该注重整体优化效果的体现, 而不是在一个或几个局部上进行纠结, 这样才能够将房屋建筑的优化效果充分表现出来。二是注意结构设计的协调性。设计人员在进行优化过程中, 应该注意建筑当中各个立体结构和整体平面之间的协调配合, 在保证房屋建筑结构设计合理性的基础上, 对结构造型外观进行维持。在墙面、主体的优化布置上, 设计人员应该结合房屋建筑实际需求, 对建筑当中的空间、进深进行规划, 从而保证房屋结构的整洁化。

4.5、对设计概念的优化

对于房屋结构的可靠性设计是优化设计当中的重要部分, 但这种优化设计的变量较多, 因而需要对优化设计的计算方案进行设定, 将存在的约束条件转变成没有约束条件来进行计算, 在设计优化过程中常用的有符合型法、拉氏乘子法等方法, 设计人员在确定出计算方法之后, 需要和上面所建立的结构优化模型进行综合考虑, 从而保证所优化出来的房屋建筑在各方面的功能都能够正常进行, 从而使得房屋建筑的整体结构设计质量得到提升。

5、结束语

总之, 在房屋建筑结构设计优化中, 设计师需要全面考虑施工条件、周围环境、设计可行性和施工成本等多方面的因素, 做好建筑结构模型、计算方法及程序选择和统计结果分析等方面的工作, 保证设计优化方案满足建设施工标准与要求, 保证房屋建筑的施工质量与施工效率, 为人们创造舒适的居住环境。

摘要：近年来, 随着我国经济的发展, 建筑行业也迅速发展起来, 人们现在不仅重视建筑结构的质量, 还更关心整体建筑结构的设计, 随着建筑经济的发展, 建筑结构的设计也越来越合理, 与此同时, 人们也更加注重房屋建筑的质量。我们都知道, 建筑设计要满足各个人群的需求, 因此, 结构设计要注重这方面的技术要求, 建筑结构设计是否合理。对于房屋建设是否合理, 是否具有科学等提出一系列的问题, 在目前保障市场需求化的同时建筑企业如何促进优化建筑结构, 在保证经济和使用的同时保证房屋的质量安全性。基于此, 本文将从优化建筑结构方法入手, 提出一些具体的解决措施。

关键词：建筑结构,优化设计,应用