1建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的重要意义
随着社会经济的发展,超高层与高层建筑逐渐得到了广泛推广。对于建筑企业而言,最重要的问题之一就是怎样在确保结构设计与人们要求相符合[2]的前提下使投入的资金减少。建筑企业必须在确保房屋建筑质量合格的情况下,系统化分析设计方案,采用先进的设计观念和技术理念整体化管理工程建筑。在房屋结构设计过程中,科学优化建筑结构设计除了可以使建筑的美观感与实用性增强,同时还可以使工程的整体造价得到最大化控制。使建筑材料与机械设备的性能得到全面开发,节约资金投入,系统性结合房屋结构的层次,提高房屋质量与居住安全性。
2建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的操作步骤
2.1创建优化建筑结构设计的模型
首先需要科学、合理地设计变量。一般情况下,主要的变量是对建筑本身结构造成影响的重要参数。对于部分由局部性有关要素就可以使设计要求得到满足或者变化范围很小、影响也较小的参数,通常可采用预定参数加以表示,不仅可以使计算数量与设计数量减少,而且有关的编程工作量也会减少,有助于工作效率的提升。其次,要确定目标函数。在优化设计建筑结构时,为减少整体的工程造价,需要找到失效的概率函数与尺寸符合预定条件的钢筋截面积。最后,要合理确定约束条件。
2.2合理优化设计有关的方案
将可靠度作为优化房屋结构设计的依据时,一般约束条件较多,还可能出现非有关的非线性问题,因此在计算过程中,需要学会适当转换,将有约束的优化向无约束转化,可采用拉氏乘子法等计算。
2.3相关应用程序的设计
无论是将可靠度作为优化房屋结构设计的基本依据,还是运用有关的计算方式进行设计,为了有效达到相应的效果,都要将这些因素编纂为具有科学性、综合性、功能全面、运算速度较快的应用程度,从而高效、全面地实施整个优化设计方案。
2.4综合分析结果
得到相关计算结果后,需要分析与比较其必要性,进而选出最适合的设计方案。进行分析时,应当对有关问题进行全面考虑,多角度分析相应的问题,确保所选设计方案的合理性,增强房屋建筑整体的实用性、安全性和美观性,与此同时还不会导致工程的资金投入增加。优化设计建筑结构要求我们同时兼顾经济节约与施工技术要求,做到全面考虑,科学配置,实现预期的建设目标。
3建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的具体应用
3.1房屋建筑的局部性和整体性优化
建筑结构通常都具有复杂性与层次性的特点,在设计时需要分别考虑建筑的安装体系。结构相关体系和整体设计体系等,其中每一个体系又会延伸出若干个下属体系,设计者在设计房屋时需要优化下属系统,将横向关联性冲破,达到叠加工程的效果;在复杂性方面,涉及到建筑零部件、材料等的选择,需要从整体着手,实现设计优化的目的。
3.2阶段性优化、建筑寿命与桩基础的优化
当建筑工程未超过使用年限时,房屋设计者需要根据不同阶段特点,结合实际情况确定优化方式,实施阶段性优化,延长建筑的整体寿命,在确保建筑质量的同时还能增加经济效益。预制桩与灌注桩都属于建筑桩基础,在整体施工时,后者的操作技巧复杂,质量控制难度较大,耗时较长,所以在满足沉降标准的情况下,可与预制桩施工相结合,使工序减少。需要注意的是,在桩基逐渐加深会增大土壤对桩基的摩擦力,所以一定要采用长度足够的预制桩。
3.3良好协调建筑优化和结构优化
在优化设计建筑结构时,需要实现建筑整体平面和整体结构紧密配合的效果。打造简洁的建筑系统,支柱和墙体不可发生错位等情况,截面面积和高度要相同。设计楼体时,由于转角区域自身受力较多,所以需要将承重材料选为高强建材,起到降低自重的效果。确保建筑整体的质心、刚心和重心正确交叠,避免发生扭转。
3.4良好协调排水系统和结构优化
专门用来管理排水系统的房间中机械设备很多,有较大的荷载强度与荷载能力。因此最好在地下室放置这些设备,确保管道预留深度,预留尺寸和相应标准相符合,加固楼板的钻孔位置。注意避免梁或柱被水平方向的管线贯穿,妥善加固有管道穿过的墙体,协调好管道网与结构设置,避免管道绕梁或绕柱。
3.5良好协调电气优化与结构优化
在楼板、墙体等地方或金属管体外部以导线的形式安装电器管线,会增加预制结构施工的难度。因此,若想在梁体中穿过管线,需要提前将相应的孔洞预留在梁体上,确保梁体宽度等于有关墙体的[3]宽度。设计者需要单独分析和计算电梯部分的建筑,提高设计的安全性及合理性,保证施工质量。
4结语
科学设计和优化建筑的整体结构,可以使建筑的功能得到切实保证,同时还可以对投入的资金起到管理与控制的作用。在结构设计中,开发商与建筑方不可对经济效益过分注重,为了节约资金盲目采取削弱建筑技术能力、降低质量标准、缩减材料费用等措施,必须确保建筑物的质量达标,在此前提下提高其功能和美观度,确保企业持续、健康发展。
作者:李侠 单位:秦皇岛市规划局山海关区分局