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关于房屋建筑结构设计中优化技术应用的探讨(2)

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  摘 要:房屋自古以来就在国人心中占据着重要的地位,房屋的美观度、安全性、舒适性一直是人们追求的目标。随着近几年来我国的经济发展迅速,人民的生活水平不断提高,对房屋建筑的要求也不断提升,对商品房的结构设计质量也尤为关注。因此在房屋的建筑结构设计环节,需要不断总结以往设计中的不足,不断进行完善和改进,在设计中积极应用新技术和新工艺,以从设计层面提高房屋建筑的质量。
  关键词:房屋建筑;结构设计;优化技术
  1 引言
  目前,我国经济与社会发展都非常快,人们生活质量大幅提高,对于建筑的实用性和安全性有了更高的要求,在设计过程中,还需兼顾经济性与美观性,符合人们的审美要求。然而,在建筑结构设计中,很多设计方案很大程度上是为了提高建设施工效率,进而保证企业的经济效益。通过运用建筑结构的优化设计,可以更好地提高安全性、稳定性以及经济性,从而使建筑结构更加的美观。本文从当前我国的房屋建筑结构优化设计方面展开深入研究和分析,以促进建筑工程领域更加快速的发展。
  2 房屋结构设计优化技术的作用
  2.1 提高房屋建筑的安全性
  房屋建筑的安全性是建筑结构设计的首要考虑因素。随着我国建筑行业相关规范的不断完善及建筑结构受力分析软件的应用,为建筑结构设计提供了可靠的技术支持。在对建筑的建筑成本、美观度、舒适度等方面进行优化时,都需要及时对不满足安全要求的结构设计方案进行修正和优化,将确保安全性作为前提。
  2.2 降低工程造价
  利润是企业生存和发展不可缺少的条件,房屋建筑结构设计直接关系到建筑的工程造价,如果一味追求安全性,使建筑很多结构的安全性能远高于需要值,都会导致在建设过程中消耗更多的费用。因此在结构设计中,在保证安全的基础上,还要通过优化设计,使建筑结构的分布和形式更合理,充分发挥结构的性能,有效减低建筑成本,根据数据统计,通过优化可以使建筑的成本较初始设计降低约20%。
  2.3 提高了房屋建筑的经济性
  房屋建筑不仅仅用于居住,房屋的采光能力、采暖、水压、电梯等因素会极大影响人们的居住体验,也就直接影响了人们的购买欲望。这也是当前不少楼盘销售状况不达预期的重要原因之一。当前企业购地成本较大,为了尽可能获得最大利润,往往忽视一些人们注重的因素,使楼房尽可能密集、楼层尽可能多,然而如果因此居住不舒适,这反而会使楼盘的经济性降低。因此在结构设计中应综合考虑多种因素,使楼层层数、楼盘占地面积、土地利用率等通过不断优化达到最优,使土地资源为企业创造出最大的效益。
  3 房屋建筑结构的优化技术的内容
  房屋建筑结构的优化是一项复杂的工程,可以分为结构总体的优化和房屋分部结构的优化设计,从建筑的宏观角度进行总体优化,可以使土地资源的利用率最优化,房屋分布结构的优化可以细分为房屋的基础部分、主体结构、屋盖系统、围护及结构细部部分,具体到建筑结构的形式、材料、布置方式、受力、成本等。从发现并改进建筑结构的不足之处或不断对建筑结构设计的子结构和整体结构通过合理的布局和选型等手段,更加充分发挥建筑结构的性能,在确保建筑的安全性的基础上,降低建筑的工程造价。
  4 结构设计中优化技术的应用
  4.1 建筑结构的整体优化方法
  建筑结构优化主要是指房屋建筑的整体构造与部分构造的设计两个部分,这两个部分相互依赖相辅相成,互为条件缺一不可。而建筑部分的设计优化包含很多内容,诸如屋顶的设计优化、框架的设计优化、基础的设计优化、维护优化等。这就需要工程技术人员运用所学专业认真思索、精心设计,在每一具体项目的设计过程中,不但要保证结构的安全性和适用性,还应当有效控制成本。智慧来源于实践,要实现科学严谨的设计优化,设计人员有必要亲自到拟建项目场地实地考察论证,掌握项目相关的第一手资料,做到心中有数,并在设计中充分考虑现场条件进行優化设计。比如,在建筑材料的选择上,除满足结构设计的安全性要求及建筑功能设计要求外,尽可能结合当地的生产条件及市场条件进行合理选取。再比如,当遇到较为复杂的地质条件时,设计人员也要结合当地的施工条件,采取合理可行的基础设计方案。这样,设计出来的建筑才能在施工中少发生问题,确保项目的顺利实施,从各方面保证建设项目的安全性,并尽可能节约成本,满足项目的投资要求。
  4.2 建立结构优化设计步骤
  房屋建筑结构的优化设计主要是从三个具体的步骤来进行。(1)选择合理的设计变量参数在建筑设计的过程中,需要将所有对建筑结构影响的参数作为设计变量来考虑。比如目标控制参数、约束控制参数等,此外,还有很多的变量参数并不能给建筑结构设计带来较大的影响,变化也不是很大,对于局部设计存在有一定要求的参数,设计过程中通常会预定参数来表示,从而可以将设计工作量以及编制程序工作量大幅减少,提高了工作效率以及工作质量。(2)确定目标函数在开始结构优化设计之前,需要从当前的建筑设计方案中选择一个与实际要求相符合的截面尺寸设计方案,同时还要进行失效概率的计算,以选择出性能最佳,且造价最低的设计方案。(3)确定约束条件房屋建筑结构的优化设计应该确保其结构可以满足稳定性与牢固性的要求,从而可以更加精确的确定约束基本条件,设计优化需要考虑的是应力约束、强度约束、结构尺寸约束以及结构体系的约束等等方面,要在设计中充分考虑这些约束基本条件,将其处于最佳状态之下。结构优化设计中,需对所有约束条件进行综合考虑,并且与实际情况进行比对和分析,保证结构设计方案能够满足所有约束条件,以使得设计方案实现最优化设计。
  4.3 确定计算优化方案
  从建筑结构的可靠性方面出发,分析建筑结构的优化设计中需要考虑到约束性与非线性优化的问题,综合考虑多重变量参数,在建筑结构的设计计算中,约束优化问题需要逐渐的转变为无约束优化问题,结合工程的实际情况,以及具体的要求来选择使用合理的建筑与优化设计计算方法,以确保最终的计算结果更加具有合理性。
  4.4 节能结构设计优化
  节能结构设计的优化必须以绿色建筑思维理念为前提和基础,设计人员要正确运用结构设计方法。具体方法包括:第一,要结合项目所处的地理位置、气候条件和所在地城市规划的具体情况,有的放矢地选择建筑的朝向,这么做不仅可使住户有好的采光照射,也为室内通风营造了温暖温馨的良好环境,可谓是一举多得;第二,要统筹兼顾,不能只顾建筑的美观而不考虑座向风向,只要设计科学合理,则会有效降低室内热量损耗,实现高效节能的最佳效果;第三,要采取优化措施,完善房屋建筑的维护工作。对屋顶、门和窗户等要提高设计标准。在面对阳光一侧,窗面积可适当扩大,有条件的也可增加窗户数量,这种设计方式会提升室内的采光度。在背光一侧,可适当减少窗的面积或数量,避免热量过多散失,以利节能。
  5 结束语
  随着人们生活水平的提高,人们对房屋建筑结构设计的要求越来越高,同时,工程项目的技术和施工难度逐渐增大。建筑结构设计人员要通过优化技术不断的对结构设计进行完善。设计人员要注重自身素质的培养,运用先进的设计软件进行设计,并且加强与施工人员的沟通与交流,将优化技术完全应用到设计中去,从而更好的解决问题,提升建筑结构设计的水平。
  参考文献:
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  [3] 夏勇,蔡亮.住宅结构设计存在的问题与应对研究[J].住宅与房地产,2017(36):90.
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