建筑结构设计优化与把握探析

建筑结构设计优化与把握探析

浙江省电力设计院浙江省杭州市310000

摘要:伴随社会的不断进步,建筑领域面临的挑战变得越来越严峻。以往的建筑结构设计早已使人们大失所望,远远达不到人们需要的功能与美学理念的更新速度。但随着新型的公共建筑、玻璃幕墙等的出现,使得建筑设计面临的挑战更为巨大,设计师不得不改善固有的设计方式,时刻汲取成功的经验,实现创新,选择科学的方式来改善建筑结构设计,提高建筑结构优化的标准。本文从建筑结构设计优化与把握原则出发,对建筑结构设计优化与把握策略进行了探析。

关键词:建筑结构设计;优化;把握

引言

随着我国城市不断的发展,建筑工程投入的力也在不断的增加,同时为了满足人们对居住环境的需求,一定要保证房屋建筑工程的功能性、安全性、耐久性以及使用性。因此,加强建筑结构设计优化是非常重要的一项工作内容,并且在设计优化的过程中,一定要经济性、美观性等方面,作为设计优化考虑度重点。另外,通过利用有效的优化技术,对建筑结构设计中的一些参数进行相应的转化,保证各项参数的合理性,这对建筑结构质量的提升,起到了重要的作用和意义,也为后期的施工提供了相对便利的条件。

1建筑结构设计优化与把握原则

1.1功能性原则

保证建筑结构合理有效地发挥在建筑结构设计中占据非常重要的地位。功能性主要表现在使用建筑结构以及建筑完成施工完成后在使用过程中所产生的经济效益。充分发挥建筑结构设计的功能,有利于提高建筑结构的使用率,比如银行,在建筑结构设计时应当首先考虑建筑结构的安全性,并且充分发挥安全通道的使用功能,因此,在建筑结构设计时应当考虑承载力,有利于建筑的功能的使用。

1.2安全性原则

对于建筑物结构来说,其最为基本的要求就是安全,只有保证建筑物的安全是结构设计的主要目的和基本要求。根据我国的《建筑抗震设计规范》中的要求,结构设计当中的抗震基本要求是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,对于结构的设计来说是非常重要的准则。在进行结构设计优化时需要对建筑的整体以及其中的每一个构件都进行有效考虑和分析,促使每一个构件的受力都是可靠的,进而有效保证整个建筑物结构体系的安全性。尤其是在进行结构设计优化时需要严格按照结构设计的标准规范要求进行执行,按照安全、耐久、舒适的要求进行结构设计优化。

1.3经济性原则

建筑结构设计时,除了首先考虑安全性以外,经济条件也是必须考虑的环节。降低经济成本与创新在建筑结构设计历史中不断发展,从木石结构逐渐发展为混凝土结构,一直到现在最常用的钢结构。比如:在钢结构中,空间网架是一般钢结构的优化结构,具有质量轻、受力好、造价低的优点;工形梁的出现,节省了建筑物施工材料,降低了经济成本。

2建筑结构设计优化与把握的策略

2.1针对建筑材料的筛选过程中的优化

伴随科技的不断进步,在市场中出现了大量的新型环保的材料作为筛选的对象。对于设计师来讲,应当对新型材料具备灵敏的触觉,可以在设计环节中充分顾及到选择科学的新型环保材料,来实现降低能耗和成本的优化目标。比如,对于超高层商业写字楼的设计环节,在塔楼中低区的户型规划中,大体上每隔12米柱网设置一家住户,楼层高度都是4.2米,柱和核心筒间梁高0.8米,在设计初期应当选择轻质内隔墙板,容重位于700-750kg/m3之间,75mm厚轻质隔墙板的重量是砌体+两面抹灰墙体重量的1/3-1/5,轻质隔墙板的选择能够在较大水平上降低结构与基础成本,同时优化梁柱构成,此墙板施工效率较高等优势,针对项目来说,经济效益十分可观。

2.2结构形式的合理选择

结构优化设计中,进行结构的选型是非常重要的。结构的选型需要和建筑物的用途、功能、环境、安全性、稳定性等各个方面的因素都结合在一起进行充分考虑,在进行结构形式的选择时还需要因地制宜进行充分考虑。对于高层建筑来说,一般采取的主要结构形式包括框架结构、框剪结构、剪力墙结构等。不同的结构形式有不同的结构优化方案,比如说对于剪力墙结构,在进行优化设计的时候就可以针对连梁进行优化设计,增大连梁的界面刚度是可以有效提高整个结构的抗震性能的,由于刚度的增加,连梁分配到的弯矩就会增大,构件的配筋量就会增加,采用这样的设计方案显然是会造成材料的浪费的。

2.3内部结构设计优化

建筑结构设计优化最主要目的就是提升建筑结构度耐久性、安全性、舒适性以及良好实用性。但是,从技术的角来分析,应当在原有的基础之上,对建筑工程结构中的可行性就那些分析,对施工工程控制的同时,保证了工程施工的进度,具体的设计优化内容如下:(1)一般情况下,在建筑结构设计之前,都会对工程中各项数据和信息就那些收集,并且将其作为变量。例如:在建筑结构设计的过程中,常见参数主要包括有:屋价格参数、预期出现的损失参数等。因此,在设计优化的工程中,对可能出现或者经常会用到的参数,进行分析判断参数的准确性。(2)函数是构建的建筑结构模型的基础。因此,在房屋建筑结构设计的过程中,一定要对工程中所包含的函数进行分析和归类,并且在众多函数中获取自己想要的函数,这样才能保证建筑结构模型的准确性,例如:在建筑结构设计优化的过程中,应当对横面结构的尺寸、大小等面积函数,进行分析和判断,从而为模型结构的建立,提供重要的参考依据和支持。(3)为了保安证建筑结构的安全性和耐久性,一定要对尺寸、结构、刚性、构架等方面,作为重点优化的考虑对象。同时,在设计优化的过程中,一定度工程的实际情况,对施工中的约束条件和衡量条件进行分析,以此起到优化的作用,保证了施工中的稳定性。

2.4加强建筑结构的刚度设计

建筑结构的刚度取决于建筑材料的含钢量,因此,在建筑设计过程中,如果采用低含钢量的设计会使得工程具有极大的安全隐患,所以建筑施工企业必须注意建筑的刚度设计,以保障建筑的工程质量。当然,建筑结构的刚度会随着不同的地质情况而不同,比如在平原地区,地质比较稳定,建筑结构对于刚度的要求就比较低,这时就可以采用含钢量稍微低一些的建材,而如果在山地丘陵地区,地质情况复杂,就要对建筑结构的刚度要求严格一些,采用含钢量高的建材。综上所述,建筑企业不能一成不变,在建筑结构设计过程中,要因地制宜,不能仅仅考虑企业的利润,更多的是需要和实际情况相结合,设计出最符合要求的建筑结构刚度需求。

2.5结构的细部优化

结构设计不仅需要注重整体结构设计,同时还应该加强结构局部构建的优化设计。例如,在进行异形板的划分时可以尽量将其划分成为矩形板,不仅使得整个受力更加合理,同时也避免了在拐角的位置出现裂缝。还有就是在对于底部的框架抗震墙,由于箍筋配箍量较大,一般选用的钢筋可以是带肋钢筋来作为箍筋,不仅可以有效减少箍筋的数量和直径,同时还有效降低了整个工程的造价,提高了施工的便捷程度和质量。对于柱结构受力构件,为了减少其界面尺寸可以采用该强度的混凝土材料,对于水平构件在满足设计要求的前提下可以选择降低混凝土的标号,达到节省成本的目的。

结语

总而言之,科学优化建筑设计不仅能够实现有效控制成本的目标,而且能够给社会带来可观的效益,并且实现各项资源的合理配置,提升各项资源的利用率。所以,建筑结构设计环节内,应当优化建筑结构,强化设计水平。本文首先对建筑结构的优化展开了简单的介绍,然而研究了建筑结构设计的规则与对策,最终对建筑结构优化对策展开了详细的分析。期望经过此文章的阐述与探究能够对建筑结构设计中的优化技术的不断完善提供借鉴的作用,为其未来的发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]芦丽.建筑结构设计优化措施探究[J].消防界(电子版),2016(12).

[2]张浩,孟玲辉.建筑结构设计优化方法的应用研究[J].四川水泥,2016(04).

[3]张云.房屋结构设计中的建筑结构设计优化方案探析[J].江西建材,2016(21):60-61.

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