建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究吕美华

建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究吕美华

深圳市越创建设有限公司518000

摘要:现代建筑的设计风格不但需要具有一定的使用价值,还需要在必要的方面更加美观、安全,能够方便施工的进行,也要在经济方面提供便利的条件。这就涉及到了五个基本方面的问题,必须做到对建筑结构设计有相关的优化方案,让方案的空间资源得到合理利用,让房屋的设计结构更加合理、安全、可靠。现代房屋结构设计期间,利用资源优化设计方案,完成对各项资源的合理分配,在满足房屋结构自身安全性、耐久性的基础上,提高了房屋建筑的美观性和经济性。

关键词:房屋结构;结构设计;优化技术

引言

自我国改革开放政策实施以来,我国经济、科技等取得了长足性地发展和进步,人民群众的生活水平和生活质量得到了显著地提高,各个地区的城市化进程也在明显加快。房屋建筑等作为城市建设以及人们生活的基础性设施,它的设计理念和设计方式不仅关系到人们的居住体验,更关系到生命和财产安全问题。建筑结构设计过程中,应当从实际出发,充分考虑建筑施工个过程中便捷性,确保建筑工程能够快速竣工。在房屋建筑中,其结构设计将会影响房屋建筑的质量和使用年限等,因此,对房屋建筑结构设计的优化,是提高房屋建筑施工质量的重中之重。在建筑结构建设过程中,对建筑结构进行合理的优化,会使房屋结构的合理性、安全性、经济性都得到提高,并且可以使建筑的整体美观性得到进一步提高,由此可见,加强在该方面的分析是必要的。

1结构技术优化的重要性

随着我国城市进程的不断加快,城市建筑用地越来越紧张,城市中高层建筑的数量不断增多,高层建筑能够环节城市用地紧张现状,只有通过对高层建筑进行应用,才能在满足现代社会经济基础上,实现对房屋建筑结构合理设计,并且能够满足人们对房屋建筑的具体需求,这也房屋建筑结构设计成为了人们关注的一项重点内容。建筑企业要想实现对房屋结构设计的合理优化设计,应当在要求设计人员确保建筑工程的整体质量能够达到人们要求的基础上,对建筑设计方案进行系统分析与深入研究,并且应当将现代设计理念合理的应用到结构设计观念中,同时,在该过程中,要对房屋建筑工程的造价进行控制。依据以往建筑工程的建设经验来看,工作人员在房屋建筑工程设计期间,如果可以合理的将经济利益与施工技术两者有效的结合在一起,最终制定的设计方案则是科学的、合理的,能够使建筑企业在获取理想的经济效益。为了实现这一目的,要求房屋建设过程中,充分发挥机械设备和建筑材料的性能,从而使两者都能够更好的为房屋建筑工程服务。此外,还要从实际出发,对房屋建筑结构的不同层次加以整合,使房屋建筑工程的整体质量能够得到进一步提高,满足人们的居住需求。

2建筑结构设计过程中结构设计优化技术的应用步骤

2.1构建优化模型

2.1.1科学选择设计变量

一般来说,在设计变量时,在实际优化过程中,将影响建筑结构的主要参数作为设计过程中关键变量。例如,控制目标相关参数、约束相关参数等多项参数。此外,还有一些影响不大,变化范围也较小,或者局部性以及结构的具体要求都能够满足相应设计过程中涉及到的一些参数内容,在具体作业过程中,可以通过各项参数的合理应用完成相应的表示,这样可以使设计量、计算量、编制程序的工作量都有所减少,从而使工作变的简答化。

2.1.2确定目标函数

优化结构设计时,应当从建筑工程的设计情况出发,找到一组可以满足预定条件的截面几何尺寸、钢筋截面积以及相应的失效的概率函数,从而最大程度降低工程造价,提高经济效益。

2.1.3确定约束条件

针对房屋结构的设计优化来说,必须确保房屋结构自身的可靠度能够满足使用需求,不得对建筑结构造成破坏,在该过程中要确定优化设计相关约束条件,通过分析可以确定约束条件主要包括:结构强度、裂缝宽度、构件单元、尺寸等多项由于约束内容,每一项约束内容都会对房屋建筑结构优化造成一定影响,为了保证房屋建筑构成的最终的质量能够满足人们的使用需求,必要确定各项约束条件。

2.2设定优化设计计算方案

依据可靠度,完成对房屋结构优化设计,在该过程中涉及到了多约束、非线性优化、复杂变量等多项问题,开展相应的分析计算过程中,通常情况下相应的工作人员会将约束优化问题合理的转换为没有约束的问题,最终完成相应的求解操作[3]。从目前的情况来看,复合形法、拉氏乘子法等方法是优化设计过程中常用的方法,并且在实际应用过程中也取得了不错的效果。

2.3设计相关程序

依据可靠度,确定房屋结构优化设计采用的模型,以及实际应用的优化设计方法和计算方案,在此基础上,编写以一个优秀的程序,该程序应当具有功能齐全、快速等特点。

2.4分析结果

针对相应的计算结果,应当从实际出发,完成相应的对比分析,通过对比分析结果,最终选择出一个最佳设计方案。在该期间,工作人员必须要全面对问题进行考虑。这一步骤在建筑结构设计优化过程中有着重要作用,选择一套合理的设计方案,一方面可以确保翻屋建筑的结构的安全性、美观性、合理性;另一方面也会对房屋建筑工程的整体资金投入也会造成一定程度影响,这也是相关工作人员在具体工作中需要注意的一项内容。结构设计优化过程中,对于问题的考虑必要全面,仅注重经济效益,忽略技术要求是不合理的;同样,只注重技术,忽略经济要求也是不合理的。在结构设计优化过程中,应当一手抓经济、一手抓技术,找到两者的平衡点,只有这样才能确保最终结构优化的合理性。

3房屋建筑结构设计中对结构优化技术的具体应用

(1)房屋使用年限内,针对每个阶段都要进行优化,通过该方式可以延长房屋建筑的应用寿命。(2)现代房屋都具有结构复杂、多层次等多项特点。房屋结构设计过程中,应当对房屋整体结构体系、安装体系等各项内容进行优化,通过多层次方式完成对房屋结构的合理优化。例如,通过外贴加固物的方式,完成对建筑物局部加固,提高房屋建筑的质量。(3)现代房屋建筑下部通常采用的都为预制桩、灌注桩基础。通过分析可以发现,预制桩在具体施工过程中,与灌注桩相比,施工量控制起来更为容易,因此,在实际施工过程中,经常采用预制桩,通过该方式可以缩小工序,减少相应的操作时间。(4)房屋中存在大量的排水设备和机械。一些自身较重的排水设备和机械,应当将这些设备合理的设置在地下室,确保房屋建筑工程中的排水管道的具体深度和预留尺寸都要满足排水的实际需求,确保建筑中的水能够排出到建筑外。(5)房屋建筑中的各项电气管线一般都被安装在墙体、楼板上,在房屋建筑结构设计时,应当对电气管线的安装进行充分考虑,并且要完成相应的优化作业,确保电气管线的合理性。

4结束语

在现代房屋体系出现复杂化的变动倾向之后,合理的结构设计显得更为重要,房屋结构设计工作存在相对较多的注意事项,对于一些特殊且关键的结构部位,设计者在首轮设计工作结束之后可以对结构细节加以润色,通过使用优化方法来将结构变得更为合理。房屋结构设计过程中,为了提高房屋建筑工程的整体质量,应当对结构设计优化技术进行合理应用。因此,设计人员要对各项相关要求通过不断的学习与实践,提升自己的专业能力,提高结构设计水平,从而促进我国建筑行业的发展脚步。

参考文献

[1]许志鹏.优化设计方法在房屋结构设计中的应用探讨[J].河南建材,2018(01):143~144.

[2]韩少春.关于房屋建筑结构设计中优化技术应用的探讨[J].智能城市,2018,4(01):31~32.

[3]唐武镒.探讨房屋建筑结构设计的经济性及优化技术的应用[J].四川建材,2016,42(06):46+53.

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