摘 要:对于房屋建筑工程,结构造价占据工程成本较大比例,通过 优化设计能够优化经济效益。所以,在建筑设计中,设计人员应通过精心设计和沟通,制定合理的结构方案,促使建筑成本得以降低。
关键词:房屋建筑;结构设计;优化技术
1 前言
近年来,我国经济高速发展,不断加大对建筑投入,为满足人们生活环境、居住条件,结构设计应满足耐久、安全和功能等要求,还需满足美观和经济的特点。笔者根据自身多年的建筑工程从业经验,主要分析房屋建筑结构设计中优化技术的运用。
2 房屋建筑结构设计中优化技术相关内容
对于建筑结构设计,应满足设计规范,达到建设方使用标准,在考虑设计实际状况,促进经济效益的原则。
优化设计主要是构建布置、结构设计、结构受力状况等,从较大方面而言,主要是通过结构总体进行优化设计,通过房屋的分布结构进行优化设计,主要划分为细部结构、围护结构、基础工程、中间部分、上部构造等优化设计。
3 房屋建筑结构设计和经济之间的关系分析
首先,设计层数和用地面积的关系。立足表面角度,主要是高层建筑、多层建筑,随着层数逐渐增加,建筑物使用面积也越来越少。但对于实际情况而言,建筑层数逐渐增加,高度也随之增加,必然会增加相邻建筑的距离,扩大土地的使用面积。因此,对于建筑总单位而言,建筑层数、土地面积并未有必然关系,需充分考虑建筑结构的设计,探索层数和用地面积之间的关系。
其次,设计层数和分部结构之间的关系。在同一建筑物体中,一般共用一个屋盖部分,设计层数越多,屋盖部分设计成本也会随之减少。然而,大多数部分也不同,一个建筑物虽然共用基础部分,建筑层数逐渐,在上部主体结构中,基础部分会增加荷载,为确保建筑安全性,在基础设计中,需提升构件承载力,必然会使基础设计成本增加。因此,随着设计层数增加,基础构造设计成本也会随之增加。同时,针对结构内部的部分承重结构构件,例如墙柱,如果设计层数增加,构件也需考虑到实际环境是否符合规范要求,为确保建筑安全性,需提升基础构件的承载能力,通过基础构件设计,进而增加设计成本。因此,处于建筑物体的不同部分,设计层数对设计造价的影响也各不相同。
第三,结构设计和设备之间的关系。在建筑结构设计中,需考虑到电气设备、给排水管道等材料问题,层高多少,对房屋设备造价成本具有直接影响。如果设计层数越多,则所需求给排水管道就越多,电气设备量也会随之增加,必然会增加设备造价成本。
第四,体型设计和成本之间的关系。在设计同一面积建筑物时,如果圆形、方形形状,则周长就越小,需要消耗墙体面积也越小,在后期墙体装修时,所投入成本也会减少。同时,圆形、方形形状的建筑物,以及内部构件受力更趋向稳定,可增加结构稳固性。所以,大多数建筑物设计时,可选择圆形、方形形状设计。
4 房屋建筑结构设计中优化技术的运用
首先,注重概念设计的优化技术。在建筑工程设计中,结构布置具有多样性特点,针对同一设计方案,可设计出多样化布置方案,因分析方法较多,针对已确定布置方案,分析相同荷载状况下,可采用不同设计方法。同时,考虑到设计时所需的建筑材料、设计参数、荷载标准,也不是统一的。上述数据的处理,并非通过计算机软件,能够直接给出答案,需设计人员通过设计计算进行确定。但是,针对上述数据的处理,不同设计人员的设计意见也各不相同。所以,想要处理好上述数据,需依靠一定经验的设计人员,经验越丰富,处理这些数据就越灵活,设计方案也越准确,判断也越充分,即设计过程的概念优化,要想实现建筑设计的概念优化,需注重设计人员经验。
第二,概念优化设计,必须满足设计实际复杂问题。对于建筑工程的结构设计,需确保建筑安全、耐久,在满足使用年限基础上,能够达到功能性要求,使建筑资金最大化节约。所以,开展概念设计优化,通过建筑物设计,对各类外部因素进行抵抗,即使建筑受到外部作用力,也不会倒塌。对于外部复杂环境的分析,在概念优化设计时,必须充分考虑到这些因素。而在这些因素之中,最为特殊的地震设计,因为地震作用,不能有效确定地震发生地点和时间,也不能明确地震能量等级,地震活动无规律能够参考,如果发生地震,会极大破坏建筑物。所以,在建筑设计时,必须考虑到地震设计,防止地震作用破坏建筑。强化地震设计,设计出一些可行性、科学性的抗震设计方案,选择均匀、对称的设计刚度,可有效提升建筑工程抗震性能,有利于避免结构在地震作用下,出现脆性破坏。若发生特大地震作用,一般是次要构件破坏,在破坏过程之中,次要构件也会消耗一些地震能量,进而达到保护主构件效果,即通过多道设防设计,提高建筑工程的安全性。
5 房屋建筑结构设计优化技术的注意问题分析
首先,使用结构优化技术时,必须考虑前期参与。对于前期设计方案,方案质量优劣如何,对建筑总成本有着直接影响,在前期设计中,确定结构优化设计方案,一般认为不需要参与其中,在建筑结构设计时,大多数设计人员不重视结构可行性、合理性,如果采取这样的设计结果,必然会影响结构设计,使得结构设计难度明显增加,也会提高结构设计成本。所以,在设计结构方案时,设计人员应充分考虑到结构设计的前期参与,从第一步的方案优化开始,设计出优质的设计方案、结构形式,以节省成本。
其次,重视细部优化。除重视整体设计,必须考虑结构基本构件设计,例如现浇板设计,需尽可能划分矩形板块,既能够满足现浇板受力要求,也可防治出现拐角裂缝。同时,在现代技术运用中,结构优化设计和计算机技术的有机结合,对于具体优化设计,在优化设计上,必须考虑到工程实践转化成数学问题。所以,工程设计人员强化计算机优化设计。
第三,整体优化与局部优化。对于任何建筑设计,都具备层次性、复杂性特点,立足层次角度,包括了建筑设计体系、结构体系,在房屋设计过程职工,设计人员必须优化每个环节。立足复杂性角度,一般包含结构类型、零部件和原料选取。因此,针对任何房屋建筑,需优化整体结构。
第四,寿命优化。对于每一个建筑使用期限,在每一个环节中,按照各个阶段性质,确定优化方法和整体工程,确保建筑施工质量,提高经济效益。同时,桩基础优化,按照预制桩、灌注桩要求,由于灌注桩施工,必须控制质量,且操作复杂,可设计长度较大预制桩。另外,要优化上部结构,必须设计上部结构模型,科学设计剪力墙,确保质量均匀,考虑到风力影响,满足刚度、抗震性能要求。做到协调优化和设计,确保整体配合紧密,做到结构合理和造型美观,对于建筑墙体布置,按照功能需求,确保每个房间进深相同,确保墙柱的截面面积、高度相同。
6 结束语
综上所述,在房屋建筑结构设计过程中,主要是确保建筑安全、耐久、功能等特性,在满足使用年限的基础上,能够达到各类功能要求,促使资金的最大化减小,对于建筑设计,通过优化设计,能够最大化经济效益。所以,在实际协作中,结构设计需精心设计与强化沟通,运用优化技术,确定合理结构设计计划,减少建筑成本,满足各类功能要求。
参考文献:
[1] 李晓婷,陈萌萌.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].建材与装饰,2017(21).
[2] 郑涛,郑炜,张昭.关于房屋建筑结构设计中优化技术应用的探讨[J].建筑知识.
[3] 张凡,吕丽娟.试析房屋建筑结构设计中的优化技术[J].山西建筑,2017(11).
[4] 曾祥高,李海叶.房屋建筑结构设计中优化技术应用探讨[J].工程建设与设计,2016(10).
[5] 孙俊英,吴萍娣.房屋建筑结构设计中的优化技术应用分析[J].建材與装饰,2015(47).
[6] 陶小林,杨杨.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].科技创新与应用,2013(16).