浅析房屋建筑结构设计过程中优化技术应用

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

王宝婧

深圳市建筑设计研究总院有限公司 518031

摘要

近年来我国开始加大对绿色环保技术的推广力度,相关部门出台了一系列政策与措施促进绿色环保技术在房屋建筑工程中的应用。绿色环保技术具有节约资源、保护环境、可持续发展等特点,对于缓解我国能源短缺问题、减少环境污染具有重要意义。本文就房屋建筑结构设计过程中优化技术的应用进行了分析,供同行借鉴。


关键词

房屋建筑;结构设计;优化;技术应用

正文


1、房屋建筑结构设计过程中优化技术应用的原则

房屋建筑结构设计过程中优化技术的应用,不仅能够减少施工成本,还能够降低能耗,符合建筑行业的可持续发展要求。房屋建筑结构设计过程中优化技术的应用必须遵循以下几个原则:首先,房屋建筑结构设计过程中优化技术应用必须要以经济效益为基础,只有在保证经济效益的前提下才能够充分考虑房屋建筑工程的绿色环保要求,实现绿色环保与经济效益相统一。其次,房屋建筑结构设计过程中优化技术应用必须要充分考虑施工场地、地质条件等因素,确保房屋建筑工程的施工质量与施工安全,在房屋建筑工程的整体布局方面要充分考虑到整个房屋建筑工程的功能需求。最后,房屋建筑结构设计过程中优化技术应用必须要充分考虑房屋建筑工程的安全性与舒适性,房屋建筑结构设计过程中优化技术的应用需要考虑到房屋建筑工程的整体结构以及设计理念,确保房屋建筑工程的整体结构能够与建筑功能相适应。

2、浅析房屋建筑结构设计中优化技术的应用

2.1 优化建筑结构设计方案

在建筑结构设计中,选择合理的设计方案显得尤为重要。设计师在进行方案设计时,应该将所有对设计产生影响的因素进行整合,从这个角度出发,对设计过程中存在的种种限制进行综合分析,以便在保证安全的前提下节约成本。在设计系统上要综合运用组合法和拉格朗日系方法,才能更好地加以选用。此外,还应充分考虑外部因素(如人力、物力、财力等)对结构设计产生的不利影响,建筑的内部构造作进一步的简化,并合理地控制潜在的安全隐患。但由于建筑物内部结构较为复杂,当荷载增大时,其计算结果可能会偏离设计规范。此外,由于不准确的计算可能会造成设计成本的上升,因此,对其进行简化也不失为一种有效的途径。

2.2 优化建筑结构模型

在工程设计过程中,一般都是首先构建其计算模型,再按设计要求对其进行动态仿真,并依据相关规范对其参数进行适当处理,以保证计算结果的准确性与稳定性。在对住宅建筑进行建模与优化时,可分为三个阶段。首先,在选定的结构基础上,将影响因子不大的部分剔除,减少了计算工作量,增强了结构的可靠度与稳定度。其次,对系统的结构进行了优化,建立了系统的目标函数;在此基础上,通过对各个构件的设计,获取较为准确的函数信息,并针对所构建的函数进行有目标的分析,以充分发挥其最大的作用,为工程带来更大的经济效益。最后,确定限制条件。从工程的实际需求出发,并考虑到工程的具体目标相应的限制,对结构的安全与稳定问题进行了严密的分析。作为结构设计师,在进行结构造型时,需要精确地处理数据,并对其进行合理的优化。

2.3 优化建筑主体结构

(1) 剪力墙结构的最优设计。由于剪力墙对建筑结构的安全性和稳定性有很大的影响,所以,为了保护建筑内的人员的安全,应首先确保它的安全性和稳定性。本文提出了一种新的抗震设计方法,即:在抗震设计中,要注意暗柱部分的设计。结合具体工程特征,提出了一种既能有效承担剪力墙荷载,又能保证结构稳定性的暗柱。

(2) 对砖混结构进行了优化。砌体结构是一种承载能力强、抗侧移能力较强的建筑,所以在设计时要考虑其形态的规律性,即要考虑水平受力构件的对称布局,同时要考虑竖向刚度的合理调整。要合理设计门窗尺寸,避免对结构的稳定性造成不良影响。

(3) 对地基进行优化。在进行基础优化设计时,结合具体工程条件,选择适合的桩基础,以降低造价。桩端承载力的大小对桩长的影响很大,经过反复的对比,确定了最佳的桩长。并以此为基础,对其进行了优化设计。对于基础强度为9以上且高度≥30米的建筑物,不需进行结构抗震性能校核。然而,在实际工程中,风荷载的作用仍然是一个不容忽视的问题,所以在进行 RC多层建筑结构设计时,应充分考虑风荷载的影响。为避免对上部结构的安全造成不良影响,目前已有的研究多是针对基础顶部的轴力进行分析。

2.4 优化房屋建筑细节

随着市场经济的迅速发展,建筑行业也在飞速发展,但市场竞争也日益加剧,现在许多建筑企业开始重视细节,提高建筑物的质量和美观度,以此来获得客户的青睐。所以,在进行结构优化时,在进行房屋建筑结构设计时,应该将重点放在具体的优化上,并且根据使用者的需要,对一些特定的问题进行优化和细化。例如,在设计空调板时,应充分考虑到使用者的需求,在确保系统安全的前提下,为安装和维护提供便利。此外,阳台的设计,也要按照客户的需求,如果住户人数多,构成复杂,为儿童的安全考虑,阳台的高度应该在1.2米以上。在住宅建筑的构造设计中,有很多细节上的问题需要加以重视,这样才能更好地满足人们的需要。在对住宅建筑结构进行优化设计的时候,要结合当地的特殊情况,对其进行适当的节能设计,例如,结合当地的气候条件,对室内的采光条件进行合理的设计,这样就可以减少室内的光照时间,减少能耗。

2.5 优化上部结构

研究表明,高层建筑比其它建筑更容易受到剪力作用。在受到剪的影响,结构的稳定性显著降低。同时,为了确保结构在横向受力时能保持较好的变形,设计者也应对其进行更有针对性的优化。首先,要对墙体的裁剪进行优化应将重点放在建筑物的高度与结构的重心上,使二者达到和谐统一。对建筑物进行科学设计,运用合理的计算手段,保证建筑物与墙体的协调统一。在此阶段,应注意竖向部分的连续性,特别是对错孔和大开孔的处理,避免出现安全事故。在设计柱的截面尺寸和墙长时,还应根据不同的施工技术寻求最佳的方案。

2.6 优化排水管道系统

    在住宅建筑结构设计中,排水系统是一个比较复杂的问题。特别是在设计穿墙管道时,为便于施工,应事先留出管道撞击检测的空间,并在预先埋设的孔洞上做好标记,以便在施工时提前埋设,避免返工问题。对于必须穿过承载墙的排水管,应加强其稳定性。为了避免绕桩现象的产生,对排水管网进行了优化设计。BIM技术越来越多地被应用到了现代建筑设计中,BIM技术可更好地加强排水管道与结构的协调,进而提高排水管道的最优设计。

2.7优化地下室的结构

在对地下室结构进行优化时,应注意对楼面高度的控制,以确保工程设计的合理性,并据此制定合理的楼面高度。有效地控制了建材和施工成本。在地下水较多的地区,要注意水体的浮升力,以此为依据,进行有关建筑物的验算和桩数的确定。考虑到地下水位较高等因素的影响,在受力区域内,有必要对结构的比应力进行分析,并与相关规范计算结果进行比较,才能确保在受力区域内,对结构的选择。

3、结束语

随着社会经济的发展,人们对建筑结构设计提出了更高的要求,不仅要求房屋建筑结构具有较高的安全性和稳定性,还要求其具有良好的美观性和经济性,因此在房屋建筑结构设计过程中需要应用绿色环保技术,从而有效提升房屋建筑质量。

参考文献:

[1]房屋建筑结构设计中的基础设计分析[J]. 王振源.佛山陶瓷,2023(06).

[2]浅析房屋建筑结构的优化技术应用[J]. 程勇.建筑与预算,2023(06).

[3]房屋建筑结构优化设计分析[J]. 田琦;臧小静;任凯;闫垒.有色金属设计,2023(02).

 


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