伴隨大家生活質量的不斷上升,對房屋的要求也逐漸提升。房地產(chǎn)企業(yè)如果想于減少投資的前提之下達到大家的高要求,即應當于建筑結構設計方面持續(xù)進行改良,盡可能地提升建筑空間和資源的使用率,以此達到經(jīng)濟性、實用性及適用性的目的。

1 建筑結構優(yōu)化設計的作用

于建筑結構設計上運用建筑結構優(yōu)化設計技術,既可以實現(xiàn)建筑的美學、實用及經(jīng)濟等多方面的價值,還可以減少項目投資、維護項目地點周邊的生態(tài)環(huán)境。所以,合理地采用此類結構優(yōu)化設計技術,能夠達到建筑物的整體效益。建筑結構優(yōu)化設計的目的為:于確保建筑物長久使用性能的前提下,盡可能地降低項目的設計與施工投資,節(jié)省建材,且降低總體成本。

2 建筑結構優(yōu)化設計的根本準則

2.1確保結構安全,具備科學的經(jīng)濟性

結構優(yōu)化設計的關鍵目的為達到結構滿足的豎向和水平荷載的抵抗程度,讓它擁有極佳的變形性能,耗能減震水平與抗震承載水平。于實現(xiàn)結構安全耐用的先期目的的基礎之上,還要合理優(yōu)化,讓建筑物經(jīng)過科學的設計,降低建材的損耗,獲得良好的經(jīng)濟性。

2.2提升建筑舒適程度,盡量實現(xiàn)建筑使用性能的原則

真正質量優(yōu)良的建筑物,應當是從建筑、結構、裝潢到給排水、暖通、空調、燃氣、電氣安裝等每一環(huán)節(jié)的總體優(yōu)化設計組合。假設只有一個環(huán)節(jié)設計得好,是無法被當成質量優(yōu)良的建筑物的,結構設計亦包含其中。建筑結構優(yōu)化設計應當可以充分實現(xiàn)建筑平面布置、內部空間高度及建筑立面之類實用性能與外觀感覺的條件。建筑物于開始使用以后,要讓使用者于工作與生活當中感覺舒服,這方為建筑結構優(yōu)化設計的目標與立足點。所以,建筑結構優(yōu)化設計應當包括結構體系與構件布置的科學合理,構件與建材的正確選擇這些因素,從而提升建筑物開始使用以后的舒適程度,實現(xiàn)用戶的需要。

2.3美觀實用原則

目前,人們的生活水平越來越高,對居住的觀念也發(fā)生了極大的變化,不但應當保障房屋結構的實際使用價值,堅固性與安全性,還必須具有美感,只有在設計的時候就考慮到該原則,方可達到人們對外觀的要求。

3 建筑結構優(yōu)化途徑

本論文結合大量實踐與筆者多年以來的工作經(jīng)驗總結得出建筑結構優(yōu)化設計的途徑,具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)不斷加強剪力墻的優(yōu)化設計。剪力墻設計的重點是連梁,所以需要特別重視聯(lián)肢墻的使用,聯(lián)肢墻系經(jīng)過連梁之間的各墻連接而成,把墻肢的約束條件增多了。這種設計不但可以實際提高房屋的抗震能力,還使墻體的各個部分得到了內力增強,雖然在施工實踐當中會造成一定的建材損耗,但是其取得的成效亦十分顯著。另外,于設計建筑結構的時候,還需要在保障結構剛度及變形要求前提之下,站在經(jīng)濟和抗變形這些角度進行全方位的考慮,這樣才能夠達到良好的效果。

(2)設計師需要重視細節(jié)的優(yōu)化。設計師在重視整體結構協(xié)調的前提下,還應當重視細節(jié)的設計。例如,在設計現(xiàn)澆板的時候,便可以將異形板劃分為方形板,這樣就可以使房屋均勻受力,避免以后出現(xiàn)斷裂的狀況。另外,在進行建筑基礎設計的時候,應當使用冷軋鋼筋當做材料,這樣不僅可以提高房屋的抗震性能,還可以實際減少鋼筋的使用,降低成本。

(3)善于運用計算機技術。隨著計算機技術的日益發(fā)達,計算機已經(jīng)廣泛地在建筑結構的設計方面發(fā)揮作用。通過建筑結構優(yōu)化設計和計算機技術的結合,設計者經(jīng)過計算機仿真的設計優(yōu)化方式給建筑結構優(yōu)化設計提供了很多新的創(chuàng)意。建筑設計者能夠利用計算機系統(tǒng)形成各種容易分析的模型,并通過計算機的優(yōu)化計算,為設計者提供精確的數(shù)字,最后完成建筑設計的優(yōu)化?？梢哉f計算機科技的使用把建筑結構優(yōu)化設計這個建筑問題變成了一項數(shù)學問題。

(4)確保并提升設計質量。目前,在建筑結構領域當中有不少問題,比方設計粗糙、標注不夠全面、違法相關規(guī)定等等,在開工之前,這些問題都應當予以解決,因此,對設計者的要求也相對較高,必須具備相對較高的專業(yè)和職業(yè)水平。設計者應當經(jīng)常接受各種專業(yè)教育,使自身的專業(yè)及職業(yè)水平都得以提升,在進行設計的時候,能夠擺正態(tài)度,使建筑結構的設計質量和水平獲得提升。在選擇設計方案的過程當中,必須嚴格審查設計方案的相關材料,如此不但可以從本質方面保障整個建筑的質量和安全,還能夠使建筑結構具備比較高的設計質量。

(5)建筑結構模型的優(yōu)化。建筑結構的好與壞,設計到國計民生的方方面面,和人民群眾的實際生活聯(lián)系緊密,因此,在設計建筑結構模型的時候,應當對設計方案進行合理的優(yōu)化,保障房屋的所有細節(jié)都能夠得到合理的優(yōu)化,比方圍護結構、結構體系等等,使建筑物具備良好的承重能力。在設計建筑結構模型的時候,一定要把經(jīng)濟性與安全性原則放在第一位,此外,應當盡量增加經(jīng)濟收益,必須使建筑結構的成本切實降低。

(6)提高建筑結構設計的安全性。目前,自然災害頻繁出現(xiàn),而多數(shù)建筑結構缺乏相關的抗震設計,結構設計不合理的狀況普遍存在。因此,優(yōu)化建筑結構設計,才能保障建筑結構的耐久性和安全性。在進行建筑結構設計時,選擇的建筑結構必須具備合理性。目前,鋼結構的使用較為廣泛,與傳統(tǒng)結構相比,鋼結構具備工程進度快、分量較輕、強度較強之類優(yōu)點,與建筑結構設計安全性能的提高相適應。

4 案例分析

在使用上述優(yōu)化原理對龍湖微電園項目L35地塊初步設計的時候,將建筑地點的水文地質、溫濕度、風向風速及降水量之類因素進行了全部研究,并進行了結構優(yōu)化設計。包括:

(1)建筑基礎拉梁設計優(yōu)化,針對樓層較少,設計較大基礎拉梁,保障建筑抗震結構、拉梁正負彎矩及建筑上部混凝土框架相一致。

(2)基礎荷載設計優(yōu)化,由于本項目樓層不高,于做出優(yōu)化的時候,僅需考慮風荷載問題。

(3)框架結構設計優(yōu)化,運用準則法,利用遞推公式,最后得到優(yōu)化結構。

(4)計算周期設計優(yōu)化,對房屋結構計算周期做出一定的折減,例如填充墻砌體是輕質型,那么折減系數(shù)維持于零點七至零點八以內;而填充墻砌體是重質型,那么它的折減系數(shù)維持于零點六至零點七以內。

5 結束語

總的來說,不斷優(yōu)化建筑結構設計,不但可以真正提高建筑的功能性、安全性及穩(wěn)定性,還可以充分滿足人們對觀感的需求。所以,作為當代建筑結構設計人員,我們在開展設計工作時,要不斷創(chuàng)新思路、創(chuàng)新方法、合理設計,實現(xiàn)建筑結構的優(yōu)化設計。在建筑結構設計優(yōu)化的工作當中,不但可以提高建筑的功能性、安全性及經(jīng)久耐用的屬性,還可以在滿足人們對一切性能需求的前提之下,提高建筑的觀感美與經(jīng)濟效益。

參考文獻

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作者：陳天虎 中機中聯(lián)工程有限公司建筑三院