摘要:本文主要对建筑结构设计优化设计新方法进行分析和了解。建筑行业的蓬勃发展背景下,加强建筑结构的优化设计就显得比较重要,这也是市场化发展的要求,只有注重结构的优化设计才能提高结构设计的安全性,符合人们的多样化需求。
关键词:建筑;结构设计;优化设计;方法;原则
引言
随着我国国民经济水平的不断提高,人们对精神及物质方面的追求也越来越高,同时更加注重居住的舒适性和安全性。面对建筑需求越来越丰富的市场,如何使我们的建筑结构更加合理、外形更加美观、居住更加舒适、造价更为低廉都是需要我们设计人员去考虑的问题。所以,对新时代的建筑结构设计方案优化要从结构整体的安全性、工程的成本核算、完工后的使用及外观和功能需求等各个方面来考虑。
一、建筑结构设计优化的意义
有利于降低工程总成本;我国城市人口快速增长,导致城市用地非常紧张,所以高层建筑不断增加。高层建筑设计空间多且占地面积相对而言比较低,大大减少了用地的成本。但这并不说明建筑物越高,节约的成本越大,应该充分考虑占地面积以及总造价,合理优化建筑物的设计,减少建筑总造价的经济成本;有利于经济效益的加强;在增加高层建筑物的高度时,应该加大建筑物整体的承载能力,加大墙体以及梁柱的面积,大大增加建筑物本身的重量和房屋中基本配置。与高层建筑物相比,普通建筑物的建筑材料就会节约,且有效提高抗震程度。建筑物高度不同时,墙面的范围也会随之变化。建筑物的外形或圆形或接近方形时,外墙总长、内部和外部的装修面积都会随之减少,可以提高受力性能,有效的增加建筑物整体的经济性能。
二、建筑结构设计优化设计遵循的原则
建筑结构设计优化设计要注重遵循相应的原则,从而才能保障设计的整体质量,在优化设计过程中,要充分注重绿色环保原则的遵循。尤其是处在当前的发展形势下,环保节能的理念应用是比较重要的,这也是促进建筑领域可持续发展的重要基础。建筑结构优化设计要以降低对环境污染为基础,并注重材料的节约使用,保障整体结构的设计质量。建筑结构设计优化设计过程中,要充分重视功能性原则的遵循,要能租嗲话将建筑结构科学合理性得以充分重视,保障结构的设计功能充分发挥,提高建筑结构使用率。也就是建筑结构的设计优化设计中,保障结构设计的安全,对各构件的质量能够加强重视,以及保障结构设计的可操作等,这样才能发挥建筑结构的整体质量。再有要充分注重建筑结构设计优化设计的经济性原则的遵循,在保障结构设计的质量基础上,要注重经济投入最小化,从而提高建筑材料的使用效率,减少材料的浪费。
三、建筑结构优化设计的步骤
1. 目标函数选择
在对房屋建筑结构进行设计的过程中,相关设计工作人员应先确定好建筑结构的目标函数,并采用合理的方式来确定实际房屋建设的面积参数及相应标准,接着详细分析房屋建筑施工材料的实际情况,准确计算优化房屋建筑结构设计的相关造价问题。其中,相关设计人员应准确判别所计算出的相关工程造价的具体方式,确保其设计方案的造价最低,进而在最大程度上实现房建工程总造价的实际目标。
2. 结构条件选择
为确保房屋建筑的可靠性,我们同时也要制定相应的判定标准约束房屋结构的定量。为房屋结构设计标准设定相应的约束条件,以求能够实现房屋结构的最优设计。如设计人员应将建筑结构强度、房屋大小尺寸、建筑材料对应力等因素全部设计在约束条件当中,结合房屋实际设计标准合理选择,以求规范并提高房屋设计的科学性与规范性,从而为后续的施工打下良好的基础。
3. 科学分析综合结果
为了保障建筑结构符合建筑要求,应该科学的使用计算方法,计算结果,结合设计方案与计算结果进行科学的分析,从而确定最可行的建筑方案。在建筑过程中所遇到的问题,对其进行整体层面的分析,并且提出相应的解决方案。对于出现的重点问题进行立项研究,对其进行全面深入的分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆科学的分析综合流程对建筑结构非常重要,明确优化方案的设计可以不断的提高建筑的安全性。
四、分析建筑结构设计优化设计新方法
1. 截面优化方法
在进行建筑结构设计优化的过程中,其细节在于其可靠性及安全性,在处理建筑物截面的时候,相关设计人员应对截面结构的可靠性及安全性充分考虑,并保证计算的合理性、科学性,全面提升建筑物结构的整体美观度及稳定性。另外,在对建筑物截面设计进行优化的时候,相关设计人员在计算处理结构位移的实际状况及设计变量的相关应力特点的时候,可采取有限元分析的方法,接着利用统计所获得的相关数据与信息化设备的验算方法,然后判别处理结构技术的调整范围,进而得出最佳的优化设计。
2. 拓扑优化方法
拓扑优化方法主要是通过设计人员在进行建筑结构设计环节,对其结构进行理想的分布,同时对其结构刚度进行适度的分析随后进行优化。合理的利用拓扑优化方法能够降低建筑结构的负重,增加其结构的使用性能。在对其应用的过程中需要设计者对该方法的有点进行合理的运用,对其设计方法进行一定的转变,保证其建筑结构设计的科学性和合理性。
3. 地基结构优化
地基结构的设计将直接决定房屋的质量及稳定性价值。设计人员应合理优化,以便建筑整体结构更加安全。如实际施工时,在选取桩基类型时,桩基类型的判断因素应包括稳定、性价比,尽可能的减少工程总成本造价,其次根据桩端持力层厚度,合理选择灌注桩长度,用对比的方式优化与选择设计方案。只有当房屋结构的所有因素全部做好了相应的细节处理,才能够真正发挥优化设计的最大价值,减少设计施工投入成本的同时,为住户提供更加满意的用房需要。
4. 外形优化方法
在对建筑物结构设计进行整改时利用外形优化法可以快速有效的区分出建筑物的外形特点。首先,设计人员在对建筑物结构进行整改时除了要掌握和了解建筑物的实际情况外还要严格按照国家规定的建筑物结构设计规范的要求来进行。其次,要想最大化的达到各项建筑外形优化设计的实际需求,就必须要做好对各项节点坐标的选取。通过选取出来的各个节点坐标来作为设计变量的依据。
5. 概念设计与细部结构设计优化相结合
概念设计方法主要是针对于建筑结构设计数据不全的情况进行其优化设计工作的。如建筑物的抗震结构设计环节,因为地震的不可预测性,造成设计人员无法进行针对性的抗震结构设计,采用概念设计的方法,通过收集的数据进行辅助从而进行设计。在进行设计换机中需要引入优化设计的方式,保证其抗震结构设计的最佳效果;在设计中,其设计人员需要根据建筑属性进行设计。如对于现浇的混凝土,由于其异形板料弯曲,因此很容易发生开裂,可以通过矩形板与钢筋的选择和确定,减小其混凝土开裂的问题发生,从而保证工期建筑结构设计的质量,实现其建筑经济效益。
结束语:
在建筑结构设计中,其结构设计的优化方法应用已经特别广泛,对建筑物整体的结构安全性、可靠性和美观性等都有很大意义,而且还可以节省造价,非常有推广价值。对建筑结构优化方法的研究要更加的重视,不断的把这些概念性的方法应用于实际的建筑设计当中去,更多的了解二者之间的具体应用,让我们的建筑结构设计更加的科学,更加的合理,争取达到国际的先进水平。
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论文作者:邵波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/11
标签:结构设计论文; 建筑论文; 建筑物论文; 建筑结构论文; 优化设计论文; 结构论文; 方法论文; 《基层建设》2019年第16期论文;