青岛鑫旭辉建筑结构设计有限公司

伴随大家生活质量的不断上升,对房屋的要求也逐渐提升。房地产企业如果想于减少投资的前提之下达到大家的高要求,即应当于建筑结构设计方面持续进行改良,尽可能地提升建筑空间和资源的使用率,以此达到经济性、实用性及适用性的目的。

1 建筑结构优化设计的作用

于建筑结构设计上运用建筑结构优化设计技术,既可以实现建筑的美学、实用及经济等多方面的价值,还可以减少项目投资、维护项目地点周边的生态环境。所以,合理地采用此类结构优化设计技术,能够达到建筑物的整体效益。建筑结构优化设计的目的为:于确保建筑物长久使用性能的前提下,尽可能地降低项目的设计与施工投资,节省建材,且降低总体成本。

2 建筑结构优化设计的根本准则

2.1确保结构安全,具备科学的经济性

结构优化设计的关键目的为达到结构满足的竖向和水平荷载的抵抗程度,让它拥有极佳的变形性能,耗能减震水平与抗震承载水平。于实现结构安全耐用的先期目的的基础之上,还要合理优化,让建筑物经过科学的设计,降低建材的损耗,获得良好的经济性。

2.2提升建筑舒适程度,尽量实现建筑使用性能的原则

真正质量优良的建筑物,应当是从建筑、结构、装潢到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等每一环节的总体优化设计组合。假设只有一个环节设计得好,是无法被当成质量优良的建筑物的,结构设计亦包含其中。建筑结构优化设计应当可以充分实现建筑平面布置、内部空间高度及建筑立面之类实用性能与外观感觉的条件。建筑物于开始使用以后,要让使用者于工作与生活当中感觉舒服,这方为建筑结构优化设计的目标与立足点。所以,建筑结构优化设计应当包括结构体系与构件布置的科学合理,构件与建材的正确选择这些因素,从而提升建筑物开始使用以后的舒适程度,实现用户的需要。

2.3美观实用原则

目前,人们的生活水平越来越高,对居住的观念也发生了极大的变化,不但应当保障房屋结构的实际使用价值,坚固性与安全性,还必须具有美感,只有在设计的时候就考虑到该原则,方可达到人们对外观的要求。

3 建筑结构优化途径

本论文结合大量实践与笔者多年以来的工作经验总结得出建筑结构优化设计的途径,具体表现在以下几个方面。

(1)不断加强剪力墙的优化设计。剪力墙设计的重点是连梁,所以需要特别重视联肢墙的使用,联肢墙系经过连梁之间的各墙连接而成,把墙肢的约束条件增多了。这种设计不但可以实际提高房屋的抗震能力,还使墙体的各个部分得到了内力增强,虽然在施工实践当中会造成一定的建材损耗,但是其取得的成效亦十分显著。另外,于设计建筑结构的时候,还需要在保障结构刚度及变形要求前提之下,站在经济和抗变形这些角度进行全方位的考虑,这样才能够达到良好的效果。

(2)设计师需要重视细节的优化。设计师在重视整体结构协调的前提下,还应当重视细节的设计。例如,在设计现浇板的时候,便可以将异形板划分为方形板,这样就可以使房屋均匀受力,避免以后出现断裂的状况。另外,在进行建筑基础设计的时候,应当使用冷轧钢筋当做材料,这样不仅可以提高房屋的抗震性能,还可以实际减少钢筋的使用,降低成本。

(3)善于运用计算机技术。随着计算机技术的日益发达,计算机已经广泛地在建筑结构的设计方面发挥作用。通过建筑结构优化设计和计算机技术的结合,设计者经过计算机仿真的设计优化方式给建筑结构优化设计提供了很多新的创意。建筑设计者能够利用计算机系统形成各种容易分析的模型,并通过计算机的优化计算,为设计者提供精确的数字,最后完成建筑设计的优化。可以说计算机科技的使用把建筑结构优化设计这个建筑问题变成了一项数学问题。

(4)确保并提升设计质量。目前,在建筑结构领域当中有不少问题,比方设计粗糙、标注不够全面、违法相关规定等等,在开工之前,这些问题都应当予以解决,因此,对设计者的要求也相对较高,必须具备相对较高的专业和职业水平。设计者应当经常接受各种专业教育,使自身的专业及职业水平都得以提升,在进行设计的时候,能够摆正态度,使建筑结构的设计质量和水平获得提升。在选择设计方案的过程当中,必须严格审查设计方案的相关材料,如此不但可以从本质方面保障整个建筑的质量和安全,还能够使建筑结构具备比较高的设计质量。

(5)建筑结构模型的优化。建筑结构的好与坏,设计到国计民生的方方面面,和人民群众的实际生活联系紧密,因此,在设计建筑结构模型的时候,应当对设计方案进行合理的优化,保障房屋的所有细节都能够得到合理的优化,比方围护结构、结构体系等等,使建筑物具备良好的承重能力。在设计建筑结构模型的时候,一定要把经济性与安全性原则放在第一位,此外,应当尽量增加经济收益,必须使建筑结构的成本切实降低。

(6)提高建筑结构设计的安全性。目前,自然灾害频繁出现,而多数建筑结构缺乏相关的抗震设计,结构设计不合理的状况普遍存在。因此,优化建筑结构设计,才能保障建筑结构的耐久性和安全性。在进行建筑结构设计时,选择的建筑结构必须具备合理性。目前,钢结构的使用较为广泛,与传统结构相比,钢结构具备工程进度快、分量较轻、强度较强之类优点,与建筑结构设计安全性能的提高相适应。

4 案例分析

在使用上述优化原理对龙湖微电园项目L35地块初步设计的时候,将建筑地点的水文地质、温湿度、风向风速及降水量之类因素进行了全部研究,并进行了结构优化设计。包括:

(1)建筑基础拉梁设计优化,针对楼层较少,设计较大基础拉梁,保障建筑抗震结构、拉梁正负弯矩及建筑上部混凝土框架相一致。

(2)基础荷载设计优化,由于本项目楼层不高,于做出优化的时候,仅需考虑风荷载问题。

(3)框架结构设计优化,运用准则法,利用递推公式,最后得到优化结构。

(4)计算周期设计优化,对房屋结构计算周期做出一定的折减,例如填充墙砌体是轻质型,那么折减系数维持于零点七至零点八以内;而填充墙砌体是重质型,那么它的折减系数维持于零点六至零点七以内。

5 结束语

总的来说,不断优化建筑结构设计,不但可以真正提高建筑的功能性、安全性及稳定性,还可以充分满足人们对观感的需求。所以,作为当代建筑结构设计人员,我们在开展设计工作时,要不断创新思路、创新方法、合理设计,实现建筑结构的优化设计。在建筑结构设计优化的工作当中,不但可以提高建筑的功能性、安全性及经久耐用的属性,还可以在满足人们对一切性能需求的前提之下,提高建筑的观感美与经济效益。

参考文献

[1]孙振.浅析房屋结构优化设计[J].硅谷,2010(20).

[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑,2008(11).

[3]潘亮.建筑结构设计当中结构设计优化技术的运用[J].科技风,2014.

[4]杨益妮.结构设计对建筑工程造价的影响因素分析[J].科技信息,2014.

作者：陈天虎 中机中联工程有限公司建筑三院