建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:房屋结构设计方案形成的过程是感性和理性思维的相辅相成和相互交叉,但实际的房屋结构设计、创作过程中不确定因素较多,这就要求房屋结构设计人员进一步优化建筑结构设计方法。本文主要概述建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用,以供业内人士参考。

  关键词:建筑结构设计;优化方法;房屋结构设计;

  近年来,随着人们生活水平、经济条件的不断提升,人们对建筑结构及住房条件的要求也从传统注重实用性上升至对建筑物稳定性、安全性、美观度等方面的要求。而通过优化房屋建筑结构的设计,能够显著提升房屋建筑设计的质量和水准,进而满足人们对房屋建筑外观和功能等方面的需求,减少建筑建造的成本,提升建筑企业、业主的经济效益。

1.优化建筑结构设计方法的必要性

  建筑结构设计过程中,优化建筑结构设计方法的必要性和重要性体现在实际的建筑体和建筑工程中,其目的在于为业主提供更为便利使用空间的同时,保证建筑结构的美观性。

  1.1满足社会发展要求

  随着我国的经济水平不断提升,越来越多人开始注重精神需求,而为满足人们对于建筑结构高层次的需求以及社会发展需求,建筑行业也纷纷探索转型升级之路,以寻求行业可持续、健康的发展。将建筑结构优化设计理念融入房屋结构设计,不仅能够进一步提升建筑工程质量,而且能够在确保建筑工程“安全使用”这一条件下,满足人们对空间划分和使用的需求,符合我国社会综合发展需求。

  1.2推进建筑行业转型升级

  社会经济的进一步发展使得市场竞争越来越激烈,建筑行业要想在市场竞争中立于不败之地,就必须不断优化建筑结构设计方法,以此来提升自身设计质量和建造质量,这在一定程度上也促使建筑行业在实际的房屋结构设计的各个环节实现转型升级,最终完成工程结构设计转换,提升自身市场竞争力。而在转型升级过程中,要求建筑行业不仅要做好前期的勘测、调研工作,还要充分考虑建筑结构外观的美观度、内在安全性以及客户的需求等等方面[1]。可以说,建筑结构优化方法是一个融合了时代潮流、设计理念、施工技术等方面的综合性工程,而这恰恰又能作用于建筑行业,提升其整体发展实力。

  1.3满足不同审美需求

  在具体的建筑结构设计中,业主审美需求是建筑结构设计优化方法的着重点,脱离了业主审美的意识和需求,再科学、精致的设计方案也无法达到它的经济和社会效益。因此,在实际的房屋结构设计中,为保证业主和建筑行业的经济、社会效益,必须立足人们个性化的审美需求,并将业主所关注的审美潮流作为重点设计思路,方能够达到建筑结构设计的最优化。比如:2008年我国举办奥运会所用的场所——“水立方”、“鸟巢”等,不仅满足了文化特色的传播,同时也实现了建筑结构的实用价值。

2.建筑结构设计优化方法遵循的原则分析

  2.1功能性原则

  房屋建筑除了要满足人们居住的需求以外,还要具备其他功能,且随着人们对物质、文化和精神的需求越来越高,其对房屋功能的要求也在与日俱增,因此,在具体的建筑结构设计优化方法中,必须满足功能性这一原则,为业主提供更好的居住体验。

  2.2经济性原则

  建筑结构设计内容较广,包括建筑用地原料、施工技术等等。因此,在设计过程中,只有最大限度优化建筑结构设计方法,方能够节约资本,减少或避免浪费。但具体设计、施工过程中不确定因素较多,因此很容易因为成本而产生很多矛盾,满足不了建筑项目的所有条件。这就要求设计人员在设计建筑结构时,综合多方面的因素,最大限度管控建筑成本,方能确保工期如期完成。

3.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

  3.1工程实例

  某商业大厦建筑高度为88.6m,地下一层为车库和地下人防工程,地上各层为商店。本设计方法为平时设计,结构体系为钢筋混凝土框架-抗震墙结构,具体参数如表1。

  整栋楼的模型(如图1所示)主要是主楼+大底盘;地下室底面的标高为-5.7m,顶面的标高为-1.4m,主楼横向总体外形尺寸21.1m,纵向外形尺寸55.2m,建筑高度为87.6m,地下一层高3.9m,地上第一层高9m,其余各层6m;楼盖体系为:部分井字梁、部分普通梁板式。

  在设计方案、结构初选后,因是一个粗略的概念性布局,可能会出现结构选型不合理、地基勘探不合理等问题。因此,在具体的房屋结构设计中,要综合结构本身的特性、结构效应、工程造价等方面来优化建筑结构设计方法,也就是说,结构特性要能够充分体现结构承载能力;结构效应不仅是结构在实际荷载作用下的表现,还要是安全最基本的底线;而经济性又必须回归到设计中,实现房屋结构设计的最终目的,即房屋建筑安全和经济上的平衡。

  3.2整体结构的设计优化方法

  建筑整体结构设计优化方法的科学性是最基本的前提条件,具体从以下方面着手:(1)统筹分析建筑结构的各项因素、资源,以此来保证建筑结构设计优化方法满足设计、施工的要求和条件;(2)建筑原材料质量要从源头控制,保证所有进入施工现场的零部件、建筑材料质量,进而保证各类材料能够发挥其功能,避免材料浪费;(3)建筑结构外部因素必须纳入考虑的范畴内,尽可能减少人力、物力等因素影响到建筑整体结构设计的优化;(4)简化内部结构,高层建筑房屋的内部结构十分繁琐,且承载的能力较低,一旦出现计算失误,不仅会增加施工成本,而且还会留下安全隐患,最终影响工程的整体质量。因此,整体设计过程中,必须精简内部结构,最终实现整体设计的优化。

  3.3地基的优化设计

  地基是房屋建筑最基础也是必不可缺的组成部分,因此,在房屋结构设计过程中,必须考量地基设计的优化,科学勘测施工现场地质及其承载能力,进而保证整个施工项目质量;此外,设计人员还应科学分析影响地基结构设计的因素,并根据分析结构,将可能遇到的风险点、安全隐患等全部纳入到优化方法中,比如在施工现场安装防护性装备、强化施工环境和地基之间的关联性等。

  3.4建筑结构构成的优化

  建筑结构构成的优化是对房屋结构具体细节的优化,在局部数据基本合理的背景下,建筑刚重比、周期和阵形等均是重点考量的问题。通过优化结构构成,能够确保结构刚度更为合理,进而最大限度避免因刚度过大而影响到房屋建筑的安全性,而且还能够有效节约材料用量,确保房屋建筑的经济和社会效益。

4.结束语

  在房屋结构设计中融入新的设计理念、思路来优化建筑结构设计方案,不仅能够实现建筑结构空间布局、建筑工程质量的最优化,而且还能够确保建筑结构满足房屋施工的受力特性、实际客观条件等,最终使房屋建筑结构更加美观、合理。此外,优化后建筑结构设计方法,兼顾了业主对房屋的审美价值和实用价值,能够最终推动我国建筑行业的升级,提升其市场竞争力。

参考文献

  [1]袁灼辉.建筑结构设计阶段优化工程造价成本的方法及对策[J].房地产世界,2021(04):54-56.

作者:何子兴 单位:广东博意建筑设计院有限公司

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