浅析结构设计优化在建筑工程设计中的应用论文_刘长卿

浅析结构设计优化在建筑工程设计中的应用论文_刘长卿

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摘要:在建筑工程设计中,结构设计优化发挥着非常重要的作用。在满足使用要求的前提下,结构设计优化可以降低工程造价,节约工程成本。建筑开发商如果能够对结构设计优化进行合理的应用,可有助于实现公司利润最大化,使其综合竞争力得到提升,因此设计师应该做好建筑结构设计的优化工作,使自身企业和客户达到双赢。本文分析了结构设计优化在建筑工程结构设计中的重要性、要点、实践价值及应用,以供参考。

关键词:结构设计优化;建筑结构设计;实践性

1.结构设计优化概述

1.1结构设计优化简介

结构设计优化,指的是通过充分发挥房屋建筑材料自身的性能,实现各个构件和各个设计环节相互配合的效果,通过结构设计优化,达到房屋建筑结构优化的目的。结构设计优化相比较于传统的结构设计,不仅满足了传统结构设计的安全性能,还把审美学和价值学进行了完美的结合,使结构设计的水平不断得到提升,促进房屋建筑设计在整体上得到协调发展。

1.2结构设计优化的意义

结构设计优化,既具有传统结构设计的安全性能,还兼顾了审美实用的特征,使房屋建筑的建筑成本得到降低,整体上更加协调,并具有较高的经济效益。结构设计优化,使房屋建筑的设计方案和设计决策更加科学,进一步提高了房屋建筑对安全性能和抗震性能,促进房屋建筑更加安全实用、经济和美观,使建筑结构的设计水平得到有效的提升。

2.结构设计优化的要点及实践价值

2.1结构设计优化的要点

(1)协调房屋建筑结构的设计。结构设计优化需要建筑工程各个环节进行相互协作,是一项比较复杂的工作。如果说建筑设计是为了满足建筑的美观,那么结构设计则是合理的优化房屋建筑的内在结构,二者相互结合,相互协作,有效降低建筑造价,使房屋的实用性和经济效益得到进一步提升。(2)遵循结构设计的规范。结构设计优化要求技术设计人员具有专业的背景、丰富的经验,在结构设计优化过程中遵循相关结构设计规范,在设计中以相关规范为基础,根据房屋建筑工程的具体情况,通过科学合理的判断,不断优化房屋结构设计,使结构设计更加合理。

2.2结构设计优化的实践价值

在建筑结构设计优化的过程中,不能只考虑眼前的经济效益,应该对其长远利益进行综合考虑,在整体建筑结构设计中充分体现出结构的合理性,否则,容易随着使用时间的增加而使经济产生严重的失衡。根据设计经验分析得出,结构设计优化可以降低约5%~30%的建筑工程成本。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对材料的性能进行充分的发挥,在满足规范的前提下,达到安全、经济、适用的目的。

3.结构设计优化在建筑工程结构设计中的应用

3.1设计规范的应用

在建筑工程结构优化设计过程中,设计人员应该严格按照相关设计规范,结合房屋结构设计的具体情况,充分了解相关结构设计条件,对结构设计优化方案进行合理的运用。同时,还应根据建筑工程具体情况对结构设计中的安全性较差、要求过于宽松等问题进行合理的取舍,使设计成果实现最优化。

3.2概念设计的优化

同一个建筑方案,可以有不同的结构体系;相类似的建筑方案,即使荷载相同,分析方法也可能有所不同;在具体的分析过程中,设计参数、材料相关参数、荷载的取值也不是唯一的,并且建筑物的细部处理也会有所不同。这些问题仅靠计算机并不能完全解决,需要设计人员根据相关的原则进行判断,以结构设计的规范为指导,结合实际工程经验,即概念设计。所以,概念设计的优化主要应用于设计师对多种备选方案进行比较选择的过程中。

3.3设计处理手段的优化

建筑工程在结构设计中需要分析很多不同的内容,如概念、构造和计算等方面。特别是地震作用,具有较大的破坏性,也相对复杂,所以结构设计应该从构造、计算等方面采取合理的措施提升其抗震能力,尽可能避免对抗震造成不利影响。结构对称、刚度均匀,是减小地震对结构影响的主要手段;延性设计,可以使因地震作用造成的结构脆性破坏得到有效的避免;多道设防设计,可以使建筑物在特大地震的作用下先破坏其次要构件,先把部分地震的能量消耗掉。这些抗震设防思想都应该在整个设计过程中作为概念设计的重要指导思想充分体现。

3.4整体和局部的优化

建筑工程的结构设计特征表现为复杂性和层次性,复杂性指的是建筑材料、零部件、结构类型等的选择方面;层次性指的是建筑的设计、结构及安装体系等,所以设计人员在设计房屋建筑结构的过程中,应该把各种布局的横向关联打破,

通过合理的优化各个体系,对房屋建筑的优化从整体出发进行考虑,使建筑工程结构设计真正达到优化。

3.5建筑与结构的协调优化

在具体的设计工作中,应尽可能达到造型美观、结构合理的双赢效果。从结构设计合理的角度上讲:建筑在布置墙和柱时,应根据房间平面的功能需求,控制每个房间的开间和进深,尽量保持统一;还应尽可能使结构体系保持简洁,保证墙和柱不产生错位,控制每层的高度;在对楼梯和电梯进行设计的过程中,在受力方向较多或应力比较集中的转角区域,应选择高强度的承重构件,降低其自重,并选择质量相对较轻的建材作非承重构件。布局的时候应该使整体建筑的刚心、重心及质心保持相互交叠,避免出现扭转情况。

3.6桩基础的优化

在选择桩型时,应该综合考虑建筑物的地形、地质、机械、工期、造价、施工环境及各种施工法的特征,并分析其技术经济,最后选择最经济最合理的施工法。对于摩擦桩和端承摩擦桩,因为其大部分桩身轴向压力通过桩侧摩阻力向四周和向下传播,而轴心的压力随着深度而递减,所以摩擦桩和端承摩擦桩不适合采用粗短桩。针对摩擦端承桩和端承桩,如果其桩端的持力层强度比桩身材料强度较低,通常应优先考虑采用扩底灌注桩。

4结语

总之,在建筑工程设计中,结构设计优化有重要的意义,是建筑价值得以实现的有效途径,对结构优化设计进行合理的运用不仅可以节约较大的建筑空间,还能创造更多的经济价值。但是,当前我国建筑工程结构设计优化还处于起步阶段,设计者应该努力学习和推广优化建筑工程结构设计工作,进一步提升建筑工程的经济效益。

参考文献

[1]赵炳均.论建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].江西建材,2015(01):33.

[2]饶安.结构设计优化在建筑结构设计中的运用[J].中国房地产业,2017(19).

[3]马峦.结构设计优化技术及其在建筑结构设计中的应用[J].科技创新与

论文作者:刘长卿

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第14期

论文发表时间:2018/9/19

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