杜成亮 身份证号码: 411524198XXXX32712
贾博 身份证号码: 410603198XXXX50537
摘要:随着生活质量的提高,人们对建筑结构的要求逐渐提高。建筑物的结构设计直接关系到建筑物的质量,通过不断的优化设计,可以达到不断提高人们生活舒适度的目的。
关键词:房屋建筑;结构设计;优化技术;积极作用
引言
近年来,建筑行业市场逐渐呈现出竞争加剧的状态,在这样的背景下,各个建筑企业要想获得更好的发展,就需要从质量上“下手”,在结构设计阶段采用先进的技术、施工工艺等,建造出质量更高、更加符合现代人类要求的建筑。因此,设计师必须要先意识到房屋建筑结构设计优化的积极作用,然后在在设计中对结构进行不断优化,切实提高房屋建筑的质量。
1房屋建筑结构的优化技术的内容
进行房屋建筑结构设计过程中不仅要考虑到结构的性能和设计的安全性,还需要考虑到在房屋建筑结构设计过程中的一些潜在问题,我们要选用低成本高效的方式完成这项结构设计内容。其主要内容包括以下两个方面:第一个方面是要全面掌握整个房屋的具体构造,在设计过程中找出最佳设计方式,对不完善的地方加以优化。第二个方面是要将建筑结构设计中的子结构与整理结构分开进行优化设计。在子结构优化设计过程中,要对子结构中的每一个细节进行详细的划分,以此来使得子结构得到全面的优化。
2房屋建筑与经济效益之间的关系
2.1层数与用地面积之间的关系
从表面来看,不管是高层建筑还是多层建筑,在建筑层数增加的过程中,建筑工程总建筑面使用的土地面积就会将相对减少。不过实际却不一样,因为建筑工程层数的不断增加,使得建筑工程的总高度可以随时增加,这样一来就会使得相邻建筑工程之间的距离逐渐增加,进而建筑工程单位总建筑面积所使用的土地面积就会扩大。因此建筑工程层数与用地面积之间存在着必然联系,一言以蔽之,就是土地面积的减少以及建筑层数的增加,能够有效的减少工程最近投入,降低成本,确保企业经济效益。所以在对房屋建筑结构设计进行优化时,需要对此进行重点考虑。
2.2房屋建筑结构设计与建筑设备之间的经济关系
为了确保建筑物能够有良好的使用功能,因此及排水管道以及电气设备等必不可少。而随着高层以及超高层建筑的不断增加,这就导致及排水管道和电气设备都会有所递增,这种情况下就会导致建筑物的成本逐渐增加,进而提高了房屋建筑的整体成本。
3房屋建筑结构设计优化技术的应用
3.1建立优化模型
3.1.1对设计变量进行合理的选择
房屋建筑结构设计优化人员需要选择对房屋结构具有较大影响的参数当做是涉及的变量,例如,目标控制参数以及约束控制参数等,这些包含结构可靠度以及工程造价等相关指标的参数。在进行结构优化时,对于那些变化不明显自己没有较大影响程度的参数需要使用特定参数来满足相关要求,对此,设计人员可以对设计事先预定参数,这样一来设计人员不管是在计算还是编程过程中都会最大程度上减少工作量。
3.1.2对目标函数加以确定
在进行房屋建筑结构设计优化时,设计人员需要对符合相关条件的钢筋截面积以及构件几何尺寸进行设定,还需要计算失效概率,确保成本最优化。
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3.1.3对约束调价加以确定
众所周知的是,房屋结构设计的基础要求就是确保安全性以及可靠性,这是进行优化的前提。所以,在进行函数设定时,需要做好约束条件的设定工作。房屋结构设计优化的相关约束条件主要有:尺寸约束、裂缝宽度约束以及结构强度约束等等。在进行优化时,设计人员需要将实际约束条件与假定约束条件进行对比,保证约束条件符合工程需要。
3.2注意房屋建筑结构整体以及局部性的优化
任何一个房屋建筑建造工程,其复杂性都是不言而喻的。可以做个简单的比喻,一座整体的建筑,就好像是人体的结构一样,其任何的一个部位都是不可或缺的,缺少其中哪一个结构,都会出现重大的质量安全问题。所以说实际的建造过程中,进行结构设计优化时,都应该考虑到整体与局部的关系问题,具体的做法就是从整体的宏观角度入手,再深入到细节之中,房屋的建筑设计包括着建筑材料的选择、结构类型的选择等,而且不同的体系又包含着诸多的下属体系,所以说,在进行结构优化的时候,不能把这些体系一个个的区分开来进行优化,而是要考虑到它们的关联性。举个简单的例子,在进行材料的选择优化时,就应当充分的考虑到,这些优化措施是否可以同时作用到结构体系上,会不会造成不兼容的情况产生,这样的充分考虑才可以最大程度上保证在施工过程中,从整体着眼,落实细节优化,从而更加科学合理化的实现整个房屋建筑结构的优化。
3.3设计中复杂问题的优化
在房屋建筑结构设计的过程中,有很多复杂问题存在,如:房屋形体、结构体系以及刚度分布之间达成平衡;抗震性能;关键点控制等。由此可见,房屋建筑结构的稳定性不仅与内部结构相关,同时也与外界环境有着直接的关系。由于篇幅有限,下面只对抗震性能的优化进行介绍。近年来,我国地震频发,这就对房屋建筑结构设计提出了更高的要求。为了降低地震对房屋产生较大的影响,设计师应当要在设计中更加侧重于抗震方案的设计,比如:在抗震方案中主要采取“多道设防”的方法,当地震来袭时,能够让房屋的次要建筑抵消掉一部分能量;当强震来袭时,主要构件抵挡能量波。此外,设计师也应当要注重构件刚度的均匀性,保持各个构件刚度的均匀性能够在一定程度上提高房屋建筑的抗震能力。这就要求在购置构件的过程中要选择性价比较高的建筑材料,确保质量满足基本需求。
3.4计算机优化技术的使用
如今,每个行业都离不开计算机的支持,在房屋建筑结构设计中使用计算机技术来作为支持,能够方便人们展开相关计算,达到更好的优化设计效果。实际上,房屋结构会受到很多变量条件的影响和约束,无法通过单一的方式来对房屋结构进行设计和优化,因此,需要利用到“人机结合”的方式,通过计算机技术来优化结构设计。比如:采用GAMS软件来提升设计的效率,优化设计过程和结果。该软件在处理建模问题的时候能够通过自然、简洁的方式来展开处理,同时能够让用户自由更改公式,使用起来非常方便。在使用计算机技术的过程中,虽然计算机能够带来极大方便,但是其对结构设计的优化还是存在着一定的缺陷,比如:数据本身的计算并不会考虑到各种更客观因素的影响,同时也不会对突发情况作出应急处理,这些情况的发生依然需要设计师发挥自身的主观能动性,对一些较为敏感的问题(如:房屋建筑的抗压性、抗震性、承重性等)进行综合考虑,保证建筑结构设计的稳固、安全和可靠。
结语
房屋建筑结构设计的主要目的在于实现建筑物的功能性与安全性,同时,尽可能保证建筑物的耐久性,在满足房屋建筑的以上功能的同时,最大限度节约建筑成本是设计者的目标。那么,就需要对建筑物进行结构优化设计,并将优化设计技术应使用于结构设计的各个阶段,这样可以尽可能保证结构设计的合理性与可行性。
参考文献
[1]邹映富.浅谈房屋建筑结构设计中如何应用优化技术[J].城市建设理论研究:电子版,2015(3):120.
[2]董鹏,隋海荣.浅谈房屋建筑结构设计中如何应用优化技术[J].文摘版:工程技术,2015(5):57.
[3]靳华兴,陈玉莲.房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].工程技术:文摘版,2016(8):303.
论文作者:杜成亮 贾博
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年2月下
论文发表时间:2018/11/1
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