尹蒙蒙
平邑县城乡规划建筑设计院山东省临沂市273300
摘要:在优化建筑结构设计的过程中,对于各因素要充分考虑,且在具体的建筑施工中,协调整合。优化建筑结构设计,不仅可将工程项目的造价成本降低,还可以为社会增加一定的附加经济值,将资源的整体利用率提高。本文主要对建筑结构设计优化设计新方案进行了分析研究。
关键词:建筑工程;结构设计;新方案;优化措施
1建筑结构设计的基本原则
1.1舍小取大原则
进行建筑结构设计要主抓整体性,虽然建筑结构是由多种不同的构件所组成的,但是不同的构件所承担的作用确是不同的。这就使设计工作需要根据其重要性而设置轻重之分,所以进行建筑结构方案设计要先从全局着手,首先确定好方案的主题和核心,然后再向其他几个方面着手。在此期间,首先需要满足主要需求再考虑次要需求,通俗来说就是先确定骨架然后再填补血肉。建筑物最主要的核心理念就是安全性和稳定性,所以在设计方案时要首选满足其稳固性能,之后再根据需要进行其他方面的设计,而取大舍小原则的精髓就在于当小的方面和大的方面发生冲突时要果断的舍弃小的方面保留大的部分。
1.2刚柔并济的原则
随着科技与社会的发展建筑材料也不断地在更新换代,当今建筑的主要材料就是钢材和混凝土。这一原则是建筑结构设计当中一个十分重要的原则,只有建筑材料刚柔相济,才能够更好的保证建筑的安全性能。目前建筑材料的应用及部分既有建筑普遍存在刚多而柔不足的现象,这就需要结构设计进行优化改造了。在保证整体设计安全的情况下可以对结构进行改良或者是对建筑的外观进行修复,对钢化的建筑物进行适当的柔化。只有刚柔并济才能最大限度的发挥建筑物的安全稳固性。
1.3绿色环保原则
现代人都越来越重视养生与绿色环保,吃的食物要绿色那么住的房子也一定要天然绿色。目前,在建筑工程实施过程中会产生很多有害的物质,影响环境危机人类健康。比如在装修时油漆中会散发大量的甲醛装修用胶发出的难闻气味都会危害人类的身体健康。在全球生态环境恶化下建筑结构的设计需要更好的注重这个问题保证建筑方案的绿色环保。并且目前城镇化规模不断地扩大建筑物越来越多绿化面积却不断在缩小,就更需要绿色环保的建筑结构设计方案。
1.4打通关节的原则
在建筑结构设计过程中要遵循打通关节的原则将建筑结构的各个细节融会贯通,要把建筑主体与细节结合到一起。为了对建筑进行全方位把握可以减少建筑结构中的关节,或者是将各个关节打通加大建筑结构设计的整体效果。建筑结构作为建筑设计中的必不可少的一部分是建筑设计的核心。为了将系统外力的干扰降低就必须经结构关节打通保证关节传力的通畅从而达到对建筑稳定性的提高。
1.5降低结构造价原则
进行建筑结构设计,除了要使设计出来的结构能够满足受力平衡,结构整体性满足稳固性,还应该尽量经济化。结构造价是建筑产品当中非常重要的一个环节,经过精心考虑之后的优化设计除了可以保障建筑的安全性和舒适性之外,还可以为建筑产品带来比较高的经济效益,这也是相关企业的基本出发点。
2建筑结构设计优化策略
2.1科学合理的设计方案
在选择建筑材料的过程中,要让专业的人员对其进行挑选,建筑材料需要满足建筑的性能,对购买的材料进行合理的利用,让其发挥着最大的作用,同时有效降低工程使用的资金。其次,工程人员要对整体的布局进行优化,要认真的考虑整体质量和部分质量之间的联系,保证建筑物的整体性。如果构件的组成比较复杂,或是需求量较多,这就会导致工程的造价提升,使估算的结果和实际的情况存在很大的差距,同时给建筑物带来一定的安全问题。
2.2材料优化设计
建筑结构在材料方面的优化是充分的使用建筑材料,选择材料是一个关键的步骤,合适的材料可以满足工程的使用功能,还可以提高房屋建筑的质量,同时有效的减少成本的使用,节约了资源。因此,在对材料进行购买时,要了解材料的性质和材料的各项指标是否符合要求。在买材料时,要坚持经济实用的原则,使用的材料要方便施工,保证施工的安全操作。钢筋作为建筑材料中最主要的材料,相关人员要选择钢筋时,只对钢筋配置计算进行考虑,忽略了钢筋的种类。目前,在市场上钢筋的类型比较多,优化设计方案要建立在满足设计承受力要求的前提下,选择合适的钢筋类型和数量,这样可以减少资金的投入量。
2.3优化结构分析方法
建筑结构进行设施时,会牵涉很多的工序,对于建筑结构设计优化的过程中,实际上就多了一个变量与设计条件进行反复计算的过程。所以,建筑结构设计人员在对数据进行计算的过程中,要加上限制条件的转换,让其成为没有限制条件的问题,更准确的计算出最终的结果。同时,在对建筑结构设计优化时,计算的方式有很多种,设计人员不能单一的只使用一种,要采用两种或是两种以上的方式来对其进行计算,同时分析计算的结果,并对其比较,对计算出的结果不断的优化,有效的保证了建筑结构优化设计具有一定的严谨性。
3建筑结构设计优化设计新方法分析
3.1拓扑优化方法
此方法的内涵在于,对房建结构进行优化设计的过程中,应先找出最精准的房建结构形式,并对建筑结构强度进行全面分析,采取拓扑优化方法来将建筑结构的自身重量有效降低,进而全面改善建筑物的整体性能。且在利用此方法的时候,相关设计人员应对此方法的优势进行全面分析,并采取拓扑优化方法把建筑物结构设计转化为概念性的建筑结构设计,进而在一定程度上将结构设计的逻辑性有效加大。
3.2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。
3.3外形优化方法
(1)相关设计人员应对建筑物的具体状况进行全面了解及掌握,依照国家的相关设计规范来进行整改。在建筑结构外形的区分上,可采取外形优化的方式,在实际设计的时候,则采取连续性结构与杆系结构。(2)对杆系结构外形进行设计的时候,应合理选取结构的相关节点坐标,这是很重要的,接着将所选的节点坐标作为设计的一般变量,从而确保建筑结构设计优化的最大化满足及需求。
3.4概念设计与细部结构设计优化相结合
在优化设计的过程中,应对相关的细致数据进行有效确定,接着采取概念设计的方法来对建筑物结构进行优化。例如在进行建筑抗震设计的时候,因为地震强度是不确定的,所以也不能确保计算方式的足够准确,这样的话,就可采取概念设计,利用数值进行一些辅助性的参考,注意在设计的时候,应将优化的建筑结构设计充分融合,确保其优化设计完全满足建筑结构设计的基本需求。
结语:随着建筑行业的飞速发展,建筑结构设计受到越来越多的关注。设计师在对建筑结构设计的过程中,应当找到建筑结构设计中存在的主观、客观问题,在提高自身设计水平的同时从多个方面对设计问题加以改善,确保建筑的性能达到相关标准。
参考文献:
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