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当前我国城乡居民收入的提高,满足物质生活需求的基础上对房屋建筑的需求量日益上涨,促进建筑业的兴起与发展。在进行房屋建筑结构设计时可遵循刚柔并济、低碳环保、多层建筑关注人文环境等原则,设计人员严谨工作态度,在设计时需依据相关规章制度,结合建筑要求及功能作用,对建筑的地理位置、抗震防裂、类别及高度等方面作出相关研究分析,以便展开设计工作。
一、房屋建筑结构设计的标准
改革开放政策的有效落实,使我国经济发展取得一定的成果,建筑行业的发展较为快速。而其中的房屋建筑结构设计环节在建筑公司发展过程中起着重要作用,并直接影响住户的人身财产安全。因而在进行房屋建筑设计时需设计人员遵循一定的设计标准,确保设计的房屋建筑安全稳定,满足住户要求。一般而言,房屋建筑设计的标准主要内容是:在进行设计工作时需依据现有的建设结构,不能对其产生破坏,以设计的建筑为主体,合乎常理、科学性的进行结构设计工作,避免超出设计能力范围,给施工者带来麻烦。在判断房屋建筑结构设计的合理性时,可从建筑的安全性、效益性、美观性、实用性、易于施工性等方面进行综合评价工作。当这些方面均满足相关要求时,将表明此建筑结构设计较为合理,反之表明该设计方案存在缺陷,需改进或者重新制定新的设计方案。
二、房屋建筑结构设计方法
(一)建筑结构相关部分的设计方法
在对房屋建筑结构进行设计时需注意结构平面图、屋顶结构图、大样详图的设计绘制,以及建筑楼梯、基础的设计方法。绘制建筑结构平面图需考虑相关的抗震影响因素,可减少计算机软件建模环节,设计人员可直接进行建筑结构设计;若通过计算机相关软件进行建模,则需全面考虑建筑结构的受压和局部受压情况,合理使用计算机编程计算出房屋结构荷载值,确保设计出的建筑结构方案贴近结构实际受力情况。绘制屋顶结构图可采取折板方式和梁板方式。前者可应用在跨度较小的房屋建筑结构,后者则可在不规则房屋平面以及跨度较大的房屋建筑结构使用,结构图中还应标明房屋梁板折角钢筋的位置。结构相对较为抽象,为让施工人员能更好的理解图纸意思,设计人员可将一定的空间概念融汇其中,并增强建筑图纸和示意图的理解能力。大样详图的绘制可以建筑详图为基础,并可对原有详图进行局部修改操作,以便在保持建筑外形时实现结构受力和易于施工的目的,并保证建筑结构标高和外形尺寸与建筑专业的一致性,以便能规避施工过程中出现的风险隐患。
建筑楼梯的设计时需侧重其挠度,规范梯梁的梁下净高度,上下楼层的梯梁位置需保持一样,若出现异常情况,可采用折板楼梯进行弥补。折板楼梯钢筋需考虑结构局部应力情况,可自相关折角处将其断开锚固。梯梁的梁下净空需求以及梁板宽度需依据相应的结构标准进行合理的设计,以确保其符合要求。在第一段梯板设计时需考虑其基础沉降是否满足相关要求,进而考虑是否加筑梯梁。设计建筑基础需慎重考虑,因其质量水平对上层整体建筑质量有重要影响。进行基础混凝土浇筑时需考虑混凝土配料、程序等问题,并在基础配筋比上需严格按照图纸标记进行配置,以便实现最小配筋比率;对建筑基础图纸上还应标明构造柱的位置。设计整个建筑结构时应考虑建筑结构抗震能力,以便增强建筑结构的坚固程度。
(二)结构设计成果检测
在对结构设计成果进行检测验算时需不同结构分别采用不同方法进行验算。多层结构建筑的砌底可应用底部剪力法,混合结构建筑则注意塑性变形集中化造成的不利情况。在双向板查表验算时可结合材料泊松比的意义进行验算活动,在进行结构验算时必须依照相关规范标准开展,严格核对相关数据,以保障工程施工质量。当前住宅建筑大多采用多层建筑结构设计方法,对此在进行结构设计时避免楼梯间出现在房屋尾部与转角处,进行纵横墙设计时需采取对称处理。框架和抗震墙可进行双向布置,并注意控制屋顶的比例及抗震墙刚度,以确保房屋整体的安全稳定。
三、房屋建筑结构设计应注意的问题
(一)房屋建筑地下室外墙设计需注意的问题
在对房屋建筑地下室外墙设计时需综合考虑影响因素,确定外墙混凝土等级以及外墙厚度。普遍看来,地下室需采取防水措施,外墙抗渗等级以及钢筋配比均需采取相关对策进行管理控制。在进行房屋建筑结构设计时需以实际情况为基础,全面考虑分析影响因素。
(二)建筑基础底板设计需注意的问题
进行建筑基础底板设计时需注意钢筋摊铺的均匀度,防止钢筋重叠现象,有效利用天然地基优势。设计人员在进行基础底板设计前可实地搜集相关数据,充实设计资料,进而完善建筑结构设计方案。在处理软弱地基状况时可采取换土垫层的设计,设计者只凭借经验进行处理将会造成建筑危害,不能达到安全、经济的目的。在砖混结构房屋设计中需考虑墙体的坑剪能力,有效防止墙体出现裂缝现象,并能增强建筑结构的抗震性。
结束语
综上所述,房屋建筑结构设计方法需多方面考虑,设计人员可实地考察,搜集确切数据,以防止设计过程中出现失误,造成损失。以建筑质量为落脚点,重视设计细节,设计人员需提高技术水平、充实专业知识、积极积累实践经验,以便进一步完善房屋建筑结构的设计方法。
参考文献:
一、建筑结构设计优化方法的现状
随着人们对生活品质的追求不断提高,对于建筑而言已经不仅仅停留在满足实用性和安全性方面,而是追求经济性和美观性等其他因素综合方面的更高水平。
(一)设计优化方法的现状
由于近年来经济的快速发展,人们的居住水平越来越高,对于高品质的居住环境需求越来越大。设计师在设计环节时需要考虑到各方面成本的因素,兼顾房屋结构的科学性和合理性。 现代的设计师不仅要有专业的设计方面知识,而且还要结合当今社会推出新颖别致的设计,才能保证设计出来方案更加的合理,更加的具有可操作性。结构设计优化工作的灵魂就是科学合理的结构优化方案设计。结合当今飞速的科学技术,科学技术水平以及设计理念,融入到房屋设计的结构中,充分考虑到房屋结构周围的配套诸元,对周边环境因素进行全面的了解,尤其是对人文环境进行实地考察,这样就能将房屋结构的各项数据进行精确控制,并对房屋结构的设计进行优化,使房屋结构更具人文性和实用性。
(二)建筑设计优化过程中存在的问题
在房屋设计的过程中,很难把握的一个问题就是,对诸多元素的一个平衡,不能一味的追求低成本,而忽略对美观性的设计和安全性的把控,避免出现顾此失彼的结果,找到兼顾各种元素的最佳平衡点,这才是设计优化方法的初衷。另外在设计过程中,需要注意很多细节的问题,针对细节差错要进行逐一的筛选、审核,避免影响整体房屋设计的观赏性和实用性。再有像前文提到的,由于人们生活水平和生活质量逐步提升,人们对住房的要求具体到每一个设计的细节,这对于房屋设计的实用性、观赏性、新颖性的考验越来越严苛,结果就导致房屋的设计优化人员不得不发散思维,激发灵感,才能更好地设计规划房屋结构和内部布局,使设计方案更加的精准,让人们更满意房屋结构的设计。
二、建筑结构设计优化策略
(一)构建设计模型
在构建模型时,将设计的限制性条件提前规划好,比如建筑结构的规划尺寸、建筑物的整体强度、预应力参数的临界点等方面。在设计的前期工作中,应当熟知这些限制条件,按照设计优化方法来优化设计方案,从而才能保证各项限制条件符合建筑构造标准,符合实际操作的具体要求。结构优化的具体数据主要是通过构建结构优化的模型计算出来的,通过一定比例的换算,使用精确地函数模型,提炼其中的相关变量,从而得出最佳的结构设计方法。
(二)优化计算方案
一套完整而且合理的设计方案主要就是依靠科学的设计优化方法,在优化过程中个汇总各项参数,而且各项参数也是复杂多变的,在优化设计方案时,常常将约束性数据转化为无限制的问题,综合多种计算方法优化出更为合理的设计方案。结合房屋具体实际应用情况,从房屋的整体结构出发,既要考虑到设计完成后的功能性要求,还要兼顾到平面布局的规模进行优化,合理地设计建筑整体布局和占地,精确计量建筑的质量中心和刚度之间差距,确保均衡力度的承载方向。
三、建筑结构设计优化方法的运用
在房屋结构设计中合理的运用建筑结构优化设计方法既实现了降低成本的目标,又能使建筑结构达到更为合理的初衷,有利于将经济效益与社会效应相结合,满足人们居住的多方面要求,达到最优的设计理念。一般来说,建筑结构设计优化方法一般运用到建筑结构设计的前期设计环节、基础地基设计、节能指标设计、对已有建筑的整体改造方案、结构的抗震效果设计等等。
(一)前期的设计环节
能够对建筑物产生决定性作用的环节就是前期的设计环节,它是决定方法的总体规划的前提,也影响着建筑物的总投资资本,是定位建筑服务功能的基本依据。然而目前的设计方案,很少在前期的建筑设计环节中运用设计优化方法,在前期的设计中往往会忽略结构设计的合理性和科学性,这些失误会对建筑结构的设计造成很多负面影响,甚至会影响到建筑的实用性和安全性的重要需求。在前期设计中运用较为合理设计方案、选择可行的结构形式,规划合理的设计方案,为科学、使用的建筑打下坚实的基础。
(二)建筑地基的结构设计优化
加强建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用,希望能够设计出更加符合以人为本的科学房屋结构。建筑物的地基是整体结构的关键部分,也是优化设计的关键部分,只有完成好地基的结构设计实现最优设计,才能保证后续的施工设计优化。根据其建筑物的整体规划、服务功能不同,地基的施工优化法法也不同,结合实际建筑特点,精确测量地形数据,在优化时首先考虑建筑物稳定性作为前提,再兼顾人文形态,其次还要兼顾工程的成本造价,从而优化出最佳的施工方案。
(三)节能指标的结构设计优化
建筑结构设计方法在房屋结构设计中的运用主要是为了提升房屋建筑的整体效益,满足人们的建筑需求,降低工程造价,实现观赏性和实用性的最佳平衡。选择节能指标较高的结构设计是比较明智的选择,一般的建筑结构形式分为三种,即框架结构、短肢剪力墙结构和框架与剪力墙相结合的结构。抗震效果最好的就是框架结构,选用的材料不是很多;柱截面较多的是第二种短肢剪力墙结构,但是这种结构会影响建筑物内部家具的选用和布局;即抗震效果好又不影响家具布局的就是第三种结构设计,综合适应性比较强。这三种方案结合成本因素进行考虑,各有优劣,这就需要建筑设计的优化方法根据实际情况决定最佳的设计方案。
结语:
将建筑结构优化方法应用于房屋结构设计中,能够实现提高建筑结构的经济性、降低工程总造价的目标。选择科学合理的建筑材料,将优化设计方法运用前期设计、建筑地基设计、节能指标选择等诸多环节,不仅能节约建筑工程成本,而且还能使建筑物实现美观性与功能性的统一,实现更好的经济和社会效益,更加符合科学发展观、可持续发展理念的要求。
中图分类号: S611 文献标识码: A
前言:
进入21世纪以来,随着物质生活水平的不断提高,人们的生活理念发生了巨大的变化。作为人们工作生活的场所,房屋建筑的结构设计也成为人们关心的话题。在现代消费观念的影响下,房屋不再仅仅是供人居住办公,遮风挡雨的场所,同时还被赋予了满足人们审美观念的新功能。当前,除了最基本使用功能外,建筑正在被开发出越来越多的新用途,同时也是人们实现审美追求,提高生活格调重要途径。建筑设计师在设计房屋时,不仅要考虑房屋的使用功能,更要从美学角度考虑更多的内容。只有二者协调统一,完美结合,同时满足使用者在使用功能和审美要求上的双重要求,才能成为受人青睐的建筑佳品。房屋建筑的结构设计包含的内容非常广泛,其根本目标是实现功能完善、质量可靠、符合人们审美情趣的设计方案。要达到这个目标,需要持之以恒的长期学习和实践,需要汲取其它优秀设计方案的菁华,取长补短,融会贯通,不断优化设计方案,充分利用空间资源,最大程度地满足房屋使用者的实际需要。
一、建筑结构设计优化方法理论
在对工程项目的结构进行设计的时候,不仅要对设计对象基础性的是用功能进行合理有效的考虑,还要对设计对象的美观程度进行有效的考虑。这也是工程结构优化的问题所在,简而言之就是使用科学的方法和语言把所有可能设计的方案进行集中,从而找到能够满足设计目标又能让人满意的设计方案。
对结构设计优化方案从理论上进行分析,主要体现在房屋设计的工程上面,其中包括房屋工程结构总体优化设计和房屋结构工程局部优化设计两个方面。对房屋整体结构优化设计又包括房顶系统的设计方案优化以及结构细部设计的优化设计方案。建筑师在保证设计安全的前提之后,就应该要对房屋设计勇敢的去创新和挑战,从而设计出独特美观的房屋设计。但是在创新的时候应该要注意尽量规则、对称,使质量中心和刚度中心尽可能的缩小,从而使得建筑的荷载能力进一步的提高。在竖向的设计方面应该注意尽可能的不用要使用转换层,从而减少结构分析和设计困难,可以大程度的减少建造经济,而且还能够增加荷载强度。
二、对建筑结构进行优化的重要性
在房屋结构的设计中,采用合理的建筑结构优化方案,不仅能够实现建筑物的实际使用价值,还能够很好地实现建筑物的经济价值和环保价值。此外,好的结构方案还可以最大程度上减少建设单位的资本投入,为企业带来更多的经济效益,还可以保护建筑施工现场的生态环境,实现经济利益与环保相结合的良好经营模式。因此,合理地使用建筑结构优化技术能够更好地实现建筑物的综合效益。建设单位开发建筑物的基本原则就是在最大程度的减少资本投入、建筑材料使用的基础上,实现建筑物的高质量和长期使用。况且建筑物只有在保证良好质量的基础上实现其美观、耐用、新颖等特点,才能够满足不同人群的需要,为企业带来更多的经济利益。与传统的建筑结构设计方案相比,建筑结构设计优化模式可以降低建筑成本。其采用的设计优化措施可以有效地实现建筑施工中各个资源的合理配置,以及各项建筑材料的充分利用,并且协调好房间的布局,使得这些布局能够有效的结合,共同发挥其使用功能。合理的利用建筑结构优化技术,在确保建筑物安全性能的前提下能够充分的体现出其创新性。此外,这种技术还能够帮助设计人员选择最为合理的设计方式。
三、建筑结构优化技术的经济意义
使用优化建筑结构的方法,能够使房屋在整体结构上更加科学、合理。在实际的房屋施工建设中,房屋的层数对房屋的成本造价产生了直接的影响。在一般情况下建筑物的单位面积造价会随着层数的增加而降低,但是在超过一定的层数之后(即超限建筑物),房屋单位面积的造价反而会增加。因为随着建筑物楼层的增高,房屋中的承重墙和柱等结构将会受到更多的荷载,房屋的稳定性也将受到一定的影响。为了确保建筑结构的稳定性,增强建筑物的抗震性能以满足现行规范的要求,结构形式将会发生大的变化,从而房屋的单位面积造价也会进一步增加。想要在相同的用地面积内,达到理想的房屋设计效果,提高建设单位的经济效益,就需要合理的控制建筑物的层数,并且确保房屋良好的设计效果。使用建筑结构优化技术不仅能够实现对房屋结构的优化,还能够在有限的用地面积内实现最大化的利用效果,促进对建筑用地的合理使用。
四、建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用
将建筑结构优化设计方法应用于房屋结构设计中,不仅能够降低工程投入成本,同样可以做到使房屋结构设计达到最优配置,体现巨大的经济效益与社会效应。通常来说,建筑结构设计优化方法一般应用于房屋结构设计的前期设计环节、结构内部抗震设计、旧房屋的整体改造等方面。
(1)前期设计环节
房屋结构的前期设计环节是影响房屋经济性设计的重要方面,它会对项目的总投资资金造成影响。当前,在房屋设计方面存在的普遍的问题便是在前期环节并没有将建筑结构优化设计的方法应用其中,在设计前期并没有考虑到结构设计的科学性与合理性,甚至部分情况下,会对房屋结构设计造成负面影响。因此,必须在前期设计环节将建筑结构优化设计方法应用其中,选择较为合理、可行的结构形式,策划合理的设计方案,在设计初始时期保障设计的合理性,为整体设计创造较好的开端。
(2)上部结构的优化设计
想要对房屋建筑上部结构进行模型建立及优化,首先应合理布设剪力墙。保证剪力墙的质量均匀,使对称楼层的平面刚度中心点同楼层的结构重心相重合,从而削减地震、风力等外部荷载作用的扭转影响。假如房屋类型允许,尽可能应用大开间的剪力墙构造,同时增加剪力墙的墙肢长,这样,不但可以缩减墙肢的数量,同时还能够在保证刚度符合标准的基础上降低混凝土使用数量。另外,因为剪力墙中的暗柱一般应用钢筋建材,如果应用大开间的剪力墙构造能够缩减钢筋的使用该数量。然而,假如建筑所在地区的地质情况较差,而建筑对抗震性能的要求较高,那么,就不应采用大开间的剪力墙构造。
(3)房屋基础地基优化设计
房屋地基作为其结构设计的关键,为达到优化设计的目的,首先需要确保其地基结构设计的最优规划。随着建筑行业的飞速发展,房屋地基设计也正根据其建筑成品的功能、具体形态不同,其对地基的具体标准要求也存在着强弱差异,基于房屋基础地基设计更需要从其实际情况出发,设定好地基实际勘测计划,在结构优化设计时,秉承节省工程造价的原则,若地基设计主要以地桩为基础,则需要根据实际受力情况,对不同材质的地桩进行考察,选择最佳的设计方案。
(4)抗震概念设计
在房屋结构设计中,建筑结构设计优化方法主要应用于无具体数据参数指标的抗震设计情况。将抗震设防烈度作为设计案例,正是由于其发生具有较大的不确定性,实际计算情况通常会与预定设计情况产生差异,因此需要采取结构优化设计中的概念设计方案。将以往的数据作为辅助考察依据,在具体设计过程中,将建筑结构优化设计方法灵活运用于设计中,以期达到最佳设计值。另外,在保障宏观设计满足要求的同时还需要注重结构细节的设计。将房屋结构设计细节中现浇板的选用作为具体设计要求,若其异形板在拐角末端较易产生断裂情况,设计时则需要考虑钢筋选择的范围,在投入成本相当的情况下,选用极限拉力较强、能够满足塑性要求的钢筋材料。若现行规划的现浇板所选用的材质是在受力方面有较强功能的,此时为保障塑性要求,则可选择冷轧带肋式的钢筋材料。保障在内部结构设计时,现浇板外部里面的配置钢筋材料能够满足结构优化的具体条件,不仅能够为建筑安全设计提供保障,同样也可以达到经济性控制的目的。
(5)对统计结论进行分析
设计人员在进行了各种计算之后,要对统计结果进行认真的分析,并且找出各个设计方案中不同点和相同点,并且结合总体的设计情况和进展选择最佳的设计方案。设计人员在进行结论分析的时候,要注意不要遗漏一些细节问题。房屋的建设与设计是一项耗时长、成本高的项目,它不仅涉及到建设单位的利益,也涉及到了房屋使用者的利益,设计人员在把握细节的基础上,要注意从宏观上把握住当事人的利益,这样才能够有效的节约建设成本,进一步优化建筑结构。在进行建筑结构优化的时候,设计人员不仅要避免追求片面的利益,还应该避免为了追求设计创新而忽略了建筑实际情况。
(6)设计优化的范围
在对建筑进行结构优化设计的过程当中,要求相关的设计人员应该严格的遵守相应的结构设计规范,不仅仅能够对设计规范中的条例进行充分的了解,还要借个工程周边环境的实际对建筑进行合理的结构设计优化。与此同时还应该对结构设计规范中的不足之处做出有效的改变,比如:安全性比较差、要求过于宽松等等,设计人员应该对当地的实际情况适当的相结合,从而在实际的情况下保证建筑设计优化的效果。
五、结束语
总而言之,将建筑结构优化方法应用于房屋结构设计中,可以有效的达到降低工程总造价、提高建筑结构的经济性的目的。在保障房屋安全和使用质量的前提下,设计人员可以通过合理的结构设计,使得房屋结构在整体上达到安全、舒适和经济的目的。除去对房屋实用性及安全性的要求外,同时能够从整体上节省房屋工程建造成本,实现良好的经济、社会效益,较好地迎合了当前科学发展观、可持续发展理念的要求。
参考文献:
[1]马玉强.结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用[J].价值工程,2013,(24):89-90.
[2]辛海虹.结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程,2010,29(27):121.
1 建筑结构设计优化的基本理论
对于房屋建筑本身来讲,给人们提供一个良好与舒适的生活环境,使得人们免受风吹日晒,从而保证人们的学习效率与工作效率,这是房屋的功能价值;而房屋本身的美观性能够符合人们的审美需求,并且使得房屋本身与周围一些物体良好地结合起来,形成一个有机的整体,这是房屋的美学价值。而对于房屋建筑设计人员来讲,如何将房屋的功能价值与美学价值统筹起来,是房屋设计质量优良的关键所在,因此一个优良的房屋建筑设计师应该引入房屋建筑结构优化设计的理念,并且充分考虑房屋的功能价值与美学价值,进而寻求出一个最佳的房屋优化方案,从而设计出满足建筑结构设计优化要求与人们需求的房屋建筑。
所谓的建筑结构设计优化是指在进行房屋结构设计的过程中引入先进的设计理念,采用合理与科学的方式选择出最佳的设计方案,从而使得设计出的房屋建筑在各项标准上都能够达到最佳的标准。而建筑结构设计优化主要分为房屋建筑的各部分设计优化以及整体设计的优化,而对于房屋建筑来讲是一个由许多部分组成的一个有机的整体,那么在建筑结构设计优化方面,整体设计的优化就显得尤为重要,只有重视房屋建筑结构整体设计的优化,才能够使房屋建筑结构的各个部分有机地结合在一起,相互协调,成为一个整体,才能够使得设计出来的房屋更具完善性。
在建筑结构设计的优化方案上,应该遵从做到更好的理念,不断使房屋结构设计更加完善。而对于具体的建筑结构设计优化方案来讲,首先应该保证房屋的性能与房屋结构的良好性与结构的稳定性,在此基础之上,不断引进先进的设计方案,对设计方案进行不断的探索与创新,从而设计出更加优秀的建筑结构设计优化方案。
2房屋结构设计中建筑结构设计优化技术的重要意义
随着人们对房屋建筑的要求逐渐提高以及市场中竞争的不断增加,对建筑结构设计进行优化具有十分重要的意义,通过对建筑结构设计进行优化不仅可以大大增加房屋建筑本身的美观性,使得房屋建筑结构更加稳定,从而增加其本身的实用性,这样会大大增加房屋建筑本身在市场中的竞争优势;而且在一定程度上能够对房屋建筑的工程造价进行严格与合理的控制,从而使得建筑企业对房屋建筑工程的投资减小到最小,进而实现了建筑企业盈利的最大化,因此就必须对建筑结构设计进行优化。
除此之外,在对结构设计优化和传统房屋结构设计的比较中可以看出:经过结构设计优化的房屋建筑要比传统的房屋结构设计所投入的工程造价节省6%―35%,而且应用结构设计优化技术能够使得整个房屋建筑中的各个组成部分得到合理与最佳的协调,从而保证房屋建筑整体的美观性与统一性。除此之外,结构设计优化技术还能够对建造房屋的材料进行合理的利用,从而不仅仅大大增加了房屋建筑的质量与安全系数,而且通过对建筑材料利用的最大化实现了房屋结构设计过程中的经济性与实用性的理念。
3 房屋结构设计中的建筑结构设计优化的具体措施
3.1 设计结构模型
对于建筑结构设计优化,首先应该纵观房屋建筑的整体,将房屋建筑整体结构设计优化作为整个结构设计优化的重点,那么就应该设计房屋建筑的模型。其具体的方法与步骤主要如下:
(1)由于在具体的房屋建筑结构设计的过程中是一个十分复杂的过程,要充分考虑到各种因素对房屋建筑结构的影响,因此在变量的选择上要具有合理性与科学性,这就需要房屋设计师在对参考指标进行选择的过程中不应该选择影响因数较多或者变化幅度较大的参数,这样就可以尽可能地避免外界一系列因素的影响,从而能够十分准确并且十分迅速地找出最佳的参数取值。
(2)充分考虑各个房屋建筑的实际情况,选择出最适合此房屋建筑的函数来进行对房屋结构设计的辅助运算。在对房屋结构进行设计的过程中,设计师可以对事先设计出的一些函数进行计算,例如:房屋横截面尺寸的函数和钢筋尺寸面积的函数等,通过事先预算,要找出最经济与适合的一组函数,从而不仅可以保证建筑材料的 合理利用,而且在一定程度上可以大大节省投资的浪费,达到节省成本的作用。
(3)要对条件进行准确与详细的测量。对房屋建筑结构的设计中,保证房屋建筑的质量与安全系数是建造房屋的基础,因此对于房屋设计人员来讲,应该首先保证房屋质量性与房屋结构的稳定性,要与房屋本身的具体情况有机结合起来,充分考虑与注意到在房屋建筑实际的施工中与实现对房屋结构进行设计的差异,从而设计出能够更加负责要求与标准的最佳房屋建筑结构设计方案。
3.2 决定计算方法
对于房屋建筑结构设计的整个过程来讲,其本身就是一个十分复杂的过程,而要想找出最佳的房屋结构设计方案,就必须要对所有的数据以及条件进行详细与准确的计算,通过对各个计算结果进行比较进行得出最佳的房屋结构设计方案。在此期间所要计算的数据与方法是十分繁琐与复杂的,那么就会消耗大量的时间,并且一旦在计算过程出现失误或错误,就会给最后的方案选择带来一定的误差。因此,在对数据以及条件进行详细与准确计算的过程中应该充分结合房屋建筑的实际情况,找出可以将问题进行简单化的计算方法,从而不仅可以大大提高计算的准确度,还可以节省大量的时间,从而提高对房屋建筑结构设计的效率。
3.3 选择最优程序
在对设计完房屋建筑结构模型与选择出最佳的 计算方法之后,就需要相关设计人员充分结合上面的两个步骤选择出最佳的房屋建筑结构设计的程序,进而保证房屋建筑过程中各个功能的完善性与正常的运转,从而可以提高房屋建筑的整体工作效率,这对于房屋建筑结构优化设计来讲具有十分重要的作用。
3.4 分析统计结论
在相关设计人员对各种数据进行计算并且得出相应的计算结果之后要对这些数据进行详细与综合的分析统计,要把握整个房屋建筑结构设计的全局,充分考虑到各个设计方案的优点与缺点,并选择出一套最佳的设计方案。
4结语
总而言之,房屋结构设计中建筑结构设计优化是一个繁琐而且复杂的过程,它不仅可以保证房屋建筑的良好质量与建筑结构的稳定性,还可以在大大增加房屋建筑的美观性的前提下,将投资成本控制在最小,从而不仅满足了人们日益增长的需求,还在一定程度上实现了建筑企业盈利的最大化。因此房屋结构设计中建筑结构设计优化对于当今房屋建筑来讲是十分重要的。
参考文献:
[1] 周宏伟.刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].四川水泥,2014,(12):283-283,286.
随着社会的不断进步和经济的快速增长,我国的建筑业也迅猛发展起来了,房屋建筑的规模和数量不断加大,随之而来就是建筑行业内日益激烈的竞争问题。因此,目前倍受建筑施工单位和设计单位关注的焦点就是:怎样把资金的利用效率在最大程度上提高,并将没有必要的浪费降到最低,在建筑业快速发展的大背景加随之出现的造价控制这一新的理论, 能严格地把控好整个建筑施工过程中的各个环节,切实做好工程开支的预、结算工作,实现了建筑工程的资金合理、科学地使用和有效缩减了没有必要的资金浪费,保证了低成本构建出高品质房屋。
一、浅析房屋建筑设计中造价控制理论
应用造价控制理论的首要任务就是充分地认识和了解其内涵和实质:针对房屋设计的每一个环节采取科学、合理的方法进行价格控制的理论就是所谓的房屋建筑设计中的造价控制理论,具体来说就是包括在设计阶段分析各过程设计功能的技术经济;进行分析造价目标以及目标任务完成时需要花费的资金,同时,还包括了设计阶段的人员上的花费、对性价比进行的测评、对任务功能设计进行的分析等等诸多方面,简单地说实质就是动态的造价控制项目。当然房屋建筑设计中的造价控制是有很多内容所组成的,具有多样性的特点,比如说还处于方案的设计阶段就会产生选取地点的费用、所需的技术设备需要的费用;处在具体设计阶段时会产生施工图纸设计方面的花费;进行项目验收所产生的费用以及进行图纸修改设计产生出来的资金开销等。引入建筑设计造价控制理论,采用造价控制方法,既是工程的顺利进行并完工的重要保证,也是有效控制工程成本的新途径,同时,对于提升建筑单位的社会竞争力具有极其重要的意义。
二、影响房屋建筑设计中造价的因素
(一)总平面设计对于造价的影响
总平面设计具体是指确定项目选址的方案、总的占地面积的数量、土地的利用情况等,其实就是平面配置总体上进行的设计,以及进行总图运输的设计。合理、科学的总平面设计能达到节约建筑用地,有效缩减工程总量的目的,并最终使建设的成本得以减少。
(二)建筑设计对于造价的影响
房屋建筑设计中的很多内容会对工程造价产生影响,比如平面的形状、楼层的数量多少、流通的空间大小、楼层高度设计等。因此,为了更好的控制工程造价,在房屋建筑设计阶段必须与项目实际情况相结合,来保证建筑设计阶段就能将建筑各个环节中的资金消耗控制到最低。
三、目前我国建筑设计现状及存在的问题
(一)估算指标存在不合理的现象
对于建筑单位来讲,尽快收回投资具有重要意义,因此,许多建设单位从土地拿到手之后,就希望能尽快开工,能够快速收回资金。这就造成了工程的前期出现市场的调研工作不到位,以及可行性研究在这一阶段的工作做得不够充分,最后导致项目整体定位不够准确,以及预估出来的费用指标也有较大的误差。所以经常存在设计概算超过了投资估算的现象,同时,也在一定程度上限制了设计单位的工作,最终使得工程的费用出现增加的现象。
(二)业主往往忽略了设计阶段
作为业主,他们对于工程设计阶段的认识和重视程度都不够,总是希望项目尽快地开工,这也在很大程度上造成了设计单位的时间被压缩,甚至还存在一些单位一边设计一边施工的现象。正因为如此,设计单位出图较为匆忙,显然对于设计方案就没有那么多时间去深入探讨和反复研究,最后导致设计上出现很多缺陷,图纸深度的欠缺,分析造价指标时不够严谨等各种各样的问题。
四、方案设计阶段造价控制的有效措施
(一)提高投资的估算度,明确费用的相关指标
建筑方案设计阶段对整个建筑工程来说具有重要的意义,它是在对整个项目进行总体上的全面规划,具体来说设计阶段对于项目的体量总量、绿化覆盖率以及容积率等这些大的项目指标起到了决定性的作用。因此,在进行建筑方案设计之前,业主在市场调研方面的工作应该落实到位,明确产品的定位,投资估算的确定上尽量做到精确,并做好具体的项目的费用摊派工作,例如确定出在土建工程、安装工程、室外的管网设施、园林景观等诸多项目的费用控制要求。这对指导设计单位进行方案设计具有重要意义。
(二)结合城市规划相进行设计
在进行方案设计时,设计单位对于项目规划条件必须进行充分的了解和把握,并清楚各个项目指标的具体要求,同时,一定要把建筑的类型与城市整体上的规划及配套结合起来,让该工程项目融合到所处的区域内,有利于后期销售目标的实现。
(三)充分考虑地质条件和周边环境
项目所在地的地质条件及周边环境是设计单位在进行设计时应该充分考虑到的两个因素。这对缩减今后拆迁工作的工作量,减少在拆迁方面的费用支出具有极其重要的意义。与此同时,对于整体方案的标高的设计,就可以充分地利用原始场地来进行,这在很大程度上让土方的开挖及回填量得以缩减。此外,设计时也需要考虑到项目所在地的环境因素以及常年气温,因为这些因素在确定建筑的总体高度、房屋的层高、保温材料、外立面的装饰等都会产生一定的影响。
(四)加强地质勘察的工作
方案设计进行之前,必须要让地质勘察的专业人士对工程所在地进行周密详细的地质勘察,准确确定地下的各个部分土质的具体分布情况。这样设计单位进行设计的时候就能够尽可能地把建筑物以及构筑物与不良的地质条件(如断层、软土地基、溶洞等)错开,这能在很大程度上缩减了在处理地基方面的费用,也能大大提升后期的房屋使用的安全性。
五、初步设计阶段的造价控制
进入设计阶段的初期,必须要明确项目中各个具体的技术指标,比如楼层的层高、项目业态具体分布、人防面积具体数值、停车位数量的多少、外立面具体的效果等。
(一)加强与业主的沟通,了解其需求
初步设计阶段对整体的项目效果以及品质档次起到了决定性的作用。因此,在这个阶段设计单位应该加强与业主沟通和交流,在充分了解其设计需求的基础上进行下一步工作,并且要尽量去满足其合理的设计需求,避免后期的反复修改给设计人员增添工作量和产生一些没有必要的费用支付。
(二)外立面装饰材料的确定
建筑物的外立面装饰的效果好坏非常重要,是能否给人留下良好印象的一个极为关键的因素,可以说它能决定一个项目的档次的定位。但是外立面材料多种多样,价格差异也是非常之大,是影响工程造价的一个重要因素。因此,设计单位在进行设计的时候一定要以费用指标来为依据,来确定外立面采用的具体的装饰材料,最大限度地将其控制在预算范围内。
六、施工图设计阶段的造价控制
(一)加强确定地基基础的工作
地基基础部分在工程造价当中所占的比例较大,但是,许多设计单位在进行地基基础设计的时候,常常会采用自己较为熟悉的处理方式进行,最后的费用存在较大的差异。因此,业主应在这一个阶段应参与到设计当中,以具体的地址条件为依据,进行基础形式的确定,实现费用的合理化。
(二)提高图纸设计深度和准确度
建筑工程实施的重要依据就是设计图纸,设计图纸的准确度以及深度直接地影响着建筑施工的过程。因此,设计单位在设计阶段一定要进一步把设计图纸的准确度和深度提高,这样能够在很大程度上避免后期设计的重复修改以及对工程施工带来的不良影响,导致工程造价的增加。
七、设计阶段造价控制综合管理措施
(一)给于设计单位充足的时间
虽然整个建筑工程中设计阶段是耗费时间最短的,但是设计工作本身是一项创造性的工作,是非常繁琐和复杂的。必须使用大量的时间进行反反复复的细致思考和不断的推敲,才能让设计工作中的各个环节以及其中的细节达到最好的效果。因此,业主对此应该充分的理解,让设计单位有足够的时间对于自己的需求和设计的意图等去充分理解和领会,让他们在合理的设计时间内创造出更为优秀的作品,更好地完成设计工作。
(二)加强设计单位内部的审查工作
设计单位在该项目的设计图纸完成之后,首先是要在单位内部要组织进行相关的评审以及费用的预算,具体来说就是对项目造价的组成进行分析,若存在费用不合理或过高,就能及时地进行调整,同时,在这个过程中还能及时的发现图纸中存在的问题,进行及时的修正与进一步的完善,让设计出来的图纸更加符合业主的要求。
(三)制定相应的奖励措施
业主制定设计合同的时候,可以与设计单位明确奖励的措施。若是设计单位在已经确定的费用指标的指导下,符合相关规范、要求以及业主需求与意图的基础上能够节省出部分费用,业主方就把节省出来的费用按照一定的比例付给设计单位,作为奖励,这将会在很大程度上提高设计人员工作的主动性和积极性,并达到更好的造价控制效果。
八、结束语:
总之,随着建筑业的迅猛发展,房屋建筑的数量大量增加,建设单位为了增加自身的社会竞争力,一定要在保证工程质量的基础之上,尽量减少费用支出,把握好房屋设计各个环节甚至细节,把房屋造价控制理论和方法运用到房屋建筑实际,切实做好造价控制工作,有效降低工程成本。
参考文献:
[1]张波,于亮. 房屋建筑设计造价控制的理论方法及其应用研究[J]. 建筑与预算,2015,01:8-10.
中图分类号:TU318 文献标识码: A
目前,人们生活水平不断的改善,在房屋建筑方面,不但对其安全性和实用性增加了要求,同时对美观性和经济性的要求也提高了一个层次。因此,在房屋建筑结构设计中必须有效实施优化设计才能满足人们对房屋建造的各种要求。也就是说,在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法,才能使房屋结构具有美观性、经济性、合理性、实用性。除此之外,仍需要结合优化方法和设计方法,发挥建筑结构的使用功能和空间使用率,实现建筑结构的预期目标没,控制工程造价,使房屋建筑业获取最大利益。
1、房屋结构设计中需要注意的问题
社会体系中建筑物属于一种艺术产品,建筑师设计一个合格、满意的建筑物,应当结合建筑物的结构功能、配置和美观性进行设计。结构设计在房屋建设中占据着非常重要的位置,同时对完善和充分发挥工程功能起到重要的价值。而科学合理的设计结构功能主要取决于是否合理利用建筑资源,同时在建筑工程中也可以作为减少突发性损失的解决方法,所以,在建筑设计中应当根据结果设计分析整个建筑物的构造,并对其应当注意的问题寻找合理化的解决对策,对房屋结构设计具有重要的价值。
1.1基础工程的合理设计
基础工程配合和支撑是建筑结构的前提条件,从建筑工程方面考虑,地基施工的质量高低对建筑物的高低起着重要的作用。设计一份合理的基础工程方案有助于增加整个基础工程的功能性、耐久性,同时对于建筑设计结果的耐久性和适应性也有着重要的指导意义。所以,选择合理、实用、安全的基础工程设计方案,同时针对地质勘察资料中存在的不确定因素进行研究和探索,并找到一份科学合理的解决方法,对房屋结构的设计具有重要的意义。
1.2钢结构的合理设计
钢结构的应用在房屋结构中占据非常重要的位置,通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提高面积使用率。在建筑结构中将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强,具有优良的抗震抗风性能,大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下,钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。钢结构失稳包括整体失稳和局部失稳,因此,构件或框架的稳定性成为设计的主要问题,在这种设计前提下,在选择和应用合理的构件或框架之前必须对相关资料进行分析和研究,及时解决与设置有关的受力问题。对于提前解决与受力相关的问题,在结构中很大程度上增加建筑的稳定性,同时对抵抗地震问题也起到了一定的作用。
2、房屋结构设计优化方法
造价在建筑结构设计工作中是一项最为重要的步骤,并且在整个工程中也是最为关键的问题。针对控制造价的高低应用结构设计优化技术的效果非常显著,对于整个工程而言可以获得非常满意的经济效益[1]。所以,在工作中,相关施工人员和设计工作人员应当以合理适用、经济科学的设计理念进行设计和实施,选用现代化的科技手段制定一个合理的建筑设计方案,从而达到建筑工作的条件和设计的要求,同时在一定程度上也使工程造价得到了控制,使工程实施经济效益最大化。
3、在建筑结构设计中结构设计优化技术的应用
在建筑结构实践中结构设计优化技术和方法是研究和讨论房屋设计的主要课题之一,主要内容是针对建筑工程项目中前期设计、整体设计和抗震设计所研究出的一项解决方法,实施这种结构设计方法不但可以有效控制工程造价,也保留了功能性能的合理设计,对实现更大的经济利益具有重要的作用。
3.1前期设计优化应当注意的问题
前期方案在结构设计中必须得到确定,从而明确设计方案的方向,并且确定后前期方案对建筑的总投资也会产生直接的影响。目前,在前期方案设计中设计者对阶段结构设计并未进行研究和分析,在进行进驻设计时大部分的设计者都会忽略设计的可行性和合理性,这也是房屋结构中存在的常见问题[2]。这种设计方案对建筑设计结果会产生很大的影响,同时也可能会增加基础结构的设计难度,从而增加建筑的总投资。相反,若在前期方案设计中设计者加强了对阶段结构设计的重视,将其与实践情况结合,制定合理的设计方案和结构形式,则可以满足不同类型的建筑物要求,也就为下一步骤的实施起到了良好的铺垫作用。
3.2直觉设计优化技术与建筑结构设计
针对某个建筑方案在没有相关数据信息的条件下,会使设计产生很多不确定因素,并且增加设计难度,根据类似建筑方法采用直觉设计,则会设计出不同的结构布置设计发方案。建筑物在结构布置确定的基础上,若发生同种负载现象,也会早出各种分析的方法,同时,荷载、材料、设计参数的取值在分析过程中也不是一成不变的,处理建筑物细部的方法也有许多不同的手段,这些问题必须通过设计人员进行分析和探索,计算机还不能够完全解决以上问题[3]。而对判断各种想法的可行性,首先应当遵守一般的相关规律,再结合工程实践经验进行设计,也就是直觉优化技术。
3.3在建筑设计中概念设计处理的实际问题
在建筑设计中采用概念设计的主要原因是对建筑物设计中可能遇到的各种问题进行分析,针对的处理问题具有多样性和不确定性,并且通过概念设计可以在最大程度上降低由于某种原因导致建筑结构受到的破坏,或者避免建筑结构受到破坏。在导致建筑结构受到破坏中地震是破坏性最大的不确定因素,所以,必须将抗震作用重点加入到建筑设计过程中,在各个设计方面都要增加抗震所示,应当避免对抗震产生不利影响的因素。在房屋结构中减小地震的重要方法就是刚度匀称和对称,而在地震作用下延性设计对防治结构发生破坏具有重要的意义。
3.4建筑地下室层数的优化
在设计过程中,若地下室层数与实际地下室层数不相符,则可能会造成弯矩设计值的增大系数乘错位置,对筑基础的抗震能力产生一定的影响。在设计过程中应用概念设计,考虑到了上层结构和地下室层数,并且在填写信息时结合了实际情况,这样可以同时推算出地基和基础底板的纵向载荷,对抗震设计的计算具有重要的意义。
4、结语
随着城市规划建设的完善和国民生活质量的提升,房屋建筑业为了适应和满足人们对房屋设计的要求,对房屋结构设计不断的进行改制和完善。目前,建筑的装修和设计已经成为现阶段房屋建筑的主要潮流,而建设过程中房屋质量问题已经成为常见的问题,所以,设计中加强对建筑基础设计的重要性,将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中,不但解决了由于忽略设计而增加设计难度,也在一定程度上增强了抗震效果,保证了建筑结构的实用性和安全性,同时也控制了工程造价,增加了建筑企业的经济利益。
参考文献:
[1]牛海燕.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(22):35-36.
[2]何冬霞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中华民居,2013,(30):18-19.
1引言
近年来,随着人们物质生活水平的不断提升,人们对生活质量要求越来越高,人们要求建筑物不仅具有适用性和安全性特点,还要有注意经济性及外表美观。设计人员在实际设计建筑结构过程中,为尽快完成建设工作,通常会注意考虑工程施工建设的便利性。所以,设计建筑结构时,要利用各种优化方法来满足人们各方面要求,研究建筑结构设计的优化方法对房屋建筑建设具有重要意义。由于建筑结构资金占房屋建筑总投入比例很高,通过优化房屋结构设计,既能确保建筑质量安全,还能减少建设成本,提高企业经济效益。
2建筑结构设计优化方法的内涵和特征
建筑结构的设计优化方法是全面考虑建筑方便的同时,把结构设计方法和艺术学、审美学充分结合到一起,把房屋建设的目的和房屋功能全涵盖的结构设计方法,再优化选择各种结构设计方案,挑选既适用又安全、美观的建设方法,确保房屋建筑质量、建设方便性及经济性。所以,建筑结构设计的优化方法有一些基本特征:美观性较强;涉及很多学科,多学科的联合性较广;实用性很强;方便建设施工管理;既环保又节能;具有较强的科学性。建筑设计师在设计建筑结构过程中,也要敢于创新,不断提出新的优化设计方法。
3优化建筑结构设计方法的重要意义
在设计房屋结构中充分运用结构设计优化技术不仅能够提升建筑工程质量,还能提升建筑企业的经济效益。我国一直提倡可持续发展理念,争取市场效益的最大化,这就要求建筑企业不仅要满足房屋建筑结构的长远效益,还要尽量减少建筑结构短期投资。和以往传统房屋结构设计比较,运用设计优化方法能够降低建筑工程建设成本,提高优化方法技术,实现建筑企业充分利用建筑材料。伴随我国高层房屋建筑越来越多,人们更加重视房屋建筑怎样既满足时展需求,又能减少建设投资的问题,而优化建筑结构设计是充分发挥机械设备和建材性能,对人们所关注的房屋建筑问题具有重要促进作用。房屋建筑结构设计如果得到优化,房屋结构各单元就能实现有机整合,进而提高建筑质量,确保人民安全居住环境。以往传统建筑结构十分注重安全质量,建筑建设成本方面控制工作做的不到位,工程设计时期成本很高,结构设计也常存有缺陷,外观也不够精美,这些都难以满足现代人们对房屋的心理需求。设计房屋结构过程中运用建筑结构设计的优化方法,技能把经济价值、审美价值、生态戒指及使用价值有效结合到一起,还能降低房屋建设成本,节省施工材料,确保房屋结构安全,具有很高的艺术性,提高房屋建筑综合效益。
4建筑结构运用结构优化技术的步骤
4.1建立建筑结构优化模型
选择设计变量过程中,要把对建筑结构具有重要影响的主要参数看出变量,例如:约束控制参数和控制目标参数。对变化范围小、影响较小或局部有关要素可以满足设计要求的参数,可以利用预定参数表示,进而减少计算数量和设计数量,变成工作量减少,工作效率自然会有所提升。确定目标函数十分重要,优化建筑结构设计过程中,需要运用满足预定条件的已失效概率函数及对应钢筋截面面积,进而降低建筑工程总的建设成本。有房屋结构设计优化来讲,一定要保证结构具有较高可靠度,确定优化设计有关约束条件,约束条件主要含有结构强度约束、构件单元约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束等约束条件。设计房屋结构过程中,一定有认真比较和分析目标约束条件和实际约束条件,保证每个条件均满足要求,争取获得最佳设计。
4.2合理设定优化设计方案及有关程序设计
按照可靠度所做的房屋结构优化设计有着多约束条件问题且有很多复杂变量,分析计算过程中,通常要将有约束条件的优化问题转成没有约束优化问题求解。优化设计常见的计算方法有复合形法、拉氏乘子法和Powell法。根据可靠度所进行的房屋结构设计优化模型和实际设计过程中利用的计算方式,为更好的实现它们的效果,可以把这些变成具有较强功能且运算速度非常快的运用程序,进而让优化设计方案得到全面实施。
4.3综合结果的分析
计算结构设计得出各种结果后要对这些结果进行分析与比较,通过选取各种方法的优缺点选择效果最好的设计方案。分析计算结果时,一定要全面考虑有关问题,并多角度分析这些问题。结果分析在整个建筑结构优化设计里占有重要地位,选取科学的设计方案可以确保房屋建筑安全性、美观感和实用合理性,并降低整个房屋结构的建设施工成本。优化建筑结构过程中,需要注意重视有关建筑技术要求,全面考虑对建筑工程具有重要影响,分析过程中,必须全面考虑科学配置,进而才能实现预期目标。
5结构设计优化在房屋建筑中的应用
5.1建筑阶段性优化和寿命优化
建筑工程使用年限期间内,对各个阶段都要做相应优化。房屋设计人员必须清楚每个阶段特征,按照实际计算分析结果确定优化方式,进而能够科学优化工程整体寿命。最终不仅确保建筑工程建设质量,而且提高建筑施工企业经济效益。
5.2建筑局部性优化和整体性优化
房屋建筑在设计方面均具有相应复杂性与层次性特征。站在层次性角度看,含有建筑结构有关体系、整体设计体系及安装体系,每个单独体系也都含有很多下属体系。设计人员设计房屋过程中,要对应优化每个下属系统,突破关联横向性。站在复杂性角度看,房屋建筑复杂含有选取建筑施工材料和选取建筑物零部件。对每个房屋建筑来说,都要从整体上开始优化,才能实现真正的设计优化。
5.3建筑上部结构优化
设计房屋建筑上部结构需要先构建对应模型再进行系统优化。科学设计剪力墙工作非常重要,剪力墙的设置要注意确保剪力墙整体质量均匀,才能使楼层平面刚度中心点和楼层整体结构重心相重合,进而减少风力或地震给建筑带来的破坏性作用。建设房屋建筑过程中,要尽量大开间构造剪力墙,加长剪力墙墙肢的长度,进而减少墙肢数量。
5.4结构优化和排水系统优化、电气优化相协调
排水系统房间机械设备的荷载强度与荷载能力都很大,一定要把机械设备布置在地下室,并确保管道预留深度和尺寸能够满足规范标准要求,加固楼板自身钻孔位置。除此之外,注意水平方向管线有可能会贯穿梁或柱,尽量降低管线贯穿梁或柱现象出现的概率。房屋建筑里的电气管线安装通常是利用导线形式装于楼板、墙体或金属管体外部,这种安装方法会增加预制结构施工难度,因此,若要把管线穿过梁体,需要在梁体预留孔洞,并确保墙体宽度和梁体宽度相同。
6结束语
建筑结构设计优化在建筑结构设计中占有重要地位,合理选择结构设计方案既能满足有关技术要求,还能节约建设成本。建筑结构的设计优化是一个综合性很强且十分复杂的系统性问题,设计人员一定要不断深入研究结构设计优化方法,不断提高自身水平,敢于创新,为人民居住提供安全保障。
中图分类号:TU2文献标识码: A 文章编号:
1 结构设计优化方法的理论体现
在从事项目设计过程中,不仅要考虑其美观实用,还要讲究安全可靠。也就是在突出其适用的同时,还要紧紧抓住美观这个环节,这就是结构的优化。这种优化的方法,站在建筑理论的角度,这种设计优化,分为项目分部结构和项目总体结构的优化等两个方面。而项目总体优化包括了系统方案的设计、围护结构方案以及结构的细部设计等。其中,也包括了选型、整体的结构布置、受力和造价分析等。因此,在项目施工过程中,要本着一切从实际出发为原则,结合现场实际情况,以效益为第一原则进行设计优化。
作为项目建筑师,必须在保证安全的前提下,进行设计优化。并且,对于一些新的模式以及结构,要敢于尝试。在设计时,建筑师,既要满足自己的设计意图,平面部分要对称、规则外,还要尽可能地缩小中心度的差异;纵向部分,要满足其使用功能,承重的部件要上下均匀贯通,尽可能减少设计上以及结构上的困难,纵向的刚度要循序渐进,避免应力过于集中。
2 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
2.1 结构设计优化方法的应用
结构设计优化,分为项目分部结构和项目总体结构的优化等两个方面。其中,分部结构优化包括了基础方案的优化、房盖系统的优化、围护部分的优化以及细部设计的优化等。以上部分也包含了造型、受力以及造价的分析等。并且在规范设计以及满足其使用功能的基础上,结合现场施工情况,争取最大化的经济效益。
2.2 结构设计优化方法的实践价值
本文经过研究与实地考察得出,作为建筑不仅要满足其长远的经济需求,在建筑投资上,也要尽可能减少支出,并且在建筑的结构以及安全性和合理性上,做出长远的规划。按实际来说,采用结构设计优化的的项目,不仅可以大大降低工程的造价,一般比原有预计可降低15%到30%。[1]可以依据合理的材料及性能,让建筑在各个结构层面与空间内,达到统一协调和安全的目的。同时,依据优化方案,还可以对整体建筑进行决策等。因此,工程结构的优化技术,是我们实现既经济又安全,既美观又实用的唯一途径。
3 房屋建筑结构设计与经济性的关系
在用地方面,很讲究用地面积。一般来说,用多少地皮和房屋的设计结构有着很大的关系,特别是对于高层建筑而言,其总的建筑面积可以被算作是各层的面积之和。由于层数的增多,其间距也必须加大,必须按照一定的比例,进行递增。
③由于层数的关系,对建筑面积的影响也很大,但影响的程度也根据结构的不同而不同。随着房屋层数结构的增加,对于接触的载荷量要求增大,出于安全的考虑,在其承重的结构方面,墙的厚度,柱和梁的粗细等,随着层数的增加,在承载等级以及抗震方面,都会相应提高。这就会令房屋的造价提升。
③由于层数增高,在各个方面的投资都要相应增加,在其结构的设计以及经济性上,不仅要注重安全,也要设计合理。比如,层高需要增加的基础抗震能力以及承载能力,相应水卫以及电气管线的增加等。房屋层面的高度,决定了材料、能源等的费用,这些都会造价产生影响。[2]
4 结构设计优化方法
任何一项工程要做到美观实用,是设计以及建筑的完美结合。首先在设计上要求安全适用,在施工过程中,要经济美观,同时,在建筑过程中,便于施工。而这种结构优化设计,不仅从技术层面解决了建筑中遇到的难题,也提高了结构设计的方法。使房屋达到了真正意义上的经济适用。在建筑结构设计的优化上,主要体现分部的设计优化和工程结构中整体的优化。
4.1 结构优化设计模型
有关于结构设计上的优化方法,主要从在各种影响因素中,找出主要的变量参数,并以此建立函数模型,结合科学的方法,得出最优的答案。其模型的建立主要遵循以下步骤:一是对主要变量的选择。在通常环境下,对变量的选择,都是基于影响较大的因素。对工程中涉及到的所有参数,按照其重要性划分出各个等级,先进性预定参数的制定,那些影响力小的都划到预定参数中,以便减少编程中的工作量。二是确定其目标函数。运用函数计算,找出符合条件的答案。按照条件来确定最优方案。对于房屋结构设计优化中,在约束条件的选择上,包含了很多的内容,比如要考虑应力的影响、裂缝宽度、尺寸和一级强度等,在正常条件下,极限状态到最后的终极状态,其弹性的约束力以及约束条件等,都要符合工程项目的设计以及施工的整体要求。
4.2 结构优化计算方案
由于在房屋设计以及结构优化中,涉及的变量较多,约束的条件也很多,因此,对于这个非线性问题,要求我们在做这个方案过程中,要能以繁化简,把有约束条件化为无约束条件,在此基础上进行各种的计算。在这方面,常用到符合型法、以及Powell法等。[3]我们只要在完成计算方案的基础上,进行编程就会得到最终的优化答案。
5 结构设计优化技术的实践应用
房屋结构设计的优化,由于其涉及面广,目前来说,应用比较广泛。利用这种优化的方式,在不改变房屋各种性能的条件下,起到了降低成本的作用。这种房屋结构设计优化方法,在项目整体设计中,都可以得到广泛的应用。也可以作为前提的设计,也可以用于旧房屋的改造等各种项目的各种环节。但是,在实际的应用中,也有几点需要注意:
5.1 结构设计优化应注意前期参与
由于项目的设计方案,都会影响总的投资金额。在前提方案中,这种影响尤甚。但是,由于前期方案在设计的过程中,对其结构的可行性以及合理性,考虑的并不全面。但其设计的结果,却可以直接影响到下一步对结构的设计,这在很大程度上,增加了结构设计的难度。因而增加了项目的总体投资。假设在方案拟定的初期,就加进来结构的优化设计,作为结构设计者,就可以根据建筑的不同类别,来拟定合理科学的结构,出具完备的设计方案,从而形成一个良好的开始。
5.2 概念设计结合细部结构设计优化
在结构设计优化中,对于一些概念性的设计,由于缺乏具体的量化指标,就如抗震以及防裂度等,由于其参数的不确定,在进行计算的过程中,就会出现与现实不符的情况。因此,面对这样的问题,就需要采取概念设计,用以往的数据作参考,把人的灵活性以及智能充分发挥出来,达到最优化的结果。
作为设计者,在对宏观进行把握的同时,也不要忽略细部的设计。比如异形板的裂缝现象。在钢筋的选择上,也要充分考虑到它们的极限抗拉力等因素,在满足其塑性的基础上,选择适合建筑施工用的钢材。比如,因考虑到现浇板的受力,作为设计者在冷轧带肋钢和一级钢进行选择的过程中,就要选择冷轧带肋钢。在房屋内里的设计,也要满足其最基本的要求,这样,才能既经济又安全。[4]
5.3 下部地基基础结构设计优化
在地基基础的设计上,首先要对方案进行选择。如果是桩地基,就需要根据施工现场的地理环境来选择类型,以便节省造价。在桩端的持力层,由于影响着灌注的桩长,因此,需要因地制宜选择适合的方案。
6 结构设计优化的现实意义
(1)优化设计,对于高层建筑以及多层建筑,多层相对于高层来说,在造价上以及占地面积上都有所降低。比如,屋盖部分,一栋楼仅需要一个,和层数没有关系。对于基础,虽说是公用的,会因为层数的增加会因为承受力的加重而增加投资,但是,相对于整体造价,远没有房屋整体效果那么明显。
(2)降低层数,不但可以节省物料,其抗震性能也会大大增强。此外,在对房屋平面形状进行设计时,选择圆形或者接近于方形的设计,其的周长也会相应减少,在其基础以及表面装修上,都会相应减少。而同时,其受力性及其经济性上,也会明显增加。
7 结束语
建筑物不但是实用而且还要坚固美观,这就需要建筑师发挥其长处,进行优化设计,让实用性与艺术性达到完美的结合。既要保证其质量,又要节省成本,这就需要完成设计结构的优化。在其设计上,既要美观又要兼顾,在其对称性上,也要避免发生扭转。纵向的设计要保持贯通,在其结构及其设计上,避免重复以及僵化,做到艺术性与实用性的完美统一。
参考文献:
[1]裘继飞.浅谈建筑结构设计[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2010年05期.
中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:
房屋工程建设中房屋结构优化设计对于整个工程的作用是不容忽视的。因为房屋建筑的目标就是用最少的资金达到提高整个工程结构的坚固性和可靠性,从而产生最大化的经济效益。优化设计方案是控制造价和节省工程开支最有效的方法之一,通过合理的建筑结构方案优化设计方法更佳合理进行工程资源配置,以期达到房屋建筑结构设计的安全性、适用性和经济性目标。在房屋建筑工程结构设计工作中,特别是常见的钢筋混凝土住宅结构体系进行优化时,要综合考虑从结构整体的布局以及具体构件两方面的因素,也是建筑结构优化设计的主要内容所在,因此,要达到结构优化设计的目标,对当前房屋建筑工程师就提出了更高的要求,要求工程师不仅能够对建筑结构和构件受力的特征有充分的把握,还要能够根据构件设计的经验提出对房屋结构设计更加合理有效的优化设计方法。
一、房屋建筑结构优化设计的措施
1、加强剪力墙的设计
影响压弯构件的延性或屈服后变形能力的因素有:截面尺寸、混凝土强度等级、纵向配筋、轴压比、箍筋量等,其主要因素是轴压比和配箍特征值。剪力墙墙肢的试验研究也表明,轴压比超过一定值,很难成为延性剪力墙。剪力墙构造边缘构件的配筋区分底部加强部位和其他部位,除应满足受弯承载力要求外。底部加强部位的构造边缘构件采用箍筋,其他部位采用拉筋,其拉筋水平间距不应大于纵向间距的2倍,转角处宜采用箍筋。当抗震墙的构造边缘构件的端柱承受集中荷载时,其端柱的纵向钢筋、箍筋直径和间距应满足柱的相应要求。
连梁是对剪力墙结构抗震性能影响比较大的构件,采用斜交叉配筋方式,可以大大改善连梁的延性。剪力墙是平面构件,在其自身平面内有较大的承载力和刚度,平面外的承载力和刚度小,结构设计时一般不考虑剪力墙平面外承载力和刚度。抗震设计的剪力墙结构,应力求使两个方向的刚度接近。
框架一剪力墙结构设计的关键是剪力墙的数量和布置。在一榀很长的框架中(为纵向),剪力墙不宜集中布置在该榀框架的两尽端,以避免在温度变化、结构涨缩时由于两端的约束作用而造成楼盖梁板开裂。剪力墙的间距不宜过大。
2、加强设计中建筑结构形式的选用
不同的建筑类别和功能要求决定了户型的选择,当前越来越多的房屋建筑为高层建筑结构,除了要合理选择结构抗侧力体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置是指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能具有决定性的作用。
(1)加强结构抗震设计。结构抗震设计有许多不确定因素(地震特性、结构扭转等),进行精确的抗震计算是非常困难的。结构的抗震设计除了进行细致的计算外,要特别注重结构概念设计。概念设计是指在结构设计中,结构工程师运用“概念”进行分析,做出判断,并采取相应措施。根据概念设计,抗震房屋的建筑体形和结构总体布置应符合如下原则:采用规则结构,不采用严重不规则结构;确的计算简图和合理的传力路径;具有必要的刚度和承载力,具备良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力;部分结构或构件破坏不应导致结构倒塌,增加超静定结构的次数。满足抗震设计原则:即:“强节弱杆”、“强竖弱平”、“强剪弱弯”;置多道抗震防线,形成两道或多道的抗震防线,增强结构抗倒塌能力。第一道防线是地震时先屈服的结构单元和构件,应是延性大、耗能力好的结构单元或构件,如剪立墙结构的连梁等。第二道防线的结构单元也有足够的抗震能力,如框架-剪力墙结构的框架。
(2)加强底部框架剪力墙的设计。高层钢筋混凝土框架—剪力墙结构中的剪力墙为第一道防线的主要抗侧力构件。为了提高其变形和耗能能力,对框架—剪力墙结构中的剪力墙墙厚、墙体最小配筋率和端柱设计等做出了较严格的规定:剪力墙的厚度不应小于160 mm且不应小于层高的1/20,底部加强部位的剪力墙厚度不应小于200 mm且不应小于层高的1/16。剪力墙的周边应设置梁(或暗梁)和端柱组成的边框。端柱截面宜与同层框架柱相同,并应符合有关框架构造配筋规定;剪力墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。剪力墙的横向和竖向分布钢筋,配筋率均不应小于0.25%,并应双排布置,拉筋间距不应大于600mm,直径不应小于6mm。框架—剪力墙结构的其他抗震构造措施,应符合对框架及剪力墙的有关要求。
二、结构设计优化技术在房屋建筑结构设计中的应用
1、房屋建筑结构设计中的概念设计方法
在房屋建筑工程中,对于同一个建筑方案可以有不同的实现途径和结构设计;这是由于房屋建筑结构的参数、荷载、所用的建筑材料的不同和差异都会导致各项的取值不尽相同的,因此,对于房屋建筑结构设计的细节处理方法也不是唯一的,而是需要工程师们根据多年设计经验和实际操作理论和工程进展情况自行判断,计算机无法解决诸多不确定问题。工程师们的判断根据房屋结构设计规律的指导下进行主观的概念设计,而这种概念设计是工程师在多种备选方案中的必要的选择过程。
2、概念设计处理的实际建筑设计问题
概念设计帮助工程师使房屋建筑工程结构不受来自自然和人为不确定因素影响和破坏,即使产生破坏概念设计也可将这种破坏程度降至到最低点。因此,概念设计为了达到这一目的。就要首先考虑如何使房屋建筑不受这些不确定的外力因素的影响作为设计的主要内容。而综合所有不确定的因素中,地震是最为常见的,因为一旦发生地震其由于没有活动规律其破坏力是极大的,所以在房屋建筑结构设计过程中应该充分的考虑到地震的破坏作用,要尽可能采取有效的抗震措施,通常房屋高层建筑的外形分为板式和塔式两大类:板式建筑平面两个方向的尺寸相差较大,塔式建筑平面两个方向的尺寸接近。对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。
三、总结
近年来,随着我国高层建筑的发展,在其房屋建筑结构设计中会经常遇到一些问题,这就需要我们建筑结构设计人员通过自身经验进行自主创新,要不断通过正确的概念方法进行房屋建筑结构的优化设计。
【参考文献】:
近年来各种房屋建筑物的体量逐渐增大、对房屋建筑物的使用功能要求也越来越复杂,传统的墨守成规的设计方法已无法适应房屋建筑发展的需要。房屋建筑设计是指房屋建筑物在开始建造以前, 设计者按照房屋建筑任务, 把施工过程以及使用过程中所可能发生的问题, 事先进行设想, 拟定好解决这些问题的办法和方案, 并用图纸和文件表达出来。这样便于整个工程得以在预定的投资限额范围内, 按照周密考虑的预定方案, 统一步调, 顺利进行。
一、房屋建筑设计的原则
1、 整体性设计原则。就是要充分考虑房屋建筑物的各种组成部分和各种功能需要,作为一个整体,体统性的研究其构成及其发展规律,从相互依赖、相互结合、相互制约的整体与部分的关系中体现房屋建筑的特征和规律。
2、综合性设计原则。对房屋建筑系统的研究,我们必须从它的功能、结构、要素、相互关系等方面进行综合地考察。在综合的基础上进行具体的个体分析。每一个个体的分析结果都要反馈到上一层次的综合和整体分析对比中去,按照比较的差异从新进行分析、修改、整合,使部分与整体达到高度的统一。
3、“以人为本”原则。以人为本的原则在房屋建筑设计中应考虑三种人的利益。一,甲方,即建设单位的利益。房屋建筑设计中应充分考虑甲方对项目功能及经济性的要求。二,使用者的利益。使用者有时候是甲方,绝大多数情况下不是。使用者的职业各不相同,数量也不同。满足每个使用者的生理及心理需求的房屋建筑师不可推卸责任。三,施工单位的利益。这里面也包含了对施工企业施工的经济性及便捷性、安全性的考量。同时也要照顾到农民工、设备安装人员甚至包工头的利益及安全。
4、绿色环保原则。现在, 我们已经越来越意识到生态的重要性, 我们也越来越注重生态, 环保, 越来越追求人与自然科学整体协调发展的社会。我国的大中城市普遍存在林木稀少, 楼房与人口日益密集以及大气污染, 水污染等一系列的城市环境问题, 城市生态环境的恶化, 影响居民的健康与生活。房屋建筑师在进行设计时应当充分考虑设计区域的自然条件, 利用城市的自然地貌特征和原有的植被、水体、花卉等, 本着保护和恢复原始生态的原则, 按照体现不同城市特点的要求, 尽可能的协调绿地, 水体和房屋建筑物之间的关系。
5、循环利用原则。房屋建筑的循环利用原则包括再利用、再循环两方面内涵。再利用是指将各种房屋建筑产品以初始形式多次加以利用。再循环主要包括对早期房屋建筑的改造利用以及对照明设施、各类设备以及砖石构件的重复利用。再循环是指房屋建筑产品在完成其使用功能后, 经过一定加工处理使之变成可再次利用的资源。这表现在对旧房屋建筑中可再生材料的重新加工、合成和利用。
6、刚柔相济原则。合理的房屋建筑结构体系除了以上原则以外, 还应该是刚柔相济的。结构刚度过多则可能导致适应变形能力差, 强人的破坏力瞬问袭来时, 需要承受的荷载很大, 容易造成局部受损至最后全部毁坏; 如果刚度过柔的结构则容易造成变形过大而导致无法运用甚至全体倾覆。
二、房屋建筑设计的基本方法
房屋建筑设计方法的产生在某种程度上是对人类生活与思想的归纳和总结,运用它能使我们具有科学严谨的研究态度去对待房屋建筑设计。房屋建筑设计的基本过程是一个由简到繁由繁化简的过程,就是说在房屋建筑设计的过程中对繁杂的内容进行科学合理的取舍。运用房屋建筑设计的相关方法,通过房屋建筑思想的引导,从而完成具有某种倾向的房屋建筑作品。所以研究房屋建筑设计方法也是分析房屋建筑思想和作品的必经之路。
1、 平面功能(流线)法。房屋建筑平面设计是解决绝大部分房屋建筑功能的一个重要环节。在对房屋建筑物的功能分析时就会对所构想的房屋建筑设计进行具体的分析。虽然房屋建筑是一个三维向量的产物,不应该也不可能单一谈论一个局部,但是对于房屋建筑的今后使用,平面分析还是有必要单独提出和研究的。平面处理的好坏直接作用于房屋建筑的使用功能。我们所要研究的是怎样通过使用流线的分析,设计出合理的房屋建筑功能来。平面功能(流线)法是目前房屋建筑设计人员大量采用的一种设计方法,其主要概念是,先分析用地关系,通过了解房屋建筑物的使用性质,从功能出发进行平面功能的合理组合,同时考虑房屋建筑的空间设计等环节。
2、构图法。现代房屋建筑的基本体量空间或其它要素,都可以归纳为简单的几何形体,如矩形正方形等房屋建筑设计通过构图要素来分析几何形体之间的关系,从中分析出形体之间的比例尺度对比主从韵律均衡重点等形式美的规律使用构图法进行房屋建筑设计的一个前提是:房屋建筑师是怎样对其所设计的房屋建筑进行定位的关于探讨几何关系与构图也并不是到现在才有的,早在希腊和罗马时期,房屋建筑师们就开始了关于几何关系与构图探讨。而现在这种方法仍然得到了广泛的应用。在进行房屋建筑构想的时候,房屋建筑师通过构图要素来分析房屋建筑物各要素的几何形体之间的关系,从中分析出形体之间的比例、尺度、主从、对比、均衡、重点等形式美的规律。房屋建筑师是对其所设计的房屋建筑进行怎样的定位,是使用构图法进行房屋建筑设计的一个前提。
3、 结构法。结构法主旨是通过房屋建筑的结构形式来表达房屋建筑设计,亦称为结构主义的房屋建筑设计方法。结构与房屋建筑空间是密不可分的,可以通过结构设计的表现来诠释房屋建筑物的性质,但那些结构要素本身时不能被其他要素来替代的。
4、符号象征法。符号象征法就是特定符号的或约定成俗的表现形式,运用在房屋建筑的表面或房屋建筑内部的特定装饰部位:或者,房屋建筑的平面以及空间体量本身就是一种符号的象征或者模仿。国内外的很多著名的房屋建筑作品,都运用了符号象征法。符号象征法还大量运用在一些对房屋建筑形象有特殊要求的设计中,如同一开发商开发的房产项目,通过统一的房屋建筑设计和企业符号的结合来标示企业的形象等。
5、房屋建筑沿革法。房屋建筑沿革法主要是通过我们要系统的对以往的房屋建筑设计进行分析,从中研究和提炼自然的法则、历史、文化与人类的生活习惯及思想,以这些来作为房屋建筑设计的出发点,从而进行相关的房屋建筑设计,极力想通过设计的房屋建筑去改变人们的生活习惯及行为习惯。这个方法对于房屋建筑师是非常难掌握的。
结束语
房屋建筑师应结合实际情况选用适当的风格并结合自己的思考,在不断的房屋建筑实践中始终坚持对房屋建筑设计终极意义的思考和对房屋建筑设计风格不断创新的追求,在一次次成功或是失败中总结得失,形成自己的风格和房屋建筑观。
中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:
建筑是凝固的艺术,随着我国国民经济的高速增长,带动了建筑业的快速、持续的发展。同时,随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。房屋建筑结构设计质量的好坏,直接关系到建设使用者的生命与财产安全,高质量的建筑结构设计能够赢得广大人民群众的一致好评,能够帮助企业树立良好的社会信誉和品牌形象。因此,房屋建筑的结构设计是至关重要的,设计人员一定要严格遵守相关设计规范和标准,坚持正确的设计原则和方法,尤其是对于房屋建筑物的关键部位要给予重点关注,确保建筑结构设计工作的水平和质量,为房屋建筑工程项目的顺利开展和高质量施工奠定良好的基础。
1 房屋建筑结构设计原则
房屋建筑结构设计的最根本目标就是要保证房屋建设项目的实用性和安全性,更好的满足建筑用户对建筑物的各项需求。如果无法保证建筑的结构设计水平,轻则会影响到建筑物的使用寿命,严重的甚至会引发不同程度的建筑安全事故,造成不必要的生命财产损失或经济纠纷。建筑结构设计人员在实际工作中,一定严格遵循以下几点:
1.1 善于把握建筑结构设计的重点和难点,做到“抓大放小”,增强设计工作的针对性,对于房屋建筑的关键部位,如基础、屋顶、楼梯等,一定要投入充足的时间和精力,确保建筑物关键环节的设计质量。
1.2 要通过多项设计举措,确保房屋建筑结构设计的安全性。安全是建筑结构设计过程中需要考虑的第一要素,只有在设计环节构建多条安全防线,才能更好的保证建筑用户的人身安全和财产安全。
1.3 房屋结构设计要坚持“打通关节、保持平衡”的原则。这主要是为了使建筑长期处于原始的静态下,因为当建筑物内部力量不均衡时,建筑物构建之间的静态平衡也将被打破,这时建筑物的整体结构和稳定性就会发生变化,建筑结构设计人员在设计过程中一定要考虑到这种情况,通过有效的设计措施和方法,避免建筑物构件相聚后导致的静态失衡。
1.4 房屋建筑结构设计还要坚持“刚柔相济”的原则,这有助于建筑物综合职能的实现和发挥。如果房屋建筑结构刚性太强的话,那么变形能力就越差,当一个强大的摧残力(如地震)在一瞬间袭击时,房屋建筑需要承受的应力相当的大,首先房屋建筑结构局部破坏,最后整体全部毁灭;而太柔的房屋建筑结构虽然具有很好的形变能力,可以很好地削减外力,但容易造成形变过大而无法使用甚至全体倾覆。对于一个房屋建筑结构体系而言,刚度和柔性要保持适中的比例,这需要具体问题具体分析,需要综合考虑各种因素,如当地的地质、水文、气候等因素。
2 房屋建筑结构设计的基本方法
2.1 结构平面图的设计
设计人员在进行结构平面的设计与制作时,首先要做的就是对房屋建筑的施工环境和地质环境进行考察,增强结构平面图设计的针对性和合理性。当房屋建筑位于抗震设防烈度在七度以及以上区域时,建筑结构设计人员必须通过计算机的结构软件进行建模计算。而当抗震设防烈度低于七度时,结构设计人员可以在遵守基本抗震规范的基础上,不进行建筑截面的抗震验算。因此,这时建筑设计人员可以不通过计算机结构软件进行建模计算,而是采取直接设计的方式,这有助于提高房屋建筑结构设计的效率。但是,设计人员必须对房屋建筑结构的局部受压情况和整体受压情况进行综合考虑,确保结构平面图的设计效果和设计质量。
2.2 楼梯结构设计
房屋建筑设计人员在进行楼梯结构设计时,要注意以下几个问题:(1)对于楼梯在个别位置上的不适,可以使用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中;(2)楼梯高度的设计必须符合房屋建筑的基本要求,并保持各个楼层在位置上的一致性;(3)要确保建筑楼梯设计的扰度;(4)要避免首段梯板基础的沉降,必要时可以增加梯梁的设计,提高首段梯板基础的应力;(5)要重视梁下的净空要求和楼梯梯板的宽度。
2.3 屋顶结构图的设计
当房屋建筑的屋顶结构是坡面时,主要使用折板式和梁板式两种结构处理方法。其中,在房屋建筑的屋脊线和坡度相对简单、板跨度较小、建筑平面比较规整的情况下,一般使用折板式,相反的情况下一般采用梁板式,两种结构设计方法都是偏心受拉构件结构,要注意板配筋的处理方式和板厚的设计厚度。同时,为了便于建筑施工人员对结构图的准确理解,结构设计人员必须要有足够的结构设计意识和空间概念,对房屋建筑的整体功能和设计需求有一个整体上的把握,注重同建筑施工人员的沟通与协调。例如,在设计梁板的折角时,钢筋的布置应有大样示意图;坡屋面板的平面画法,应尽量采用大样详图和剖面示意图相结合 的方式。
2.4 基础结构设计
作为房屋建筑的基础,其设计的重要性不言而喻,设计人员在对建筑施工环境进行充分调研、选择合理结构基础的同时,还需要做好以下几点:(1)要根据房屋建筑结构使用寿命和结构耐力的各种要求,选择合理的混凝土标号;(2)在建筑基础的配筋设计环节,要合理控制基础的配筋率;(3)在设计条基交接部位的钢筋设置时,建筑结构设计工作人员要注重标准图和详图的选用,确保建筑施工人员能够更好的理解设计意图;(4)不能反复利用条基交叉处的基底面积,并严格控制建筑基础的宽度,尤其是在房屋局部墙体中有较大荷载时,同样需要对基础的宽度进行调整;(5)在对建筑基础的构造柱进行设计时,要确保其定位的准确性和合理性。
2.5 大样详图的绘制
在对建筑详图进行准确绘制的前提下,大样详图的绘制可以以建筑详图为参考依据,也可以以前期的详图为基础进行完善。其中,建筑结构设计人员不容忽视的问题是,一定要确保建筑结构在整体和局部上的受力合理性以及建筑施工的方便性,确保后期建筑施工工作的顺利开展。同时,对外形尺寸和标高的绘制,也要确保其与建筑专业在协调上的一致性。
2.6 抗震结构设计
对一般多层砌体住宅结构,应优先采用纵横墙共同承重或横墙承重的结构体系:纵横墙的布置要做到均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续。而对应钢筋砼多、高层结构住宅,则需要注意以下两点:(1)框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置,以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力;(2)框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态,除了控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外,还需采取措施,保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
3 总结
随着我国社会经济的发展,城镇化战略的贯彻与实施,房屋建筑建设与结构设计的数量和规模还将进一步扩大,作为决定企业经济效益和建筑物整体质量的关键环节,建筑结构设计人员一定严格遵守结构设计的相关原则、法规和标准,坚持正确的建筑设计方法,对于在建筑结构中出现的问题和难点,有及时采取有针对性的整改措施和应对策略,确保房屋建筑工程项目的正常运转,促进房屋建筑工程经济效益和社会效益的顺利实现。
参考文献
[1]孙玲玲, 闫金环. 浅谈房屋建筑结构设计要点[J]. 科技促进发展(应用版), 2011,(04)