房屋建筑结构设计中应用优化技术
来源:用户上传
作者:
摘 要：在传统建筑中，建筑安全占据了绝对核心的位置，但是在人们生活质量不断提高的情况下，对居住环境也有了更高的要求，结构设计在达到结构最优化的过程中起着举足轻重的作用，结构设计人员应该高度重视结构优化在整个设计中的作用，从而实现严格控制工程成本，在确保项目质量的前提下来实现建筑物的美观性、实用性，提升建筑企业的经济效益和社会效益。
关键词：房屋建筑结构设计;优化技术;应用策略
1 研究房屋建筑结构中优化技术应用的现实意义
建筑结构设计，作为房屋结构设计工作开展的关键，其能保证房屋结构整体的安全性与空间资源的利用效率。然而，在设计实践过程中，受复杂建设环境与市场环境多元化发展问题影响，房屋建筑结构设计的科学有效性无法得到保证。长此以往，房屋建筑结构的作用稳定性不佳，就会阻碍建筑行业的健康发展。为此，相关建设者应从科技手段出发，结合房屋建筑的实际情况，对结构设计进行优化。这样一来，就可规避不稳定性因素所带来的负面影响，进而满足人们对居住环境的舒适度与稳定性需求。
2 房屋建筑结构设计中优化技术的应用优势
2.1 合理控制造价，节约土地资源
当前阶段，随着建筑市场环境的高层化发展，高层建筑的建设、层数的增加，会导致占地节约量与建筑层数出现失衡问题。而工程总体建设造价居高不下，降低了房屋建筑工程建设使用的经济效益。为此，房屋建筑結构设计过程，应强化土地节约量的控制力度，即通过协调好占地面积与造价间的关系，来将工程建设的总体造价成本控制在科学合理范围，进而规避不必要的消耗与浪费现象。如此，房屋建筑结构就能满足预期的经济效益需求，最终达到提高工程建设整体质量的目标。
2.2 满足安全建设需求，降低结构成本
由于房屋建筑物建设层数处于不断增加状态，因此，结构设计人员将建筑物自重作为控制房屋整体框架梁柱承载能力的关键因素。在此优化技术措施运用下，不仅增加了建筑物的承载能力，还在一定程度上增加了墙体面积与梁柱体积。此外，因房屋建筑物的建设高度存在差异性，因此，会对墙面范围造成影响。对其采取结构优化技术措施后，成功通过降低内外装修面积来满足建筑安全需求。而且，还大幅降低了房屋建筑工程项目建设使用的造价成本。
2.3 重视给排水和电气优化保持一致
为了实现造型美观、结构合理的目标，在进行结构优化设计时，结构要和整体平面紧密结合，要充分考虑水、电、暖专业，在设计的过程中各专业之间要及时沟通，这样结构就可以预留出其他专业所需要的洞口，以免在结构完工之后再对主体结构进行开洞。某市的某个精装修楼盘，由于甲方在项目设计阶段没有考虑预留装修用管道口，在房屋建成后，施工方未经任何申报、安全评估的前提下，在房屋内部多处打孔，导致房屋的结构梁的梁底主筋、剪力墙边缘构件等多处钢筋被打断，这些钢筋起着房屋安全、抗震等作用。业主们纷纷找到开发商，讨要一个说法，开发商积极的做出补救措施，对房屋进行检测加固处理，检测加固费工费时，真是得不偿失啊，所以在房屋结构设计时一定要充分考虑结构与水、电、暖等专业的联系，防止类似事件的发生。
3 房屋建筑结构中优化技术的应用实例分析
以某高层住宅建筑工程为例，其地上为10层，地下为2层，抗震设防烈度为Ⅵ度（0.05g），地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。实际技术分析过程，广泛运用了平板式筏形基础。在建筑结构体系的选择方面，主要采用了框架-剪力墙结构形式。具体的结构设计模型优化，应将控制工作集中在变量选择、函数确定以及施工条件衡量等方面：①变量选择，要求结构模型设计优化人员注重参数变化幅度、考虑因素等，来降低房屋建筑结构设计与编程的难度。如此，设计优化技术人员就可迅速找到与工程建设预期相符的数据。②参数确定。在房屋建筑结构设计的过程中，常见参数主要包括有：配筋率、轴压比、含钢量、构件尺寸等。结构设计人员先要确定一组参数，进行分析判断参数的准确性，以将房屋建筑物的建设成本控制在科学合理范围。③基于对施工环境的考虑，应将优化技术运用集中在房屋受力限度、结构稳定性以及结构构件裂缝限度上，即在设计建筑结构过程中，应从房屋施工条件与建筑使用方案入手，来对限制因素进行调整控制，进而强化房屋建筑结构设计的科学有效性。对于该建筑工程的主体上部结构，应通过构建相应模型来进行优化技术控制。
首先，要合理设置剪力墙，以提高其整体质量的均匀性，尽可能使楼层平面刚度中心点重合于楼层整体结构的重心。如此，就可以减轻地震或是风力所带来破坏影响。此外，如条件允许，应加大剪力墙建设质量控制力度，可通过延长剪力墙肢长度、控制墙肢数量等措施，来降低混凝土材料的使用数量。在对剪力墙内部暗柱进行结构设计过程中，在满足国家标准规范规定的范围内，合理减小钢筋的含量，满足最小配筋率要求。尤其是墙肢尺寸较大的剪力墙，应控制含钢量，从而进一步提高造价成本的控制效果。值得注意的是，因本建筑工程对竖向构件轴压比提出了明确要求，所以，应对剪力墙的构造尺寸进行相应控制，以达到预期稳定目标。为提高房屋建筑结构与排水系统的协调性，优化设计控制人员应在排水系统专用房间中，对机械设备较多与荷载强度较大问题进行重点控制。具体来说，就是将排水系统设置于地下室，并保证管道预留尺寸的合理性，以提高楼板自身的钻孔位置。管道的建设过程，如穿越了承重墙，就应及时加固墙体，来强化结构设置与管道网之间的协调性，进而规避房屋建筑结构管道出现绕柱等不合理现象。强化计算机与其他数字信息技术的利用效率。这里的计算机能够为房屋建筑的结构优化设计提供工具条件，如，通过模拟数据模型，来获得结构设计改动所产生的结果。具体而言，BIM技术优化人员就是利用这一原理，通过模拟房屋建筑结构的数据模型来提高工程项目施工建设质量。对于计算机技术而言，其不仅能够优化房屋建筑结构设计，还可对施工材料进行配比、结构承载力进行模拟与数据分析。这样一来，就可根据计算机技术将数据与设计工作经验结合起来，来获得最具科学合理性的房屋建筑结构优化设计方案。在上述优化技术背景下，高层建筑环境的复杂性，就可得到有效性控制，进而满足人们对建筑居住环境提出的舒适度与安全性需求。故，房屋建筑工程结构设计人员应将上述工作经验，作为重点衡量依据，进而推动所处区域建筑物建设使用环境的健康稳定发展。
4 结语
综上所述，房屋建筑结构的设计工作开展，需结合经济性与可持续性两方面因素，来提高优化技术运用的有效性。如，因本建筑工程对抗震抗压提出了明确要求，所以，工程建设者应提高结构与建设环境的协调性，以达到预期。此外，还应利用数字化技术对施工材料进行配比、结构承载力进行模拟与数据分析，以使其在涉及的结构环境效果不受影响。事实证明，只有这样才能保证房屋建筑结构的建设质量不受高层化发展市场环境与建设过程复杂等问题影响，进而满足用户对房屋使用的需求。
参考文献：
[1] 王舜.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实践[J].工程建设与设计，2018（23）：27～29.
[2] 张真珍.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程建设与设计，2018（22）：41～42.
[3] 朱占期.结构优化技术应用于房屋建筑工程结构设计的研究[J].居舍，2018（31）：85.
[4] 王宝龙.房屋建筑结构设计中常见的问题[J].山西建筑，2018（24）：37～38.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15184129.htm
