时间:2023-08-24 09:27:50
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇房屋设计方法,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
【关键词】建筑结构;结构设计;优化方法
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。
参考文献:
【关键词】房屋建筑;结构设计;原则与方法
改革开放以来,国民经济直线上升,城市化进程也发展迅速,城市人口迅速增加的同时,也带来了一些居住方面的问题,使得城市住宅的需求不断的增加,于是,如何能在有限的空间之内最大化的融入居住人口数量成为了我们研究的主题,更好的满足我们居民的需要,这都是我们建筑行业内的巨大挑战。
1. 房屋建筑结构设计中的原则
考虑到房屋建筑的特殊性,我们在设计中需要把握许许多多的原则,只有很好的把握其中的设计原则,才能将房屋设计的即实用又美丽,起到美化城市的作用。
1.1 经济性原则
我们在房屋建筑设计中,首先是经济原则,我们最大程度的节省投入资金,在节约的同时,不仅使百姓都买得起房,还有效的预防了房价泡沫的出现。近几年,房价泡沫的出现让很多人都望而却步,带来了一系列的问题;所以经济原则是根本原则。
1.2 实用性原则
房屋设计不需要像其他建筑那样对外观的要求极高,我们要对传统的设计方式进行一定的改革,避免建筑的华而不实,增加建筑物的实用性,毕竟对于房屋来说,能让居民住的舒适才是最主要的。将房屋设计的实用,会比美观更被大众所接受。
1.3 安全性原则
安全原则是最重要的原则,如果房屋都不能保证居住的安全,那么房屋就失去了它存在的价值,所以,我们必须对房屋建筑的安全性进行严格的把关,保证建筑物的质量,使居民的人身安全得到最大的保障。
1.4 施工方便
对房屋进行设计的时候,我们需要对建筑物所在的区域进行实地考察,包括地形、土壤、周围的建筑等,保证在施工的简便,将施工的难度降到最低。
1.5 美观原则
在设计时,添加一些美工元素会为建筑增色不少,房屋设计本身就是建筑和美术两个学科的融合,我们对房屋进行适当的美化设计即让居民的心情感到愉悦,又将城市的特点显现了出来。
2. 房屋设计中的注意点
2.1 高层建筑和多层建筑结构设计中的不同
我们进行房屋设计的时候会不经意的忽略高层建筑和多层建筑的不同,简简单单的认为是楼层的叠加,但是,其本身还是有很多的不同点的,盲目累加只会增加房屋的不稳定性,给居民带来一定的安全隐患。
高层房屋建筑主要是承受水平方向力的作用,选用抗侧移度高并且侧向力大的框架剪力墙结构才能支撑;而多层建筑由于高度一般不是很高,水平方向的荷载力影响不大,所以应该考虑竖直方向力的作用,因为主要采用框架结构或者砌体结构。高层建筑和多层建筑的设计方法和设计原理基本相同,但是由于高度的增加,结构体系会发生相应的变化,就其变化的原因,首先是因为高度增加了,竖直结构需要受力柱的支撑;其次,侧向力产生的倾覆力矩会变大,这就需要我们采取手段使建筑稳定。我们如今的高层建筑中,整体的抗弯和抗形变是关注的重点,所以就这方面看,高层建筑和多层建筑的承重能力是不相同的,我们在设计的时候需要加以注意。
2.2 混凝土的等级强度
对于混凝土的等级强度,国家有相应的标准,我们一般的房屋使用期限是70年,国家规范中规定,在环境等级为一到三类时,混凝土的等级在C20以上。但是就目前的设计来看,我们设计师在进行设计时,通常将混凝土强度设计为C15,这与国家的标准有相当的差距,这无形之中就给居民带来一定的安全隐患,所以,在这里,我们要求设计师一定要根据国家的设计规范设计房屋,防止房屋因质量不合格导致一系列事故的出现。
2.3 确定偏梁的轴线位置
通常来讲,房屋中间梁应该是和中心线重合的,但是由于种种原因,会有偏梁问题的出现。我们在设计房屋的时候往往不将偏移的尺度和轴线号码标注在图纸中,导致施工方快完成整个工程的时候才发现问题,进而有矛盾的出现,可能造成经济损失。所以,我们必须确定偏梁轴线的位置,这方面要引起足够的注意。
2.4 伸缩缝宽度
建筑中的伸缩缝的宽度对于建筑本身是非常重要的,计算好伸缩缝的宽度可以避免由于温差的影响使墙皮产生裂缝的问题。我们设计师首先应针对温度考察计算伸缩缝的宽度,并采用合适的材料和合适的方法进行伸缩缝的设计,增加建筑本身的性能。
2.5 建筑物的防震设计
我们对建筑物采用地基很好的避免了因为地震出现的房屋倒塌造成财产安全和生命安全得到损失的问题。我们要对建筑物的地基进行合理的设计,一旦设计的不合理,就会影响防震功能。
2.6 防水设计
建筑物的另一个设计要点就是防水,如果房屋建筑不能防水,或者说防水性能不好,那么整个楼体不但给用户造成困扰,同时也缩短了房屋的寿命。所以我们必须要对房屋进行防水设计,其中,包括对湿度的考察,材料的选取都得经过仔细的考察,保证防水混凝土的厚度以及抗水压力,切不可因为节约成本擅自更改厚度。
2.7 布局合理性
在房屋设计中,布局合理性包括采光、通风以及电梯安放等很多方面。
就采光方面来说,现在由于人口繁多,很多开发商为了自己的利益,根本不考虑采光问题,各个高层之间的距离十分紧密,甚至在5层之下的居民一年四季没有阳光,房间潮湿阴冷,对健康十分不利;另一个造成采光不好的因素就是房屋的朝向,朝向不准必然影响了采光是否充足,有很多的居民楼终日不见阳光,给用户的生活带来了不便。
为此,作为设计师的我们,必须对房屋的情况进行实际考察,通过调查数据使我们让房屋布局的更为合理。
就通风状况方面来说,我国有一些城市,房屋由于种种原因,造成室内空气不能很好的流通,在冬季的时候尤其明显,取暖的需求增大,空气污浊,流动到室内,却不能够流动出去,这无疑对我们的健康造成威胁,有必要进行整改。
为此,作为设计师的我们,必须在设计房屋的时候,增加排风设计,保障用户的身体健康。
就电梯安放方面,电梯在生活中中显得越来越重要,根据国家标准,我国七层以上的建筑都应该安装电梯,但是,就目前的情况来看,大多数的房屋在七层或八层的均没有电梯,开发商可能都认为不值得安装电梯,但是这不符合国家的要求,也为用户带来不便。
所以,在我们进行房屋设计的时候,首先应该想到的是人性化的设计,合理设计才能使设计最优化,另外,设计时应注意符合国家标准,为用户提供最舒适的房屋。
2.8 节能设计
如今,绿色发展,节能发展已经成为主流,我们在设计中如果会融入节能设计,会为房屋增色不少;除此之外,我们可以引入先进的科技和材料,使房屋真正的成为环保的设计,节能的设计,相应国家的号召。
3. 小结
当经济快速发展,我们的生活水平逐渐提高。对高层的建筑需求也越来越多,这就对我们的设计提出了更高的要求,所以,我们进行合理的设计,人性化设计就显得尤为重要,我们只有先把握住房屋建筑结构设计中的原则和方法,才能在未来的生活中,为大家带来便捷和舒适,通过房屋建筑设计的最优化和合理利用,为我们带来更大的便捷,这才是设计的主流,还需要我们进一步在探索中优化设计,在实际的问题中进行着深入的思考,进而使房屋建筑设计更加的成熟和完美。
【参考文献】
[1] 尹俊潇.简议房屋建筑设计的原则和基本方法[J].建筑工程技术与设计,2014,(26):96-96.
[2] 高月.探析房屋建筑设计的原则和基本方法[J].建筑工程技术与设计,2014,(25):159-159.
[3] 刘佳.谈房屋建筑设计中基本原则及设计要点[J].山西建筑,2014,40(15):22-23.
关键词:结构设计, 建筑结构 ,优化方法
Abstract: the architecture is solidification of art, architecture, to reflect exquisite must will structural design and beautiful design reasonable collocation. Housing structure design has been seeking the safe, applicable, economic, beautiful, and construction and five effect. The need to design department or design personnel strictly abide by the five kinds of effect principle, make rational structure design, the application of the modern science and technology optimization method, realize the most effective play limited resources, finish to lower the project cost and get people to the goal of material and spiritual needs. The current, building structure design of the building structure design optimization method has been widely applied to the actual start of project, this paper the structure design optimization methods reflect of theory, the structure design optimization method of application and practice are analyzed and discussed.
Keywords: structure design, structure, optimization method
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的理论概述
1.1房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的理念及意义
在进行工程项目的结构设计过程中,除了要考虑设计对象的基本使用功能和兼顾其安全适用性以外,还应尽可能将设计对象设计的更加完美,这就是结构设计优化问题。定义为工程结构在满足约束条件下按预定目标求出最优方案的设计方法。随着我国社会精神文明建设的不断发展,人们对于居住环境精神领域的追求已然形成一种时尚。对于人居环境的改善,其根本主要体现为美观与结构之间的协调、配合,使得建筑工程满足美观的同时也能实现在经济规划方面的实际意义。
房屋结构设计中建筑结构设计优化的内容主要是通过对基础结构、屋盖系统结构方案、维护系统结构方案等其他结构综合进行设计的过程。在整个过程之中强调的是一切从实际出发,紧贴工程进度、发展的实际情况,以控制工程造价成本为中心的结构优化设计理念。
1.2建筑结构设计优化方法的实践价值
与传统的设计相比,在设计中采用优化方法可以使建筑工程造价降低5%~30%,可以尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度。结构设计优化方法的应用能充分利用材料性能,对结构内部的各个单元进行协调,规范建筑结构安全度,为建筑整体布局提供合理决策。
2结构设计优化方法在建筑结构设计中的步骤
(1)整体优化模型
房屋结构设计优化方法一般从三个方面展开。第一,选择设计变量。在设计过程中将所要选择的描述结构特性的参数确立为设计变量,比如目标控制参数和约束控制参数。而将那些变化范围不是很大或者对设计要求而言局部设计考虑就能满足设计要求的参数确立为预定参数,这样做可以大大减少计算、编排、设计的工作量。第二,确定目标函数。寻求一组可以满足预定条件的钢筋截面积和截面几何尺寸以及是小概率,已达到总费用最小。第三,确定约束条件。房屋结构设计的约束条件包括强度和稳定约束、截面尺寸约束、结构整体约束、构建单元约束、正常使用状态下的变量从上限到下限的约束条件等。在设计时,若要使结构设计优化方法应用于实际房屋工程,则必须通过建筑结构设计中实际约束条件与目标约束条件相比较,保证每项约束条件都能符合规范,实现最优。
(2)设定优化设计计算方案
由于房屋结构设计中适用性优化问题较为复杂,属于多变量、多约束非线性优化问题,所以在计算当中,通常是将有约束优化问题转化为无约束来求解。其中可以利用的结构优化设计计算方法有拉式乘子法、复合形法等。
(3)进行程序设计
根据在以上整体优化模型和选择优化设计计算方案的基础上进行编制,做出功能齐全、运算快速的综合程序。
(4)结果分析
在得出计算结果后,对结果进行分析,最终确定理想的优化设计方案。
笔者以上叙述了结构设计优化方法在建筑结构设计中的步骤,考虑到建筑工程投资数额巨大,涉及范围较广,所以在具体执行过程中应当从多角度全方位的考虑问题。正确处理技术与经济之间的关系,不能仅仅为了节约资金就忽视建筑结构设计优化技术、方法。在设计中不但要保证技术上的合理要求,还应控制投资不被浪费。
3结构设计优化方法在房屋建筑结构设计中的应用
结构设计优化方法在实际应用中主要是在不改变房屋建筑使用性能的前提下,利用结构优化设计技术达到降低工程成本、提高经济性的目的。一般应用在建筑的整体设计、前期设计以及抗震设计等各个阶段,在以下笔者分为三方面逐一进行论述。
3.1结构优化设计方法应注重前期参与
房屋建筑项目属于长期的投资计划过程,所以说在实际当中非常容易受到影响,故而前期方案就显得尤为重要。目前存在的主要问题就是设计人员在前期方案阶段忽视结构设计优化方法,在设计中不考虑建筑结构的合理性,这样持续下去在后期必然会因为增加结构设计困难而加大成本投入。要知道前期方案的确定的好会会直接影响到总投资成本的高低,所以在前期方案阶段使优化设计参与其中,能够有效避免投资过多所造成的浪费。
3.2概念设计优化方法在建筑结构设计中的作用
对于同一建筑工程结构设计方案在结构优化设计方法的布置上均会出现多种不同的情况,即就是几经确定了建筑物的结构设计布置,在不同种荷载情况下也存在着不同的分析方法。而且在分析的过程中,设计的参数、材料、荷载、承载能力的取值都不是唯一的。尤其是建筑物细部结构问题的处理更是复杂多变。应对以上问题要想单纯利用计算机是无法实现的,作为工程设计人员就必须根据自己的判断展开设计,但是这种判断只适用于一般规律指导下进行,所以说概念设计优化方法在没有具体数值量化的情况下作为辅依据,可以避免设计偏差,从而达到最佳效果。
3.3概念设计处理的实际建筑工程结构设计问题
在这一问题上我们所希望的是通过概念设计,能使房屋建筑工程结构在遭遇各种外力作用下不受破坏会将破坏程度降到最低,因此对可能遭遇的破坏因素进行分析就显得尤为重要,这里必须提到的一个因素就是地震,因为地震无法预测而且破坏力极强,所以在对房屋结构的设计中就应当考虑到工程区域在历史上的地震活动情况和自然灾害发生情况,根据这些未雨绸缪,从计算及构造等各个方面入手采取一些提高抗震、抗灾害的措施办法。若要构建这样的结构优化设防思想,就必须把概念设计作为重点。
4结束语
综上所述,可以说对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的研究是一项非常复杂的综合性问题。我前边增提到,安全、适用、经济、美观、便与施工等五种效果是房屋设计优化的原则,但是这五种效果之间又相互独立、相互矛盾。所以尽管在结构优化技术已经广泛应用的今天,如何使这五种因素更好的融合仍然需要我们在以后的应用实践中多探索、多积累,达到一种用最低造价实现最佳效益,既美观又合理,鱼和熊掌兼得的设计效果。
参考文献:
[1]张炳华.土建结构优化设计[M].上海.同济大学出版社.2008,34-36.
[2]张友鸿.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑.2008(09),12-13.
关键词:房屋建筑;造价控制;设计阶段
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.
[2]盛利. 价值工程在房屋建筑工程设计阶段造价控制中的应用研究[D].华南理工大学,2011.
【关键词】建筑结构;优先方法;应用
一.建筑结构优先设计方法理论及应用
(一)房屋结构设计中上部结构的优化设计分析
建筑结构设计优化方法的概述建筑结构设计优化方法是从林论上和经验上对建筑结构设计进行优化。建立与优化上部结构的模型首先应布置适宜的剪力墙,且将应将剪力墙的平面具有对称以及均匀分布的特点、有机结合楼层结构的重心以及楼层平面的刚度中心等原则有效遵循,进而将风荷载的作用下以及水平地震下扭转效应尽量减少;如果建筑房型是允许的那么应将大开间的剪力墙的结构形式优先采用,且将剪力墙的墙肢总数减少,也就是在楼层的侧向具有相同刚度时可将剪力墙混凝土的用量大大减少。但是 ,如果建筑物处在较差的地质条件中,那么建筑对于抗震的要求就会随之提高,所以,这就要求尽量避开大的剪力墙结构进行采取措施。例如,若是确定好墙柱之后,跨高比在五米以上,那些框架梁高度英爱采取跨度的十二分之一;另外,建筑楼板的厚度也应该与规定的相吻合。总之,房屋结构设计中的中上部结构都需要进行合理的计算分析,这也可以算是一种概念的优化。
(二)房屋结构设计中建筑以及结构协调优化设计分析
再设计的过程中要配合建筑结构以及建筑平面,进而将美观和适用结合起来以实现它设计目标。布置建筑墙柱应该同建筑物中平面功能的要求相满足;为了实现构件的标准化应尽量的统一各个房间的开间进深;而建筑体系在保证尽量简单的同时墙柱应该难以出现错位现象,且截面的面积也不该有太明显的变化发生,也不可以对夹层结构进行设置;在那些应力集中或者是受力复杂的转角地方不要设置楼梯或者电梯,以免造成安全事故。规则且简单是建筑整体的布置中要遵循的原则,并且为了避开扭转效应应该避开让建筑钢心和质心重合在一起。
(三)房屋结构设计中结构以及电气之间调优化设计分析
如果电气管线容易导线形式安装与金属管外部或者楼板以及墙体处,有可能使预制结构施工困难。因此,若管线贯穿了建筑梁在梁预制的时候应该将孔洞提前留下,并且抱着墙体的厚度与梁宽度一样。大部分房屋的建筑内部电梯房具有较多空洞在里面,同时也有较多的预埋构件。所以,在房屋设计时候应该单独计算电梯房应该具有的强度,从而保证设计合理的同时对施工质量的安全进行有效的保障。总之,在对房屋建筑工程进行建筑结构设计的过程中,设计人员必须严格遵守相应的结构设计规范,不仅仅是要了解设计规范中的相关条例,而且要与房屋设计的实际情况向结合,对优化方案进行合理应用。
(四)房屋结构设计中整体优化以及局部优化设计分析
层次性和复杂性这两大类系统性设计特点是所有建筑项目设计中都包含的部分。复杂性主要包括构件选用、材料、结构选型等,层次性主要包括设备安装系统、结构设计系统和建筑设计系统等多个方面,并且每个系统也可以分成多个子系统。进行设计的整个过程若是优化每个子系统,那么实际上将局部之间横向的联系切断。叠加起来的整个工程没有具有最优化的整体。事实上,每一项的设计环节最优化的方案都很多,也就要求再设计的时候要根据每一个阶段的形制进行优化选择,而不是一概而论。在每个阶段的优化选择,确保了建筑工程的质量提高了建筑寿命的同时可以大限度的提升企业的经济效益。
二.房屋结构设计中建筑结构优化方法的重要作用
(一)降低投入,提高经济性
建筑结构优化方法在我国现阶段国情与发展趋势来看,主要表现为高层建筑,基于这种情况,减少资金的投入是房屋建筑与时代相符合的一点。对房屋建筑结构进行优化设计可以全面发挥各种设备的性能,这样不仅可以降低工程造价,减少资金的投入,为企业赢得最大的效益。据有关数据显示,建筑结构优化设计后,房屋建筑成本大约可以节省百分之十到百分之三十,成本大幅降低,并且各个结构之间的联系也更加紧密,从而大大提高了其经济性。事实上,建筑结构优化设计方法有许多特点,如其多学科联合性广、美观性强、实用性强、又有节能环保的优点,便于施工管理等等。
(二)提升建筑的安全性
通过房屋结构的优化设计,对原来方案中的不足缺陷进行弥补,大大提升了建筑的合理性和安全性,提升了房屋的承受能力,在正常的维护下具有足够的耐久性吗,确保了房屋的安全使用。这种安全性在一定程度上就是可靠性,我国现在建筑会出现一些事故,如电梯事故,地震洪水等导致的房屋塌陷等,这些直接导致人们对建筑选择及其谨慎,所以这种可靠性对于建筑及其重要。所以建筑师要在保证安全性的前提下,不断创新。
三、小结
本文作者从 多方面分析了房屋结构设计中建筑结构有先设计方法,优化升级房屋建筑,希望可以对建筑业起到作用,并且将更加适宜的物质生存和发展环境提供给民众,最后简单说明了房屋结构设计中建筑结构设计优先方法的重要作用,不仅仅是对合理性、安全性等的优化,而且对美观性也作出了要求,进一步增强了整个房屋建筑结构优化设计的价值。
参考文献:
[1]齐建民;《建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用》;科技资迅杂志;2015(11)
[2]张岩;《建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析》;现代装饰(理论)杂志;2014(06)
[3]王鹏;《建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析》;中国建材科技杂志;2014(08)
关键词:结构设计;建筑结构设计;设计优化;方案;方法
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:
1.建筑物的性能指标包括很多。一栋合格的建筑物,应该是外形美观、结构完整、质量优良的。设计是一个工程的灵魂,是整个工程建设的依据,房屋结构设计质量的好坏,关系到建筑物整体功能的发挥。因此,我们有必要改革建筑结构设计理念,优化建筑结构设计方案,尽最大努力满足居民对房屋的功能需要和审美需要。优质的房屋结构设计方案,应当能够节约建筑成本,并方便施工人员进行具体的施工操作;建筑方案的设计者要充分利用城市中的空间资源和其它资源,提高建筑物的实用性能、经济性能和质量标准。房屋结构设计中的建筑物结构设计优化技术,包括设计理念的优化、设计方式的优化以及设计技巧的优化等。
2结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤
2.1建立结构优化的模型
在我们对房屋结构整体进行必要的优化设计时候,可以分成三步进行建筑结构的设计优化。下面将对每一步骤进行详细的介绍:
2.1.1 要对设计变量进行合理的选择
通常在对设计变量进行选择时,我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数(损失的期望 C2 和结构的造价C1)和约束控制相关参数(结构的可靠度PS)等;然而还有一些影响不是太大,其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数,我们可以用预定参数来表示,这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。
2.1.2 对目标函数进行确定
在进行结构设计优化的时候,我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数,使得工程造价最少。
2.1.3 对约束条件进行确定
对于房屋的结构的设计优化来说,必须确保结构的可靠度,来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定,设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候,我们必须对目标约束条件与实际的约束条件进行相应的比较与分析,再确保每个约束条件都必须满足相关要求,以实现最佳的设计。
2.2对优化设计的计算方案进行设定
根据可靠度进行的房屋结构的优化设计具有多约束且非线性的优化问题以及复杂的多变量,在进行相应的分析计算中,一般把有约束的优化问题转换成无约束优化问题的求解。常用的优化设计的计算方法有拉氏乘子法、复合形法、Powell 法等。
2.3进行程序的相关设计
根据可靠度进行的房屋结构的优化设计的基本模型以及所使用的优化设计的计算方法,可以编写一个具有运算速度快以及功能齐全的综合应用程序。
2.4结果分析
我们必须对相应的计算结果进行必要的分析比较,然后选择出最佳的设计方案。在这个过程中,我们考虑问题必须全面,并且要对问题进行多角度的考虑。这一步骤在建筑结构设计优化中尤其重要,合理的选择设计方案,不仅能够确保结构的美观、安全性、合理性以及实用性,还能够对施工中的资金的投入有着重大的影响。在结构设计优化中只强调经济上的节约,而忽略技术上的相关要求,是不正确的;同样只考虑技术上的要求,而不考虑经济的要求,也是不合理的。我们必须对两者进行合理的配置,才能达到相关要求。
3房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施
3.1设计结构模型
建筑物结构设计优化中的房屋整体设计优化可以分为三个阶段:
(1)第一阶段是变量的选择。通常情况下,对设计人员决定最终设计方案起到重要作用的那些数值,都可以作为变量供设计者选择。例如:工程的目标参数包括房屋价格参数和预期产生的损失参数;工程的控制与约束参数包括表示房屋架构可靠性能的参数,等等。如果设计者能够将变化幅度较小或者考虑因素较少的参数作为参考指标,那么与建筑结构设计、编程和计算有关的工作难度将会降低,设计者也可以更快找到符合设计目标的那一组数据。
(2)第二阶段是函数的确定。设计者要在多组相似的函数中,选取最符合事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数,分析这组函数的各种性质,从而最大限度地降低房屋建造的成本费用。
(3)第三阶段是条件的衡量。出于增强房屋结构稳定性和耐用性的考虑,房屋设计的约束指标应当包括房屋尺寸、架构稳定性、架构刚性、受力限度和变形限度、墙体裂隙限度、单元组件规格、架构体系规格、结构可塑程度、结构确定程度等。在实际的设计过程中,设计者应当结合房屋建造工程的具体情况,分析比较施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件,确保各种条件都能符合相关规定要求,以便实现设计结果的最优。
3.2决定计算方法
房屋结构设计过程中会涉及到很多计算程序;而优化建筑结构设计的过程,就是一个复杂变量和多种设计条件的计算过程。设计者在对各种数据进行演算时,要注意将附加约束条件的问题转换成不附带约束条件的问题,这样更容易求得计算结果。经常用于建筑结构设计优化的计算方法也有很多,这些计算方法各有利弊;设计者要根据现实需要,选择最简便的计算方法,以节省时间和精力。
3.3选择最优程序
在设计了房屋结构模型,并选择了适当的计算方法之后,设计者就可以进入选择最优程序的环节了。最优的设计程序应当具备功能完整、用途齐全、运转高效等优点。这种程序是由若干小程序组合而成的综合程序,在结构设计上发挥着重要作用。
3.4分析统计结论
在统计了各种数据计算结果之后,设计者要认真分析统计结论,找出各种设计方案之间的相似点和不同点,并通过综合衡量,来确定一种最佳的方案。在分析结论时,设计人员要注意从多个角度思考问题,不能遗漏某些易被忽略的细节问题。这是因为,房屋建造是一项成本较高的建设工程,涉及到各方当事人的利益;只有站在宏观的高度平衡这些利益关系,才能节约建设资金、优化建设方案。设计者应当妥善处理工程经济效益与工程技术含量之间的关系,不能只顾节约成本,而忽视了技术的改进。也就是说,在设计方案的选择过程中,既应当避免片面追求效益和利润的倾向,又应当避免片面追求技术创新的倾向。
4总 结
房屋结构设计中的建筑结构设计优化,是一个涉及到各种因素的决策过程,也是一个综合性很强的技术筛选过程。耐用、实惠、舒适、美观和安全,是房屋结构设计的几种重要目标;这些重要价值是相互联系、相辅相成的,而不应当是彼此矛盾的。设计者应当综合考虑房屋的各种性能,选择最有助于实现房屋建筑综合效益的设计方案。设计者要在遵守设计基本规则的基础上,大胆探索新的设计途径,应用新的设计技术,更好地实现房屋结构设计的目标。
参考文献
[1]邹 俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播,2010(10).
关键词:建筑结构设计、优化方法、房屋结构设计、应用
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.
[2]饶远文.结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程.2010年09期.
【关键词】房屋结构设计;建筑结构;优化方法
建筑行业与过去相比产生了很大变化,以往人们对房屋结构的美化并不过分注重,随着时代的进步与发展,居民对建筑结构的美感要求非常高,建筑已经不单纯是作为住房而存在,而是一种艺术。现阶段,建筑行业的竞争非常激烈,在激烈的竞争环境中,投资者为了能够获取更好的经济效益,往往会提高房屋建筑的安全性、美观度,吸引业主的眼球。就房屋建筑而言,投入最多的部分就是结构投入,通过优化房屋结构,有利于提高住房质量与安全性,还可使项目投入资金减少,便于投资者获取更高的经济效益[1]。
一、 建筑结构设计优化概述
成功的建筑可以将审美、功能集合起来,实现两者的一体化,就建筑工程而言,结构设计是其中的重点内容,建筑结构的优化包含多个方面的内容,例如房屋基础结构的优化、周围护栏的优化、顶盖系统的优化等,建筑结构优化要求注重细节,根据房屋建筑工程的具体情况进行设计,满足居民需求,确定功能性符合要求后,可设置平面布置规模,缩小建筑刚度与质量中心差距。
(一) 模型的优化设计
在建筑结构优化中,对设计过程有明显影响的就是模型设计,模型设计可以反映建筑结构参数,提炼相关变量,对初步函数模型进行建立,制定合理的设计方案。要想建立建筑结构优化模型,首先需选择设计变量,针对无太大影响的变量,可将其作为预定参数,对建筑结构有较大影响的因素,可作为设计变量。其次,要利用函数表示建筑切面尺寸,还需表示涉及到的截面积,另外,要对设计条件进行约束,约束条件包括规划房屋尺寸、预应力参数、结构强度等,在规划约束条件时,需根据设计结构进行规划,且设计要符合房屋结构标准,确保约束条件与实际操作情况相符,取得最好的设计效果[2]。
(二) 实现计算方案的优化
在建筑结构中,要对设计方案进行优化,建筑结构优化涉及到的变量非常多,且其中包含复杂的数据,通常情况下,在计算方案规划过程中,一般将限制性问题转换为无限定性问题。
二、 建筑结构优化方法在房屋结构中的具体应用分析
在房屋结构中采用建筑结构优化方案,可使工程投资成本降低,除此之外,还能够优化配置房屋结构,将最大化社会效应、经济效益体现出来,一般情况下,建筑结构设计主要以房屋前期结构设计为依据,实现对建筑结构的优化处理。
(一) 建筑结构的前期设计
前期设计对房屋经济性的影响非常大,还可影响项目总投资资金。现阶段,从房屋结构设计上看,其中存在较多的问题,主要表现为在前期设计中,并未应用结构优化设计,在前期结构设计缺乏合理性、科学性,甚至可能对房屋结构设计产生不良影响。这就要求将建筑结构优化设计应用于前期设计中,为房屋设计提供可实践、合理的方案,提高前期设计合理性,有利于为建筑整体设计提供依据[3]。
(二) 建筑结构的基础设计
在结构设计中,建筑基础结构设计是关键内容,为了获取最优化的设计方案,首先就需要实现地基结构的优化。目前,建筑行业发展速度非常快,随着建筑产品具体形态、功能的不同,房屋地基设计也存在差异,从地基设计的具体情况上看,必须做好实地勘查工作,在优化结构的过程中,遵循控制施工成本的原则,如果在地基设计中,其基础部分为地桩,则要以其受力情况为依据,考察不同材质地桩,选取合理的设计方案。
(三) 建筑结构抗震优化
房屋结构抗震设计要根据具体参数完成,抗震设计具备很多不确定因素,预定设计与实际设计可能存在差异,这就需要对设计方案进行优化。以往采集的数据可以作为抗震设计的依据,在设计阶段,将建筑结构优化融入抗震设计中,获得最佳的设计方案[4]。除此之外,为了使宏观需求得以满足,还要对结构细节非常注重,合理选用现浇板,如果异形板易出现断裂,则在设计过程中,要将钢筋选择范围纳入抗震设计中,在成本基本不会增加的情况下,选用功能更强的材料。为了确保塑性要求满足条件,可以选用冷轧带肋式钢筋材料,当内部结构满足条件,钢筋材料的配置也符合要求后,可以提高建筑结构的安全性,同时还可以控制施工成本。
(四) 科学优化建筑主体
房屋建筑结构的设计要以模型为依据完成系统优化,其过程比较复杂,涉及到的内容非常多,剪刀墙的设置必须合理,确保墙体质量均匀,便于使楼层整体结构重心与楼层中平面刚度中心点重合。在建设房屋的过程中,若拥有较好的施工条件,则需尽量采用大开间构造,将剪刀墙墙肢长度加长,促使墙肢数量减少,能够控制混凝土的用量。除此之外,通常采用钢材对剪刀墙暗柱进行铸造,控制成本,如果建筑设计条件无法满足,则不可使剪刀墙构造过大。
(五)优化排水结构系统
房屋建筑排水系统包含的机械设备非常多,且要求机械拥有较强的荷载能力,一般于地下室内设置,且预留深度、预留尺寸要符合设计要求,还需加固钻孔部位。施工人员要采取措施降低管线贯穿梁、柱的发生风险,若在建设过程中,出现了上述贯穿的情况,则要加固墙体。就结构整体而言,需确保管道网与结构设置的协调性。
(六) 优化电气系统设计
电气管线主要安装于楼板、墙体或者金属管体外部,安装难度较大,若管线需从梁体穿过,则需选取梁体部位,留取孔洞,确保墙体宽度、梁体宽度保持一致。在房屋建筑中,电梯包含的建筑构件非常多,建筑方案的设计人员要对电梯部分单独给予设计,提高设计的安全性、科学性,提高施工质量。
(七) 建筑结构局部、整体优化
建筑工程设计具有较强的复杂性、层次性,就其复杂性而言,主要表现为施工人员要对建筑零部件、建筑材料等进行选择,做好工程的成本控制工作,从层次性上看,建筑工程包含多种体系,例如安装体系、结构相关体系、整体设计体系等。在设计房屋结构的同时,建筑工程设计人员必须优化所有附属系统,不能够单纯从局部考虑,必须要坚持从整体利益出发,实现房屋结构资源的合理配置,提高建筑施工质量。
三、结束语:
对建筑结构进行合理、科学的设计,并优化建筑结构,有利于在确保建筑功能的同时,对工程成本进行有效控制,提高投资人员的经济效益。优化房屋结构设计的主要目的在于确保建筑本身功能充分发挥,促使建筑主体质量提升。设计人员需要拥有较高的设计水平,能够创新建筑结构设计,为建筑工程的建筑结构设计提供最优化方案,希望能够对广大同行起到借鉴与参考的作用。
参考文献:
[1]齐建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯,2015(11):73.
[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(下旬刊),2013(10):18-19.
[3]周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2014(01):117.