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房屋建筑结构设计优化措施探讨

2021-07-31吴圆圆

工程技术研究 2021年11期
关键词:设计方案结构设计房屋建筑

吴圆圆

湖南城市学院设计研究院有限公司,湖南 长沙 410000

为提高房屋建筑结构设计方案的可行性,必须开展科学有效的优化措施,以保证房屋建筑结构设计达到项目预期开发要求。在实际优化工作开展时,应从多个视域入手,使优化工作发挥应有效能,提高结构设计方案的可行性。

1 房屋建筑结构设计优化重要性

在建筑工程开发时,为保证项目开发的可行性,需在建设开工前,开展科学严谨的结构设计工作,并对结构设计方案进行完善与优化,以保证后续项目开工建设的有效性与合理性。通过结构设计优化工作的开展,可对项目开发成本进行有效控制,避免出现质量隐患问题,打造精品建筑项目,提高建筑项目开发的整体经济效益。特别是随着城镇化建设的不断加快,高层房屋建筑成为主流发展趋势,虽然高层建筑可最大化地利用土地资源,但是高层建筑工程的技术要求高、建设难度大,在实际施工建设过程中,更应不断对建筑结构设计方案进行审核优化,对设计细节进行改善提升。

2 房屋建筑结构设计优化注意事项

2.1 结构细节设计

建筑企业在开展建筑工程结构设计工作时,不仅需突出整体结构的设计优化,同时还需突出结构细节的设计优化,建筑工程开发具有不可逆性,在工程完成建设后,存在的安全隐患、设计隐患将直接影响到建筑物的整体使用安全性与稳定性。为此,在实际建筑工程结构设计工作中,需落实结构细节设计优化工作,主动消除设计隐患。例如在建筑工程的不同项目设计中,配筋率作为常见的设计环节,需对配筋率进行合理控制,以提高相关项目的建设质量与安全。又如在开展框架结构、剪力墙结构设计工作时,应选择冷轧带肋钢筋进行施工,通过使用该类钢筋材料,可有效控制钢筋投入成本,提高建筑工程开发的整体安全性与经济性[1]。

建筑企业在开展结构细节设计工作时,应合理引进信息技术,保证建筑项目结构设计的可行性与有效性。例如部分项目建设过程中,通过合理引进BIM技术,围绕结构设计方案,建构虚拟的三维立体模型,进而对构件设计细节进行可视化分析,可及时发现设计方案中存在的问题,便于对其进行有效解决。在计算机信息技术应用过程中,相关技术人员必须熟练掌握信息技术,以保证技术应用的可靠性与合理性,有效提升我国建筑行业发展水平[2]。

2.2 整体方案选型

当今社会,房屋设计不仅需解决人们的衣食住行,而应注重外观造型和艺术价值。这给房屋建筑结构设计带来了一定的技术难度,因此结构方案选型十分关键,结构选型是房屋建筑结构设计中的重要一环,对控制造价有着决定性作用,影响着整个工程的经济性。结构设计要合理应用计算机技术完善约束条件,使其充分满足设计要求,不断增强优化设计方案的准确性和可操作性。结构设计中要科学应用多种先进软件技术,有效保证建筑结构的安全性,增强设计模型的科学性,可结合实际选择结构设计变量,根据房屋建筑的重要性和关键参数,明确结构设计中的主要变量。

2.3 综合分析

建筑工程建设过程中,为保证结构设计的科学性与合理性,应对结构设计方案进行综合分析,如考量建筑物的周边环境、建筑物的功能设定、经济效益、使用寿命等,以保证结构设计方案,具有一定的可操作性。设计人员在开展结构设计工作时必须考虑多个因素,确保科学严谨地规划布局,基于实际建设环境条件制订合理的设计方案,最大程度上利用当地建筑材料,以达到建筑结构设计预期效果[3]。建筑企业在开展综合分析工作前,应组建专业的设计评审小组,由技术专家组成,确保综合分析过程中,能及时发现结构设计问题,消除设计质量隐患,提高房屋建筑的整体建设质量,充分发挥开展综合分析工作的实际作用。

3 房屋建筑结构设计优化措施

3.1 结构协调优化

建筑企业在开展房屋建筑结构设计工作时,需进行管线、主体、暖通、电气等多个项目的协调工作,以保证结构的整体性与安全性。为此,在结构设计优化时,需对结构协调性进行有效优化,例如管线与结构梁的协调结构优化、暖通风管与建筑主体结构优化、电气设备与消防系统的结构优化等,确保各个项目的安全性,有效提升建筑结构设计的可行性与有效性。

3.2 建筑室内结构优化

设计人员在进行室内结构设计优化工作时,应遵循美观性、安全性、合理性原则。例如建筑室内结构的剪力墙应与建筑平面相一致,在保证结构安全的基础上,应对剪力墙的截面尺寸进行合理优化,以提高室内空间的利用率。在进行建筑室内的结构梁设计时,应保证结构梁与建筑墙体宽度相同,以保证结构优化的可行性。部分综合建筑结构设计对一层的建筑室内设计要求较高,需保证一层宽敞且明亮。为此,在进行室内结构设计优化时,需避免设置梁,若无法保证安全需求,应对梁的高度与尺寸进行一定控制,以达到建筑室内结构设计要求。

3.3 地下室结构优化

地下室作为现代建筑开发的重要组成部分,对其进行有效的设计优化,可保证地下室项目整体建设的安全性与可靠性。设计人员在开展地下室结构优化工作时,应对层高进行合理控制,例如在建筑主体的一般要求下,降低地下室的层高,以控制后续项目建设成本。这是因为地下室的层高将直接影响后续项目的土方开挖量、钢筋土的消耗量,使得建材成本不可控。若部分地区的地下水含量丰富,设计人员在开展建筑地下室结构设计优化工作时,应对水浮力因素进行合理控制,以减少地下室的桩基数量,并降低地下室的底板配筋率,有效提高建筑地下室整体建设的安全性与可靠性[4]。

由于地下室结构承载的负荷大、水浮力较大,为保证地下室结构的整体设计可靠性,应对侧墙的配筋率进行合理控制,并对不同结构构件的受力状态进行科学计算,对钢筋的性能、大小、配置、铺设等方案进行合理优化,保证地下室结构设计方案的可靠性与可行性。在地下室结构设计中,为增强设计结构的可视化,可合理应用BIM技术,对设计结构进行优化。地下室可视化设计结构如图1所示。

图1 地下室可视化设计结构

3.4 结构体系优化

设计人员在开展建筑结构设计工作时,需考量建筑结构的复杂性,保证结构设计方案达到建筑项目开发预期要求。结构体系设计对工程造价具有重要影响,设计人员需在满足技术规范的相关要求下,对建筑结构体系进行合理优化,并对建筑工程施工质量进行有效控制,以取得最佳经济效益。为保证建筑工程开发的可行性与经济性,设计人员还应根据建筑项目进行全面考察评估,依据项目开发工作需求,选择最佳结构设计体系,提高整体建筑结构设计的可靠性。

3.5 设计模型优化

建筑结构模型的建构直接影响后续建筑开发的实际效果,为此设计人员在开展建筑结构设计工作时,必须建构合理的结构模型,在计算机软件的支持下,对结构构件进行有效分析,进而对其进行合理完善,以解决设计中存在的问题。例如,通过应用计算机系统,对设计结构模型中的各类数据进行整合分析,进而找出结构设计不合理的问题,并提出具体的解决措施,以辅助设计人员对设计方案进行合理优化。

3.6 计算参数选用

设计人员在开展建筑结构设计工作过程中,需选择正确的计算参数,对设计结构方案进行科学严谨的计算,进而评估结构设计方案的可行性。通过合理选择计算参数,并依据行业规范,对设计方案的抗震性能、防风能力、设计寿命等进行客观评价,以保证结构设计方案的可行性,从而为后续建筑工程的顺利开展奠定良好的基础。

4 结束语

综上所述,设计人员在开展房屋建筑结构设计工作时,建筑企业相关部门需编制科学严谨的审查机制,对结构设计方案中存在的问题进行有效解决,以提高结构设计方案的有效性与可靠性。文章主要从结构设计的不同方面入手,例如结构协调优化、建筑室内结构优化、地下室结构优化、结构体系优化等,分析并探讨了房屋建筑结构设计优化的具体措施,以供相关工作人员参考。

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