APP下载

房屋结构设计中的建筑结构设计优化

2021-03-07关妍佳

家园·建筑与设计 2021年18期
关键词:设计优化建筑结构

关妍佳

摘要:房屋建筑结构设计是房屋建筑工程的基础,对于建筑工程造价、建筑工程质量、建筑工程施工十分关键。当前房屋建筑行业面临着各种竞争,优化房屋结构设计,按照经济、适用、合理的原则设计房屋建筑,既能够控制工程造价,又能够提升企业市场竞争力。

关键词:房屋结构设计;建筑结构;设计优化

1 优化建筑结构设计方法的必要性

1.1 满足社会发展要求

随着我国的经济水平不断提升,越来越多人开始注重精神需求,而为满足人们对于建筑结构高层次的需求以及社会发展需求,建筑行业也纷纷探索转型升级之路,以寻求行业可持续、健康的发展。将建筑结构优化设计理念融入房屋结构设计,不仅能够进一步提升建筑工程质量,而且能够在确保建筑工程“安全使用”这一条件下,满足人们对空间划分和使用的需求,符合我国社会综合发展需求。

1.2满足不同审美需求

在具体的建筑结构设计中,业主审美需求是建筑结构设计优化方法的着重点,脱离了业主审美的意识和需求,再科学、精致的设计方案也无法达到它的经济和社会效益。因此,在实际的房屋结构设计中,为保证业主和建筑行业的经济、社会效益,必须立足人们个性化的审美需求,并将业主所关注的审美潮流作为重点设计思路,方能够达到建筑结构设计的最优化。

2 建筑结构设计中的常见问题

2.1 建筑结构设计的随意性

虽然每个建筑集群之间的结构设计互为补充相互关联,但是大量的建筑施工实践中,很多设计师虽然以建筑结构周围的重要参照物和建筑本身的需求为设计依据,但却难免忽略了实地考察及建筑周边环境等问题,在建筑结构的设计和工程施工中,结构设计占据重要地位,但结构设计图纸出现的微小问题却常常被设计师所忽略。房屋建筑集群的设计图纸非常复杂,其中所涉及内容几乎涵盖了建筑结构的各个方面,某一个管道设计的不合理或结构位置的对应关系不当,就可能会在未来的建筑施工中以扩大数倍的形式呈现出来。对于建筑结构设计师来说,考虑建筑结构的防震性、抗裂等级等是尤为重要的,但是目前有关标准并未详细规定房屋建筑结构设计图纸上标明相关信息,建筑结构的内容与设计图纸之间的对应关系也并不完善。

2.2 建筑结构设计不合乎有关规定

目前由于市场竞争非常激烈,与房地产相关的建筑施工常常会存在恶意抢占市场份额、为追求利润空间而牺牲质量的情况。建筑工程的质量和安全隐患导致危房的出现,而建筑结构材料不能适应现代建筑结构设计的标准化要求也是常见的问题。此外,如果忽视基础等隐含结构等基础环节,极有可能造成房屋出现严重地基不稳等安全隐患,类似的安全事故将直接威胁到人们的生命财产安全,如果建筑结构设计不合理,出现坍塌、危楼等情况,不仅降低建筑结构设计水平和施工质量,还会对建筑设计队伍的发展和品牌建设产生重大影响。

3 房屋建筑结构设计优化应用

3.1 整体优化和局部优化

建筑结构设计表现出明显的层次性和复杂性。首先,从层次性上来看,其主要涉及到建筑设计体系、结构体系和安装设计体系等,且上述每个体系之下还包括诸多小的分支体系。设计人员在开展建筑结构设计工作的时候,应当结合工程的具体情况以及各个分支的特点加以优化,循序渐进地解决各环节遇到的困难,进而确保整个工程的顺利完工。其次,站在复杂性的层面来看,其主要涉及到建筑原材料的选择、零部件的选择以及结构类型的确定等内容。所以,不管是哪种类型的房屋建筑,都可从整体和局部出发进行优化,最终实现建筑结构设计水平的最大化提升。

3.2 基础优化设计

房屋建筑的基础结构与建筑整体功能的正常发挥及其稳定性有着十分密切的聯系,所以,在进行建筑基础结构设计的时候,设计人员必须注重对结构优化设计方法的运用,尽量实现对地基地质、基础结构等重点环节设计工作的全方位把控,在基础结构设计方案中,应处理好建筑基础结构与施工成本、施工技术等的关系,找准三者之间的平衡点。对于框架结构来说,应根据地质勘察报告对基础形式进行合理选择,若施工现场的地基承载力较好,则最好选择浅基础形式;若施工现场的地基承载力较差或者土质状况不佳,首先应考虑地基处理方案是否具备可行性,若可行则选用地基处理方案,若不可行则需采用桩基础。灌注桩和预制桩是两类比较常见的桩基础形式,其中,灌注桩的施工过程比较复杂,整个施工工期也比较长,且很难对施工质量进行有效控制。因此,在沉降满足相关标准的前提下,可采用预制桩施工法,利用深层桩基增大土壤对桩身的摩擦力,并尽可能选用长度较长的预制桩。

3.3 对建筑结构上部的优化

在建筑结构设计当中刚度,强度与抗震性地都是要重点考虑的问题,剪力墙结构在这方面发挥了比较重要的作用,并且实现了广泛地应用。因此,在房屋建筑结构优化设计中要利用好剪力墙结构,减少事故发生的可能性,尤其是在自然灾害方面所取得的作用更加地明显,极大地稳定了人心,给人们提供了安全的居住环境。此外,在结构设计优化方法当中如何对剪力墙进行科学地设计是关键的一部分,要保证剪力墙的重量可以均匀地分布,并且所有楼层的结构重点以及平面的刚度等都要保持一致性。而且在结构设计的过程中,还需要对剪力墙的程中如何,剪力墙的水平方向等问题进行重视,对平衡与纵向之间的角度平衡性问题进行考虑,但如果在施工过程中出现了比较特殊的情况,导致剪力墙的承受能力降低,致使剪力墙的延展性不够,根据工程项目的实际情况对相关数据进行科学地计算,更好地满足工程项目的实际需求,尽最大可能地降低自然环境对于房屋建筑的不良影响。

3.4优化含钢量的内容

减少用钢量的基本方法。合理的结构布置、正确的荷载取值与适当的计算参数选择,是减少用钢量的前提。在建筑方案设计的阶段,结构设计人员就应及时参与,对于建筑形体及其构件布置规则性的要求,通过与相关专业的沟通,对建筑的平、立面布局以及承重构件的布置提出合理化建议,尽量避免或减少诸如凹凸不规则、楼板局部不连续、竖向不规则等造成用钢量大幅上升的先天性缺陷。在结构建模的阶段,应严格按照建筑功能,确定各处恒、活荷载的取值,不应随意放大(亦不可在无明确依据支持的情况下擅自折减),在保证结构安全的前提下,忠实于实际工况选择正确的折减系数。在结构模型调试的阶段,对周期折减系数、梁弯矩放大系数、梁刚度放大系数、地震信息的相关参数等予以适当选择、正确定义,可以合理控制结构刚度、避免因过度吸收地震力而造成的配筋增大。对于高层结构,剪力墙的布置往往对工程造价有着较大的影响。应尽量保证剪力墙落地,避免框支。均匀合理地布置墙体,使墙体钢筋计算结果尽可能地趋近构造配筋,是结构设计师们不断努力的方向。剪力墙的布置并不是越多越好,如果一味地提高结构的侧向刚度,反而会吸引更大的地震作用力,且增加不必要的造价。在建筑物平面的中心区域往往存在较多的竖向交通井,如楼梯间、电梯井、设备管道井等,由于其位于平面内部,此处布置的墙体对结构的整体刚度帮助并不大,故一般不宜在井道周围布置较多的剪力墙。相较于内部的墙体,外围墙体对提高结构整体刚度的效果更好,尤其是山墙部位的墙体。均匀、分散地把较多的剪力墙布置在结构平面的外围,适当减少中间部位的剪力墙,可以更有效地发挥墙体的强度、提高结构抗扭性能,达到其利用率的最优化。剪力墙的分布钢筋大多是依构造要求配置,其数量难以进一步降低,应从边缘构件着手,减少其数量及配筋。如能尽可能多布置较为长肢的墙体,暗柱等边缘构件的数量及其纵向配筋率均可进一步降低。

结束语:

综上所述,对于房屋建筑结构进行合理设计,才能完善整个工程施工和使用的各项要求,设计人员依托于团队的力量,对整个施工工程进行预演,为满足现代建筑对于安全性、适用性和可持续耐久性的要求,设计人员可反复模拟建筑设计软件,实现建筑设计的高质量。为确保建筑结构设计方案能适应现代建筑行业的发展,设计人员应不断提升个人素养,确保结构构件的设计合理,结构设计工艺更为先进,设计人员应针对建筑项目特殊的地质情况,并配合勘察人员不断复核,确保在所选位置能设计出符合业主要求的房屋建筑。

参考文献:

[1]史亚东. 房屋建筑结构设计中的问题与对策分析[J].智能城市,2021,7(8):92-93.

[2]孙慧芹. 房屋建筑结构设计中的常见问题与解决对策研究[J].建筑技术开发,2020,47(18):7-8.

[3]冯寅和. 房屋建筑结构设计中的常见问题及对策[J].中国新技术新产品,2020(17):115-116.

2844500520331

猜你喜欢

设计优化建筑结构
研究高层住宅土建工程的施工组织设计优化策略
工业厂房建筑结构设计优化的探究
论绿色理念在建筑设计中的应用
浅谈小学高年级合唱教学设计优化策略
社区养老模式下户外活动空间设计探析
浅谈建筑结构抗震鉴定及加固理论与实践
建筑结构的加固与鉴定
高校大学生创业服务网站的运营诊断与设计优化