原创《房屋建筑结构设计中优化技术应用》
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马方栋
荣盛建筑设计有限公司 河北 廊坊 065000
【摘 要】 :建筑艺术就是将建设美观设计与结构设计相互结合的结果, 这就要求结构设计必须要做到安全、 适用、 美观、 便于施工,为此,在这里针对房屋建筑结构设计的设计优化方法进行简单分析,提高建筑有限空间,增强建筑的美观性,充分实现经济实用的目标.
【关键词】: 房屋建筑；结构设计；优化技术
建筑从一定意义上讲,就是凝固的艺术,因此,需要建设师通过精心的设计,将尽可能地做到美观实用,造型优美,确保房屋建筑的经济、合理、安全,使其成为实质意义上的经济适用房.
1.结构优化设计思路
在从事工程项目时,结构设计除了要考虑到设计对象的基本使用功能和安全可靠性以外,还要求考虑到设计要尽量做到完美,简单来讲,这就是我们所讲到的工程最优化问题.采用现代科学语言进行描述,就是利用最为确定的数学方法,通过对所有方案集合,找到最能够满足预定目标的最佳方案,最终达到令人满意的效果,具体的结构优化设计思路如下：
1.1 结构优化设计模型
对于结构设计优化,最为主要的工作就是建立相关的模型,通过函数模型,采用现代科学合理的方法,得到最优角,具体的优化模型方案如下：
一是加强变量合理性的选择,通常情况下,对于设计变量要尽可能地选择最影响最大的参数,地将所有涉及到参数进行对比分析,对其重要性进行合理区分,其中,对于变化量不大的参数可以适当地选择放弃,通过这种设计方法,不仅可以优化设计模型,而且可以减少参数的应用,简化模型的以及计算编程的工作量.
二是合量确定目标函数.根据既定的条件选择最优解,以满足方案需求.
三是要确定合理的约束条件,一般而言,房屋结构的可靠性,必须要有可靠的约束条件,如尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束、应力约束,使得应力从正常极限状态下,从弹性约束转化为弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束等.
通过以上方法,确保房屋结构设计中,合理的约束条件,根据各项约束条件,确定最佳的结构模型,从根本上满足现行规范的要求.
1.2 结构优化计算方案
在保证结构优化模型的基础上,就需要地结构设计优化计算方案进行具体的分析.一般而言,对于方案的选择,通常涉及到多个约束条件、多个变量,从数学角度讲,这属于一个非线性优化问题,因此,在确定计算方案时,必须要根据现有的预定方案,将已知的约束条件进行转化处理,使其成为无约束条件,通常主要用到的方法有符合型法、拉氏乘子法等,要求根据庙宇好的计算方案,编制具体的运算程序,进面就可以得到最终优结果.
2.结构设计优化技术的应用
在实践应用中, 结构设计优化方法的应用是一个比较广泛的课题,包括项目的整体设计、抗震设计、旧房改造、前期设计等等,必须要通过对这些环节的综合考虑,才能发挥其最大功效,因此,在实践当中结构设计优化技术的应用需要注意以下方面的问题,具体如下：
2.1 前期参与
结构设计优化必须要注意到前期参与,因为房屋建筑总投资与前期的方案有着密切关系,而现存在的普遍问题,多数的建筑设计师并没有考虑到前期参与的问题,从而导致结构设计缺乏可行性与实践应用性,进而直接影响到设计结果,加上某些因素的影响,还有可能造成施工的难度.因此,建筑设计师必须要注意日新月异期参与,增强结构设计的可行性,降低结构设计难度,减少建筑设计的总投资,针对不同的建筑类别,选择合理的结构形式,以获取一下合理的设计方案,从而确保房屋建筑工程的良好开端.
2.2 细部优化
结构设计优化工作中,细化优化必须要与概念设计完美结合,才能达到应用的效果.因此,必须要重视细部优化的重要性,对于房屋建筑而言,除了具本的数量值变化值以外,如防震强度等,在实际设计时,难免会存在着很大的差异,因此,必须要将具体的数值作为参考依据,并灵活运用优化方法,以达到最佳效果.
另外, 与宏观把握相对应的细节设计, 具体可以从以下方面入手：一是要强化现浇板的应用设计,如异形板拐角的裂缝控制和处理；二是钢筋的选择,根据工程要求,选择合理,且具有极强的抗拉力的钢筋；三是外立面的设计要合理选择配筋与挑板,通过以上措施,既可以,满足基本的规范要求即可,又可以达到既安全又经济的目的.
2.3 基础结构设计
结构设计优化中,下部地基基础结构设计优化也极为关键的一项内容.在工程实际工作中,对于地基基础的结构设计优化首要工作就是选择合适的方案,如果为桩基础,那么要根据现场地质条件选择桩基类型,尽量节省造价.桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大,应多进行比较以确定最合适的方案.
2.4 综合分析
建筑结构优化设计要求建筑要考虑到建筑与周围环境的结合、建筑物本身的使用功能、技术性能、经济效果、艺术形式等等.同时,在综合考虑这些错综复杂的因素上,进行布局的规划,建筑平面和空间的组合,建筑立面的处理,选定合适的材料结构形式,拟定声、光、热等适宜的环境条件,实现设计优化.
结语
总而言之,房屋建筑设计充分体现了现代建筑技术、美学、文化等魅力,对城市形态也有重要的影响.因此,在房屋建筑工程中,采用结构优化设计方法可以有效地降低工程造价,可以达到 30% 以上,通过优化设计方法,选择最合理的工程材料,确保建筑结构的协调性,不仅使得工程造价得到了节省,而且有利于实现建筑的实用性和美观性,从而真正地达到适应用、经济、安全、美观的设计效果.
结构设计论文参考资料：
本文总结，此文为关于建筑结构设计和技术应用探讨和房屋方面的结构设计论文题目、论文提纲、结构设计论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
