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          青島鑫旭輝建筑結構設計有限公司

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          建筑設計優化方法在房屋結構設計中的應用

          更新時間:2016-01-01 21:26:36  |   點擊次數:3550次  |   來源:青島鑫旭輝建筑結構設計有限公司次  |   作者:

          建筑藝術是我國的傳統文化,論具有悠久的歷史。隨著時代的變遷,在建筑的設計方面,有了較大的變化,在注重建筑實用價值的基礎之上,對藝術設計也有了一定的要求。不管是傳統的建筑還是現代的建筑,建筑結構設計,都是圍繞著幾個核心部分來進行的,包括安全性、建筑過程的便利性、經濟性以及美觀性。這些因素在房屋結構設計中是要考慮的幾個因素。本篇文章主要針對房屋建筑結構設計的相關優化方法進行探討,以便更好地了解建筑設計結構的詳細方法,在將來的建筑設計中以更好的應用。

          建筑設計優化方法在房屋結構設計中的應用

          隨著經濟的發展和工業化進程的加快,建筑行業的競爭也越來越激烈。在這種競爭的前提下,市場中的建筑企業要想在競爭中勝出,就必要對著重對建筑施工以及建筑的結構設計進詳盡的研究,更大程度地保證建成的建筑質量可靠,對結構設計進行不斷優化,才能夠贏得市場。

          1 建筑結構設計優化方法的含義和特點

          1.1 含義

          所謂建筑結構設計優化方法就是在建筑施工的過程中,在考慮到施工的便利性的同時,還要將藝術審美和藝術學等結合起來,將房屋的使用功能和藝術性全部包含在一起的一種結構設計方法。在進行設計的過程中,會將全部設計出來的設計方法進行選擇,得到最佳的一個結構優化設計方案,最大程度地保證建筑的質量、實用性以及藝術的完美型。

          1.2 特點

          因為建筑結構設計優化方法是選擇最佳的一套方案,在具備一些標準的前提下,還具有以下特點。第一,在進行建筑結構設計優化方案設計時,所牽涉的領域較廣,其設計的方法多具備科學的聯系性;第二,具有較強的美觀性;第三,結構優化的方法具備較強的實用性以及較高的質量安全保證;第四;具有環保性以及經濟實用性。

          2 建筑結構設計優化在建筑中的現實意義

          作為建筑行業建筑結構優化的相關人員,應該能夠了解建筑結構優化設計對建筑本身或是對于居住的人來說都是具有重大意義的。一方面,建筑結構優化設計能夠大幅度地增加建筑的整體美感,給人帶來一種美的享受。而且,在滿足了人們這種美的享受的同時仍就還保持價格的優越性,最大限度的控制建筑的造價。另一方面,對于建筑商來說,都希望在一個工程中用最小的投資獲取最大的回報,同時也保證建筑的質量,這就需要通過對建筑結構進行科學的優化才得以實現。和傳統的建筑相比,現代建筑的現實意義在進行結構優化之后能夠一定程度地減少工程造價,將建筑的各項指標趨于平衡,從而保證建筑材料使用的合理性,提升建筑的經濟實用性。

          3 結構優化設計在建筑結構設計中的步驟

          3.1 建立結構優化模型

          建筑結構優化計算方案和優化設計模型是建筑結構優化設計的兩個重要重要組成部分。結構設計優化就是在眾多的變量中選出重要的參數,針對這些參數進行函數模型的建立,從而計算出最優解。通常來說,模型的建立總共分為兩個部分,首先是選擇較為合理的設計變量,這對模型的構建有著至關重要的作用,同時變量設計也會影響到參數的選擇,合理的計算變量能夠有效地減少計算編程的工作量;其次是確定目標函數。目標函數的確定要先找出能夠滿足函數條件的最優解,然后對約束條件進行確定,約束條件包括尺寸、強度、彈塑性以及應力等方面。在進行建筑結構優化的時候,要保證這些約束條件都在規定的范圍中,滿足設計所需的要求。

          3.2 設定優化設計計算方案

          在建筑結構優化中,很多約束條件和變量參數都會對優化過程產生影響。所以在進行計算的時候應該把所有的約束條件都轉化成非約束條件,確保優化過程順利完成,同時,要全面地考慮到變量的因素,運用科學合理的計算方法進行建筑結構的優化設計工作。

          3.3 程序設計

          程序設計就是在設計優化計算好方案的基礎上,進行程序的編寫,將程序導入計算機中,在后期的計算過程中只需要將相關的數據輸入系統中,通過計算機計算就夠更加直觀的得出結果。

          3.4 結果分析

          結果分析時結構優化設計的重要一步,對計算機結算出來的數據要進行詳細的分析,才能夠根據數據給出的信息確定優化設計的最佳方案。在進行結構優化設計的時候,要全方面地考慮到各種阻礙因素,最大程度地保證建筑的結構優化設計工作的完成。對于建筑工程來說,會耗費較多的財力物力和人力,進行結構優化的最終目的就是要將這些這些指標降到最低,同時保證建筑質量的可靠性。所以,在進行建筑的時候,通常要注意以下幾個問題。首先要在建筑的經濟和技術之間找到一個平衡點,把這兩者的矛盾降到最低,在高技術的情況下,不必花費更多的經濟。其次,要充分理解技術所帶來的經濟效益,要認識到由于技術的改進減少了不必要的經濟消耗量,所以,要大力應用技術。

          4 建筑結構優化方法在房屋結構設計中的實際應用

          4.1 房屋的整體性和局部性優化

          在建筑設計過程中,存在著一定的復雜性和層次性,這些特點在一定程度上對建筑結構的優化設計都有影響。就層次性來說,層次性包含著整個建筑體系和結構體系,在每一個單獨的體系中又包含著許多下屬體系,所以,在進行設計的同時,就應該充分地了解這些下屬體系,進行必要的優化。對于復雜性來說,復雜性包括建筑所使用的建材以及各種零部件,所以在進行優化的時候,要從大處著眼,實現整體上的優化。

          4.2 建筑壽命與階段性優化

          建筑的使用年限是考察建筑質量的標準之一,在工程的有效使用時間內,對每一個階段都要進行優化。在設計的時候,要針對建筑各個階段的特點,并且結合當下的實際情況進行優化,在建筑的整體上提高建筑的使用壽命,從而達到既保障建筑的壽命,同時有提高經濟效益的效果。

          4.3 建筑基礎的優化

          整個建筑的基礎應該是建筑的鋼筋混凝土,這些是構成建筑的重要前提。在進行設計優化的時候,應該采用準則法進行結構的設計優化,但是,如果知道建筑結構截面的情況下,就應該采用有限單元法,對整個建筑的受力狀況進行分析,將受力結構進行具體優化,經過相關公式的驗算,計算出鋼筋混凝土的最優級結構

          5 結語

          建筑結構優化設計能夠讓建筑以最完美最經濟形態呈現在人們面前,滿足人們對建筑的質量、經濟和藝術欣賞的要求。同時,建筑企業充分發揮結構優化設計的優勢,能夠為企業創造更多的經濟效益,實現企業的長期發展。

          王志,南漳縣建筑勘察設計院,湖北襄陽441500

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