建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
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1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用 2017/05/03 摘要:近幾年,隨著人們生活水平的不斷提高,對生活質(zhì)量和居住環(huán)境的要求不斷增加,建筑工程原材料市場以及人工費用在不斷的增長,導(dǎo)致開發(fā)商的利潤不斷降低。開發(fā)商如果想一味迎合人們的住房胃口,就必須增加建設(shè)資金的投入,但是這樣會導(dǎo)致房地產(chǎn)公司沒有辦法獲得更高的利潤,導(dǎo)致整個房產(chǎn)公司的資金運作鏈中斷。為了有效緩解這種情況的發(fā)生,必須加強優(yōu)化技術(shù),降低建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的成本。為此,本文
2、主要分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化方法;應(yīng)用 1引言 隨著我國人民經(jīng)濟水平的不斷提高,對住房質(zhì)量要求不斷增加,人們開始重視房屋建筑的美觀性、經(jīng)濟性、實用性。就目前情況來看,在房屋建筑工程建設(shè)的過程中,因為施工的機械化,建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工廠預(yù)制、加工所占比重不斷減小,大部分施工工序以及購件需現(xiàn)場進行施工,這樣就導(dǎo)致建筑工程施工周期增長,施工難度不斷提高。所以,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,可以采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方式,不斷提升工程施工的便利性,同時采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方式,增加建筑工程的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性。由此可見,再進入
3、結(jié)構(gòu)設(shè)計集中加強優(yōu)化方式的運用是非常重要的。 2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)概述 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容是在房屋建筑工程實際施工過程中,有限的利用科學(xué)技術(shù),優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,將空間的利用率不斷增加。在建筑結(jié)構(gòu)時候畫設(shè)計的過程中,必須保證空間布局以及設(shè)計之間關(guān)系的合理性、科學(xué)性、專業(yè)性。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,設(shè)計技術(shù)的要求不斷提升,必須加強對設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新。就目前情況看,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù),主要是對建筑整體進行優(yōu)化,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中優(yōu)化技術(shù),起到了非常重要的作用。在設(shè)計中,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是各種建筑設(shè)計的依據(jù)和基礎(chǔ)。為此,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,需要根據(jù)建筑工程的實際情況
4、進行。,在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中加入優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。著重體現(xiàn)經(jīng)濟效益以與質(zhì)量效益。在具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,需要進行長遠(yuǎn)的考慮,保證建筑方案整體的合理性。這樣在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中可以節(jié)省30%的費用。在一定程度上,有效地節(jié)省了經(jīng)濟成本,避免經(jīng)濟失衡情況的發(fā)生。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的進行,還可以協(xié)調(diào)施工過程中各個部門之間的關(guān)系,合理的使用施工資源,提升資源的有效利用率,保證建筑工程結(jié)構(gòu)的整體性、安全性、經(jīng)濟性,有效地提升建筑工程的應(yīng)用價值。 3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的必要性 將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,可以使建筑工程項目的施工成本得到有效的控制,保證
5、建筑工程的美觀性、實用性。對建筑施工企業(yè)來講,希望可以用最少的投資得到最大的經(jīng)濟效益,所以,必須保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性、科學(xué)性、合理性,這樣就必須加強對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。與傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計相比,結(jié)果優(yōu)化設(shè)計方法具有以下優(yōu)點:1.有效地保證了建筑結(jié)構(gòu)的安全性;2.科學(xué)合理的協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的全部單位;3.科學(xué)合理地使用建筑施工材料;4.時間煮,施工成本降低6%~35%。在建筑房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中,合理的使用優(yōu)化設(shè)計方案,能夠有效地保證建筑物的使用價值,提高建筑物的經(jīng)濟價值與環(huán)保價值。在優(yōu)化方案過程中,節(jié)省建筑單位的資金投入,降低建筑工程施工成本。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計相比
6、,能夠增加施工企業(yè)的經(jīng)濟效益,為用戶提供更好的居住環(huán)境。通過優(yōu)化建筑工程結(jié)構(gòu)施工中的各種資源,比如建筑施工材料、結(jié)構(gòu)布局等,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)與施工材料的有效結(jié)合,共同發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化作用。建筑物的面積隨著建筑物層數(shù)的增加而不斷提高,想要保證建筑工程具有良好的實際效果,就必須加強建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,采用最佳的優(yōu)化方案,提高建筑工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。 4建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化步驟分析 4.1構(gòu)建優(yōu)化模型 首先,科學(xué)的選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計變量。在變量選擇的過程中,應(yīng)該將影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的參數(shù)作為變量。比如,建筑物的損失期望值、建筑結(jié)構(gòu)造價值、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性等進行嚴(yán)格的控制,
7、這些技術(shù)相關(guān)的目標(biāo)參數(shù),又是建筑約束控制的參數(shù)值。對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中影響范圍較小、變化面積較小的因素,可以將其視為部分設(shè)計參數(shù)值;在具體的實踐過程中,可以采用用預(yù)定是參數(shù)來表示,并將其作為依據(jù)來減小設(shè)計,計算變量,減小建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案編制過程中的工作量,有效地提升設(shè)計工作效率。其次,目標(biāo)函數(shù)的確定。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時,應(yīng)該找到符合相關(guān)規(guī)定的尺寸和條件的鋼筋截面面積、已經(jīng)失效的概率函數(shù),通過這種方法可以有效地減少建筑施工成本的浪費。最后,科學(xué)地確定約束條件。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中,應(yīng)該有效地保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、整體性、科學(xué)性,合理地確定建筑結(jié)構(gòu)約束條件。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)該對目標(biāo)的性
8、質(zhì)、實際應(yīng)用性質(zhì)等約束條件科學(xué)化的進行對比與分析,保證相關(guān)約束條件能夠有效地滿足建筑施工的整體要求,以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最優(yōu)化。 4.2結(jié)果分析 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中最重要的一步就是結(jié)果分析,對計算機中獲得的各種數(shù)據(jù)進行詳細(xì)的分析,根據(jù)分析的結(jié)果制定優(yōu)化設(shè)計方案。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中,需要對各種因素進行綜合的考慮,努力的完成建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作。在建筑施工的過程中,會應(yīng)用到大量的資金、勞動力,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的主要目的是在最大程度上講的上述指標(biāo),并且保證建筑工程施工的質(zhì)量。所以,在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中應(yīng)該加強對以下幾方面的重視:第一,明確建筑涉及與經(jīng)濟之
9、間的平衡點,有效的降低兩者之間的矛盾,在高新技術(shù)的應(yīng)用下降低經(jīng)濟費用的支出;第二,要加強理解高新技術(shù)對經(jīng)濟效益帶來的影響,必須認(rèn)識他技術(shù)的進步與發(fā)展,有效的降低了不必要經(jīng)濟的支出,所以,必須加強對技術(shù)發(fā)展的重視。 5建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用 房屋建筑工程施工過程中,特別是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時,其主要目標(biāo)就是加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的功能與建筑施工的質(zhì)量,并在此基礎(chǔ)上加強建筑工程建設(shè)的經(jīng)濟效益,為此,應(yīng)該在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中不斷提高專業(yè)技術(shù)的能力,采用先進的設(shè)計技術(shù),合理的選擇設(shè)計方案,并對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,以此來保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性、使用性、經(jīng)濟性。
10、 5.1對建筑結(jié)構(gòu)整體與局部的優(yōu)化 在進行房屋的建筑設(shè)計過程中存在著復(fù)雜性、層次性這兩個特點。首先,從房屋建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性來說,要注意選擇建筑材料,材料必須符合使用標(biāo)準(zhǔn),還要結(jié)合具體情況,選擇建筑結(jié)構(gòu)類型;其次,從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的層次性來說,要對建筑內(nèi)部做出整體優(yōu)化,可從建筑局部的結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑使用設(shè)備、電氣設(shè)計、安裝體系等方面著手。除此之外,可將整體結(jié)構(gòu)設(shè)計與局部結(jié)構(gòu)設(shè)計同時進行優(yōu)化,由此形成一個綜合性的結(jié)構(gòu)體系,這樣一來能夠使房屋的安全性與合理性得到提升,而且能夠減少不必要的浪費,另外,要盡力保證建筑結(jié)構(gòu)整體的協(xié)調(diào)優(yōu)化,保證建筑的截面面積與建筑高度相協(xié)調(diào),避免出現(xiàn)墻位
11、錯誤的現(xiàn)象,在設(shè)計過程中,還可以適當(dāng)運用幾何結(jié)構(gòu),從而使建筑達到簡潔、美觀的視覺效果。在電梯和樓梯的設(shè)計過程中,要保證其穩(wěn)固性,可以在減輕其自身重力的同時注意對材料的選擇(選擇承重能力較強的材料)。無論是進行整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化還是局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化都需要制定出合理的結(jié)構(gòu)方案,另外,“部分決定整體”,設(shè)計人員可通過先做好局部設(shè)計方案,經(jīng)過整合之后再完成整體設(shè)計,達到局部帶動整體的效果。 5.2柱網(wǎng)布局和平面布置的優(yōu)化設(shè)計 在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中采用柱網(wǎng)布局,柱網(wǎng)布局決定了柱子之間的跨度(縱向或者橫向相鄰的兩個柱子之間的間距),柱網(wǎng)的尺寸通常在5.4米到10.5米之間,如果柱
12、子之間的相鄰距離較小那么其傳力途徑就會變短,殤,不說要復(fù)合的面積就會變小,跨中彎距變小,梁高度變低,但是這樣會導(dǎo)致柱子的數(shù)量變多,建筑內(nèi)部空間變小,停車場車位配置效率降低。所以,柱網(wǎng)布局是否合理,對建筑工程的綜合造價及建筑上部結(jié)構(gòu)有很大的影響。此外,柱子的截面形狀與尺寸對工程造假也有著非常大的影響,所以合理的使用柱網(wǎng)布局、柱子截面的形狀以及梁系的布置對工程造價的影響是非常明顯的。下面我們將結(jié)合某工程地下室的布置情況進行分析。首先,以地下室頂板為例,當(dāng)頂板的厚度、荷載、柱子間距離相同時,次梁截面積及布置方式也相同的情況下。方案一采用的是400x800的主梁,方案二采用的是400x900的主梁。在
13、方案一中混凝土的使用量是0.38,方案二的混凝土使用量是0.39,相對比方案一的混凝土使用量較小,但是鋼筋的使用量40.95比38.81多了部分,這樣只是從數(shù)值上很難進行比較,我們再根據(jù)最新的施工材料造價信息單價進行比較,三級鋼3600元/頓,C30混凝土320元/,經(jīng)過比較之后發(fā)現(xiàn):方案二在經(jīng)濟上更具有優(yōu)勢。同時也對,工程本身的實際情況進行綜合考慮,最終選用了方兒的結(jié)構(gòu)布置進行設(shè)計。然后將地下一層為例,在荷載、柱子的距離、頂板的厚度相同的前提下,分別采用不同的結(jié)構(gòu)布置方式進行設(shè)計,方案一采用的是“井”字梁系,方案二采用的是單向次梁系,通過相應(yīng)的計算數(shù)據(jù)顯示,方案一混凝土使用量0.29大于方案
14、二混凝土使用量0.25,同時方案一鋼筋含量26.59也大于方案二鋼筋含量23.8,所以,該地下工程梁系布置方案使用的是方案二布置方式。 5.3建筑物下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計 這對建筑工程下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計的過程中,設(shè)計人員必須選擇合適的設(shè)計方案,比如,結(jié)合建筑工程實際施工情況選擇最佳的樁基礎(chǔ)類型,盡量降低施工工程造價,在按照樁基礎(chǔ)頂端持力層的厚度對灌注樁的長度進行科學(xué)合理的選擇,對集中優(yōu)化設(shè)計方案進行合理的對比,進一步選擇出最優(yōu)化的設(shè)計方案。比如,某建筑物結(jié)構(gòu)的原設(shè)計時用的是樁筏基礎(chǔ),通過對該結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化,將樁筏基礎(chǔ)改為樁基礎(chǔ)。設(shè)置兩樁承臺、三
15、樁承臺、四樁承臺和梁式承臺。在對這部分進行優(yōu)化設(shè)計的過程中,需要考慮的是基礎(chǔ)力度傳遞的最短路徑,但是需要保證總沉降值和不均勻沉降值。樁筏基礎(chǔ)相對于樁基礎(chǔ)來講,增加了一塊整體的筏板,將整體受力轉(zhuǎn)變?yōu)榫植渴芰?,增加了傳遞的途徑,但是也增加了施工材料的使用量,雖然浪費了施工材料,但是可以有效地控制不均勻沉降。根據(jù)地建筑工程實際情況來講,如果需要同時滿足總沉降、不均勻沉降以及地基承載力的要求,使用天然基礎(chǔ)會比使用樁基礎(chǔ)更好,并且施工方法簡單,施工時間短,所使用的費用也相對便宜,不失為一個好的選擇。 5.4做好后澆帶設(shè)計 通常來說,在進行地基結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,設(shè)計人員需要
16、根據(jù)混凝土的具體情況與施工現(xiàn)場的土質(zhì)相結(jié)合,之后確定科學(xué)的后澆帶方式,為了避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形以及由于混凝土不均勻沉降而出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象,對后澆帶進行合理的使用,除此之外,在這一過程中,要保證地基的基礎(chǔ)層一直到房屋頂板與后澆帶設(shè)置在同一個區(qū)域內(nèi),還有一點要求就是確保混凝土的等級適當(dāng)?shù)母哂趦蓚?cè)混凝土。在后澆帶施工完成之后,要在保證混凝土強度達標(biāo)的情況下開展后期的施工,而想要混凝土的強度達到規(guī)定,要求工作人員認(rèn)真工作,保證后澆帶呈現(xiàn)出完全封閉狀態(tài),待混凝土強度達標(biāo)后,拆除支撐。另外,在地基的實際施工過程中,會受到各種因素的影響,比如由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力出現(xiàn)集中效果減弱情況,混凝土受到溫度變化的影響,可能會
17、出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,所以這就是使用后澆帶的目的,但是,在施工中,部分地基工程項目中有的無法使用后澆帶,這需要設(shè)計人員做好相關(guān)工作,首先,需明確后澆帶所具有的斷面形式;其次,根據(jù)水位的不同區(qū)域,在后澆帶的下方安設(shè)防水板。 6結(jié)束語 隨著我國時代的發(fā)展和經(jīng)濟水平的不斷提高,我們在保證建筑的安全性和實用性的同時對建筑的美觀性和和經(jīng)濟性方面的要求也正在不斷地提高。既要保證建筑安全、實用,還要做到建筑經(jīng)濟、美觀,與此同時也要加強對施工便利性和時效性的考慮。所以對要建筑結(jié)構(gòu)做工完整的優(yōu)化設(shè)計也是十分重要的。而完善合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以讓這些要求全部實現(xiàn)并且統(tǒng)一化。在這篇文章中
18、,作者結(jié)合了自己的親身工作經(jīng)驗和學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識,對房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計進行了全方面的介紹,并且闡述了對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法和房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法的應(yīng)用。 參考文獻: [1]張葉紅.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].門窗,2014(11). [2]王也.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中華民居(下旬刊),2013(3):81~82. [3]佟月強,郝明.試論結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)及在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2012(8):252. 作者:王志華
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