房屋建筑结构优化设计分析
摘要
关键词
房屋建筑;结构;优化设计
正文
引言
改革开放以来,我国经济进入了快车道,快速发展的同时也带动了社会各个行业的高速发展,尤其是被称为经济“晴雨表”的建筑行业,繁荣的社会经济极大地增加了对建筑工程的需求,不论是建筑工程的数量,还是建筑工程的规模都展现出了“井喷式”的增长。建筑行业快速发展的同时,也带动了建筑工程质量和品质的提高,尤其是在建筑工程施工中至关重要的建筑结构设计,得到了长足的进步,高水平的结构设计,不但能很好的保持建筑结构的稳定性,还能够保障建筑工程施工质量。
1探讨优化房屋建筑结构设计的重要性
优化房屋建筑结构设计,不但可以保证房屋建筑质量,还可以提高资金的利用率,进而实现节约资金,创造更大经济效益的目的。从以往的建筑结构设计案例的统计来看,优秀的结构设计不一定需要较高价格的材料,往往是那些性价比更高的材料,通过利用率的提高,不但可以满足建筑结构性能,而且还能够大大的节约项目造价。因此,房屋结构设计人员在设计建造方案时,应当努力提高建筑材料的利用率,以及在结构设计当中加入新材料的应用,尤其是近些年应用越来越广泛的预应力混凝土结构和钢管混凝土结构等等,这些材料与其他材料相比优势十分明显。钢管混凝土的优势在于可以使建筑结构更加稳定,在抗压强度和抗变形能力等方面都表现优异。把钢管框架填充混凝土材料后,混凝土可以将钢管框架进行有效固定,使建筑整体框架结构呈现出三面受压的理想状态,能够使建筑材料的结构稳定性以及抗压强度大大增加。与其他的钢管结构相比,钢管混凝土不但可以将本身承载力和自重保持高度一致,还可以节省下50%的钢材材料,而且由于施工工艺的变更,可以将原来的焊接工序进行简化,减少了人力的投入之外,还极大的缩短了建设工期。与其他混凝土结构相比,钢管混凝土结构可以减少构建的截面积,节省大量施工材料的同时,还保障了建筑材料结构的强度和稳定性。通过优化房屋结构设计,使用优质建筑材料,在确保建筑结构质量的前提下,提高了材料的利用率,实现降低建筑项目成本的目的。
2房屋建筑结构优化设计分析
2.1房屋建筑结构优化技术的前期应用分析
加强企业对建筑结构优化技术的重视,在前期进行项目的多项分析,并且根据地形特点进行全面优化分析,科学进行建筑结构设计,确保建筑项目施工建设的可行性。在前期房屋结构优化方案设计中,要综合建筑项目进行全方位设计规划,对工程项目具有非常关键作用,后期建筑使用与前期设计息息相关,有效规避建筑安全风险,科学节约施工成本。在前期设计工作中要融合工程造价技术,将工程造价管理融入到工程全过程中,从前期设计到最终的质检验收阶段都要进行充分的预算分析,将结构设计工作贯穿项目建设全过程,加强设计队伍与施工队伍之间的沟通协作,减少设计变更,降低成本浪费,保障工程在合理工期内完成。例如,在现阶段的房屋结构设计中,多数设计单位已经应用了BIM技术。此时,可以将房屋结构二维平面图的电子版本导入到3D Revit软件之中,生成房屋结构BIM模型。为了保障整个房屋结构设计优化的可靠性,可以配合“族库”设置,将结构设计数据代入到模型参数中进行验证处理。同时,也可以将经验值代入到模型中,比较设计值与经验值条件下,房屋结构BIM模型差异。由于当前的房屋建筑工程项目中应用了工业设计思想中的产业链思维,创建了以设计、采购、施工、订单、营销、售后为基本环节的生产建设产业链条。因此,在应用BIM技术时,可以根据设计施工一体化体系搭建BIM技术信息平台,使设计单位、施工单位、业主、监理单位在统一的BIM信息技术平台上,通过信息交互、数据共享,实时的进行沟通,并结合协同合作机制,降低各方的纠纷与矛盾。尤其是在设计变更方面,应用BIM技术后,总项目、分项目、子项目、各个构件的BIM模型十分清楚。此时,即使发生设计变更问题,也可以根据BIM设计一体化体系,通过一次性的系统性变更,降低变更过程中花费的时间、人力、财力等,进而达到节约变更成本的目标。需要说明的是,在BIM技术应用过程中,能够将生成的BIM模型导入到4D Navis works软件,对施工进行可视化模拟,预测施工环节可能发生的问题,进而制定匹配的预防措施。
2.2荷载优化
高层建筑优化中,相关人员在计算荷载能力的时候,要准确地进行数据的统计,这关系到后续建筑材料的购买和使用,所以在荷载计算关系中的数值一定要精准,要满足设计规范的相关要求,不能出现漏算错算的现象,否则会给企业单位带来较大的损失。在高层建筑中对某些具有特殊功能的建筑物,其所需要的荷载值一定要和甲方协同测算。在计算荷载值的时候要注意数据的及时更新,比如说在建筑结构中某处填充墙出现了大面积的缺口,或者增加了门窗,那就应该在相关数据中减去这一部分,然后进行测算。
2.3设计中水回用系统减少水资源利用
在房屋设计中,出于绿色建筑设计的需求,需要关注到中水回用系统的设计。中水回用系统,这是一种将生活污水、城市污水或工业废水经过处理之后再次投入使用的循环利用系统,能够对水资源实现二次利用,达到节约用水的效果。对于房屋建筑而言,在后期使用阶段,会产生大量的水资源消耗,其中使用后的水基本都是直接排入下水道,未能实现二次利用。其实生活中的很多污水,经过处理之后,还可以用于清洁、灌溉等方面。因此,在开展房屋设计的时候,便可以结合房屋建筑的结构以及给排水系统构成,在其中设计中水回用系统,对厨房、洗浴设备的用水进行二次回收,处理之后再接入到住宅的清洁、灌溉用水系统,实现二次利用,这样就可以达到节约水资源利用的目的。
2.4优化设计刚性楼面和承重墙结构
随着社会科技的不断发展,房屋结构设计也应当紧跟时代发展的脚步,尤其是在刚性楼面的设计工作中,要充分利用现代科技技术,应用专业设计软件进行结构承受力校核,并得出准确结果。要将建筑的楼层全部设计成刚性楼面,需要从以下几个方面着手:第一,在设计当中要尽量避开像大开洞这种平面比拥有变形几率的结构;第二,在设计建筑结构时,要以实际情况为依据进行和配筋,刚性的楼板数据要求要和设计平面一致;第三,承重墙结构的设计,要充分考虑地震灾害的影响,提高墙体结构的抗剪强度,提高抗震性;第四,确保建筑工程所使用材料满足标准强度要求,使横墙轴有足够的压力。当建筑物占地面积较大时,需要增加梁支撑来为纵墙结构增加承重力。
结语
总而言之,科学合理设计建筑结构,根据建筑的用途进行层数的设定,并根据周围建筑环境和生态环境进行高度和间距的设计,使得房屋建筑更加具备舒适性与合理性。采用新型环保材料,降低建筑自重,提高建筑的保温效果和隔音效果,提升建筑结构的刚度,确保建筑结构安全稳定,促进建筑行业的健康态发展。
参考文献
[1]马魁.论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业,2013,(5):197-198.
[2]杨晓钰.房屋结构设计中优化技术的运用[J].建筑理论,2012,(8):117.
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