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房屋结构设计优化方法

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    2021-10-17 15:41
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2021-10-13 18:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
      1.引言
      
        在房屋结构设计过程中,建筑结构设计是重中之重,在提高房屋结构安全性能、利用空间资源等方面发挥着不可比拟的作用和优势,这已经得到了建筑企业的高度重视与关注。要想确保房屋结构设计的安全性和稳定性,必须要高度重视建筑结构的优化设计这一问题,正确选择设计变量、目标函数,对各个部分、环节进行协调与优化、进而满足节约成本的目的,确保房屋建筑质量的稳步提升。
      
        2.建筑结构设计案例
      
        以山东省某一高层住宅建筑为例,地上有18层、地下有2层,7度设防。在技术分析过程中,对平板式筏形基础进行了广泛应用,在标准层梁板上,主要对普通框架梁+现浇空心板体系进行了应用。而在结构体系中,框架-核心筒结构的应用效果极其显著,结构形式具有一定的合理性。在剪力墙结构中,加入了少量框架,结构体系按照剪力墙来进行分析。在排水管道安装过程中,给水管道安装工艺流程如图所示。结合设计和规范要求,对排水管道的坡度给予了高度重视,并进行合理设计,以此确保污水排出的顺畅性。排水立管中心与墙面的距离具体如表1所示。
      
        3.房屋结构设计中建筑结构设计的优势
      
        3.1有利于合理控制好工程总体成本,节约土地。目前,高层建筑越来越多,与普通多层建筑进行对比和分析,高层建筑占据的空间面积比较大。然而在建筑物高度不断增加的影响下,层数越来越多,一定程度上会导致占地节约量和建筑层数的比例出现严重的失衡状态,而且工程总体成本也居高不下。所以,在房屋结构设计中,必须要提高对土地节约量的高度重视,确保占地面积和造价之间的协调关系,从而将工程总体成本保持在合理范围内,避免造成不必要的浪费或消耗等现象。
      
        3.2降低成本、满足安全性需求。在层数不断增加的影响下,建筑物自重会对整体框架梁和柱的承载能力造成影响,大大增加了建筑物的承载力,一定程度上还会导致增加墙体面积和梁柱体积。同时,由于建筑物的高度是不同的[1],进而会对墙面的范围造成影响,而通过建筑结构设计优化,可以不断降低内外装修面积,控制好成本,并满足安全性原则,从而确保建筑整体经济效益的稳步提升。
      
        4.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用
      
        4.1优化结构设计模型。在建筑结构模型优化过程中:
      
        (1)选择变量。一般来说,在建筑设计方案中,建筑师扮演着极其重要的角色。设计人员在设计中,要注重参考变化幅度不大、考虑因素不多等参数[2],进而降低建筑结构的设计和编程的难度性,设计人员也可以迅速找到与设计目标相符合的数据。
      
        (2)确定函数。设计人员确定的一组函数,要与配筋率、房屋结构尺寸等相符合,进而将建设成本保持在合理范围内。
      
        (3)衡量施工条件。要想给予建筑结构稳定性的保障,必须要深入分析房屋的受力限度、结构的稳定性以及结构构件裂缝的限度等。在实际建筑结构设计过程中,设计人员要从房屋施工条件出发,结合建筑使用方案,并对设计中存在的限制因素进行深入分析,进而确保建筑结构设计结果的准确性和合理性。
      
        4.2科学优化建筑主体上部结构。在房屋建筑的上部结构设计过程中,要构建相应的模型,在整个过程中,要合理设置剪力墙,确保剪力墙整体质量是均匀的,进而将楼层中平面刚度的中心点重合于楼层整体的结构重心之中,进而避免地震或风力出现破坏现象。在房屋建设过程中,在条件允许的情况下,要大力改造剪力墙,将剪力墙的墙肢长度进行延长,从而对墙肢数量进行有效控制,并控制混凝土的使用数量。此外,对于剪力墙内的暗柱,主要是由一般性钢材铸造的,在应用较大剪力墙的情况下,可以合理化控制钢筋使用数量,避免浪费不必要的成本。此外,如果建筑的自身对抗震抗压提出了明确的要求,就不能构造较大的剪力墙。
      
        4.3提高结构优化和排水系统的协调性。在房屋建筑中,在排水系统的专用房间中,其机械设备比较多,对荷载强度较大。所以,要将排水系统设置在地下室,并确保管道的预留尺寸的合理性,加固好楼板自身的钻孔位置。此外,在管道建设过程中,如果穿越了承重墙,需及时加固墙体,确保结构设置和管道网之间的协调性,防止管道出现绕柱现象。
      
        5.结语
      
        总而言之,在房屋结构设计过程中,必须要高度重视建筑设计优化这一问题,不断提高建筑质量,为建筑企业赢取更多的经济利润。因此,在建筑结构设计过程中,要优化结构设计模型,维护好结构优化和排水系统之间的统一性、协调性,将安全性能贯彻落实到建筑结构设计之中,不断提高房屋结构设计的安全水平、经济水平,赢得人民群众的满意度,进而促进国民经济又好又快地运行。
      
        【参考文献】
      
        【1】张云.房屋结构设计中的建筑结构设计优化方案探析[J].江西建材,2016(21):60-61.
      
        【2】刘鹏程,冯玉斌.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].江西建材,2016(10):15+17.


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