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      房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

      2018-05-14 14:58:26徐文杰黃百都
      關(guān)鍵詞:優(yōu)化技術(shù)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

      徐文杰 黃百都

      【摘要】隨著經(jīng)濟、科技的發(fā)展,各種類型的建筑結(jié)構(gòu)也由原來的實用變得更加追求藝術(shù)和美感的享受,現(xiàn)代建筑理念更加傾向于人性化,建筑的實用性已經(jīng)成為最基礎(chǔ)的要求,藝術(shù)美感成為衡量建筑的更高標準。為了滿足現(xiàn)階段建筑工程的工作要求,進行建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是必要的,建筑工程體系是比較復(fù)雜的系統(tǒng),其內(nèi)部涉及到建筑設(shè)計模塊、施工及管理模式、竣工驗收模塊等,通過對這些工作模塊的協(xié)調(diào),可以有效提升建筑工程的應(yīng)用效益。本文即探討了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化策略 。

      【關(guān)鍵詞】房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化技術(shù)

      1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化現(xiàn)實意義

      房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化即是結(jié)合建筑實際,以計劃成本控制為中心,利用建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及圍護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等方案,建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的模型,通過對各種影響變量參數(shù)的科學(xué)技術(shù),來確定最優(yōu)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計來說,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的運用主要體現(xiàn)出兩點現(xiàn)實意義:(1)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以對施工材料的性能利用更加合理化,確保建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各不同單元件更加充分協(xié)調(diào),進而有效提高了房屋建筑的整體受力性能;(2)有利于減少建筑工程總造價,相關(guān)調(diào)查資料表明,將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法運用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中,能夠減少約25%的成本造價。

      2、房層結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

      2.1結(jié)構(gòu)模型的優(yōu)化設(shè)計

      在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中,需要遵循如下建設(shè)原則。首先要進行建筑單位變量的優(yōu)化選擇,深入計算及分析建筑物各個構(gòu)成部分的數(shù)值,確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的精確化。這里面涉及到一系列的建筑工程目標參數(shù),比如預(yù)期損失參數(shù)、房屋價格變化參數(shù)、房屋架構(gòu)可靠性參數(shù)等,通過對不同性能參數(shù)的思考,可以進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性分析,有利于降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算等模塊的工作難度。函數(shù)確定模塊是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計體系的重要組成部分,在這個過程中,設(shè)計人員要選擇恰當?shù)暮瘮?shù),進行房屋橫截面積、鋼筋尺寸面積函數(shù)的優(yōu)化選擇,進行不同函數(shù)組合性質(zhì)的分析,進行房屋建造成本費用的降低。為了優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊,需要進行條件衡量模塊的優(yōu)化,從房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及實用性的角度出發(fā),進行房屋設(shè)計約束指標的分析,這主要涉及到架構(gòu)穩(wěn)定性環(huán)節(jié)、受力限度環(huán)節(jié)、架構(gòu)體系規(guī)格環(huán)節(jié)等。在工作設(shè)計模塊,需要進行房屋建造工程狀況的分析,進行施工約束性條件的分析,實現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計效果。

      2.2制定科學(xué)的約束條件

      結(jié)構(gòu)優(yōu)化有非常嚴格的要求,一方面,需要保持整體的完整性,不允許隨意進行更改,所有的優(yōu)化設(shè)計都必須符合基本的約束條件,這些條件包括的內(nèi)容比較寬泛,例如,房屋建筑過程中的裂縫寬度、建筑本身的強度約束、尺寸大小的約束、構(gòu)建的相關(guān)約束等,優(yōu)化設(shè)計時,各種約束條件必須嚴格執(zhí)行,在實際建成后還需要與設(shè)計之初的條件進行認真的比對,防止出現(xiàn)偏差現(xiàn)象,只有這樣,才能最大限度的滿足整個建筑工程的質(zhì)量要求。同時,可以充分借助“互聯(lián)網(wǎng)+”衍生出的信息手段,將各種約束條件編輯成一個計算機程序,方便快速的運算核驗是否符合基本要求,這樣可以提高工作效率,避免延誤拖沓現(xiàn)象的出現(xiàn)。

      2.3節(jié)能結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化

      隨著綠色建筑理念的興起,節(jié)能結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案不斷得到應(yīng)用,在節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,需要進行建筑物布局及表面形狀的優(yōu)化,為了減少熱能消耗,房屋建筑外表不要接受冷風(fēng)的直接朝向,做好門窗及屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)優(yōu)化工作,進行保溫材料的使用。

      2.4計算模式的最優(yōu)化

      房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計體系是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng),其內(nèi)部涉及到各種計算程序,建造結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程,也是各種建造數(shù)據(jù)的計算郭處長。在建筑數(shù)據(jù)的計算過程中,設(shè)計人員要進行不附帶約束條件問題的分析,確保計算結(jié)果的最優(yōu)化。為了滿足實際設(shè)計工作的要求,設(shè)計人員要進行不同建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算模式的應(yīng)用,要認真分析這些計算方法的優(yōu)缺點,根據(jù)實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,進行最優(yōu)化計算模式的選擇,確保工程整體設(shè)計成本的降低,實現(xiàn)設(shè)計者工作量的降低,優(yōu)化工作程序,提升工作效益。

      2.5設(shè)計模式的最優(yōu)化

      建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)的開展,離不開對科學(xué)性房屋結(jié)構(gòu)模型的利用,離不開對精確性計算方法的利用。通過對各個設(shè)計階段最優(yōu)程序的確定,確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的穩(wěn)定性運作,最優(yōu)性的設(shè)計模塊需要具備高運作性、高性能化等的特點,通過對不同工作模塊的協(xié)調(diào),實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計效益的提升。

      2.6信息技術(shù)的優(yōu)化

      為了優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu),需要進行先進性信息技術(shù)的應(yīng)用,這可以進行一系列參數(shù)定義軟件的應(yīng)用,做好材料使用量的優(yōu)化配置,以最小數(shù)量的材料,取得最好的房屋結(jié)構(gòu)性能,實現(xiàn)不同設(shè)計結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件強度的優(yōu)化,實現(xiàn)構(gòu)件中鋼用量與斷面大小的調(diào)整,實現(xiàn)質(zhì)量與造價的完美結(jié)合。

      2.7在房屋建筑領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方式的具體應(yīng)用

      具體如下:(1)房屋建筑整體性和局部性的優(yōu)化。房屋建筑在層次和結(jié)構(gòu)上都非常復(fù)雜,每一個結(jié)構(gòu)、環(huán)節(jié)之下都包括子結(jié)構(gòu)、子環(huán)節(jié),在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時要做到整體和局部的有機結(jié)合,才能最大限度的實現(xiàn)整體的設(shè)計優(yōu)化;(2)建筑壽命優(yōu)化與階段性優(yōu)化。嚴格按照工程使用年限對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,設(shè)計人員要充分考慮每個環(huán)節(jié)的使用年限、基本特點,只有這些因素的有機結(jié)合,才能實現(xiàn)工程的整體壽命、房屋建筑質(zhì)量、企業(yè)經(jīng)濟效益的有機結(jié)合;(3)樁基礎(chǔ)的具體優(yōu)化。通常來說,樁基基礎(chǔ)通常分為灌注樁和預(yù)制樁,灌注樁要求比較高,流程比較復(fù)雜,實際操作起來難度比較大,因此,在具體施工中,有機的使用預(yù)制樁,可以減少施工程序,減少工程投入,能最大限度的保證房屋建筑的質(zhì)量。

      將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,能夠滿足人們對房屋建筑的質(zhì)量要求,提高房屋建筑的經(jīng)濟效益和社會效益。因此,在今后的房屋建筑中有必要進一步深化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化,只有這樣,才能更好的滿足人們對房屋建筑提出的要求,進而促進房屋建筑工程的持久發(fā)展。

      參考文獻:

      [1]劉玲華,羅崢,王雯,等.基于連續(xù)體拓撲優(yōu)化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法初探[J].結(jié)構(gòu)工程師,2016,30(2):6-11.

      [2]王曙光,趙學(xué)斐,苗啟松,等.加層隔震結(jié)構(gòu)隔震支座參數(shù)優(yōu)化及試驗研究[J].振動工程學(xué)報,2017,26(5):722-731.

      [3]于輝,陳志鵬,周蕓,等.一體化復(fù)合材料上層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化[J].中國造船,2017,58(2):30-37.

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