时间:2023-07-13 17:23:53
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇房屋设计方案,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】建筑结构;结构设计;优化方法
一、建筑结构设计优化方法的现状
随着人们对生活品质的追求不断提高,对于建筑而言已经不仅仅停留在满足实用性和安全性方面,而是追求经济性和美观性等其他因素综合方面的更高水平。
(一)设计优化方法的现状
由于近年来经济的快速发展,人们的居住水平越来越高,对于高品质的居住环境需求越来越大。设计师在设计环节时需要考虑到各方面成本的因素,兼顾房屋结构的科学性和合理性。 现代的设计师不仅要有专业的设计方面知识,而且还要结合当今社会推出新颖别致的设计,才能保证设计出来方案更加的合理,更加的具有可操作性。结构设计优化工作的灵魂就是科学合理的结构优化方案设计。结合当今飞速的科学技术,科学技术水平以及设计理念,融入到房屋设计的结构中,充分考虑到房屋结构周围的配套诸元,对周边环境因素进行全面的了解,尤其是对人文环境进行实地考察,这样就能将房屋结构的各项数据进行精确控制,并对房屋结构的设计进行优化,使房屋结构更具人文性和实用性。
(二)建筑设计优化过程中存在的问题
在房屋设计的过程中,很难把握的一个问题就是,对诸多元素的一个平衡,不能一味的追求低成本,而忽略对美观性的设计和安全性的把控,避免出现顾此失彼的结果,找到兼顾各种元素的最佳平衡点,这才是设计优化方法的初衷。另外在设计过程中,需要注意很多细节的问题,针对细节差错要进行逐一的筛选、审核,避免影响整体房屋设计的观赏性和实用性。再有像前文提到的,由于人们生活水平和生活质量逐步提升,人们对住房的要求具体到每一个设计的细节,这对于房屋设计的实用性、观赏性、新颖性的考验越来越严苛,结果就导致房屋的设计优化人员不得不发散思维,激发灵感,才能更好地设计规划房屋结构和内部布局,使设计方案更加的精准,让人们更满意房屋结构的设计。
二、建筑结构设计优化策略
(一)构建设计模型
在构建模型时,将设计的限制性条件提前规划好,比如建筑结构的规划尺寸、建筑物的整体强度、预应力参数的临界点等方面。在设计的前期工作中,应当熟知这些限制条件,按照设计优化方法来优化设计方案,从而才能保证各项限制条件符合建筑构造标准,符合实际操作的具体要求。结构优化的具体数据主要是通过构建结构优化的模型计算出来的,通过一定比例的换算,使用精确地函数模型,提炼其中的相关变量,从而得出最佳的结构设计方法。
(二)优化计算方案
一套完整而且合理的设计方案主要就是依靠科学的设计优化方法,在优化过程中个汇总各项参数,而且各项参数也是复杂多变的,在优化设计方案时,常常将约束性数据转化为无限制的问题,综合多种计算方法优化出更为合理的设计方案。结合房屋具体实际应用情况,从房屋的整体结构出发,既要考虑到设计完成后的功能性要求,还要兼顾到平面布局的规模进行优化,合理地设计建筑整体布局和占地,精确计量建筑的质量中心和刚度之间差距,确保均衡力度的承载方向。
三、建筑结构设计优化方法的运用
在房屋结构设计中合理的运用建筑结构优化设计方法既实现了降低成本的目标,又能使建筑结构达到更为合理的初衷,有利于将经济效益与社会效应相结合,满足人们居住的多方面要求,达到最优的设计理念。一般来说,建筑结构设计优化方法一般运用到建筑结构设计的前期设计环节、基础地基设计、节能指标设计、对已有建筑的整体改造方案、结构的抗震效果设计等等。
(一)前期的设计环节
能够对建筑物产生决定性作用的环节就是前期的设计环节,它是决定方法的总体规划的前提,也影响着建筑物的总投资资本,是定位建筑服务功能的基本依据。然而目前的设计方案,很少在前期的建筑设计环节中运用设计优化方法,在前期的设计中往往会忽略结构设计的合理性和科学性,这些失误会对建筑结构的设计造成很多负面影响,甚至会影响到建筑的实用性和安全性的重要需求。在前期设计中运用较为合理设计方案、选择可行的结构形式,规划合理的设计方案,为科学、使用的建筑打下坚实的基础。
(二)建筑地基的结构设计优化
加强建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用,希望能够设计出更加符合以人为本的科学房屋结构。建筑物的地基是整体结构的关键部分,也是优化设计的关键部分,只有完成好地基的结构设计实现最优设计,才能保证后续的施工设计优化。根据其建筑物的整体规划、服务功能不同,地基的施工优化法法也不同,结合实际建筑特点,精确测量地形数据,在优化时首先考虑建筑物稳定性作为前提,再兼顾人文形态,其次还要兼顾工程的成本造价,从而优化出最佳的施工方案。
(三)节能指标的结构设计优化
建筑结构设计方法在房屋结构设计中的运用主要是为了提升房屋建筑的整体效益,满足人们的建筑需求,降低工程造价,实现观赏性和实用性的最佳平衡。选择节能指标较高的结构设计是比较明智的选择,一般的建筑结构形式分为三种,即框架结构、短肢剪力墙结构和框架与剪力墙相结合的结构。抗震效果最好的就是框架结构,选用的材料不是很多;柱截面较多的是第二种短肢剪力墙结构,但是这种结构会影响建筑物内部家具的选用和布局;即抗震效果好又不影响家具布局的就是第三种结构设计,综合适应性比较强。这三种方案结合成本因素进行考虑,各有优劣,这就需要建筑设计的优化方法根据实际情况决定最佳的设计方案。
结语:
将建筑结构优化方法应用于房屋结构设计中,能够实现提高建筑结构的经济性、降低工程总造价的目标。选择科学合理的建筑材料,将优化设计方法运用前期设计、建筑地基设计、节能指标选择等诸多环节,不仅能节约建筑工程成本,而且还能使建筑物实现美观性与功能性的统一,实现更好的经济和社会效益,更加符合科学发展观、可持续发展理念的要求。
参考文献:
【关键词】房屋设计;绿色建筑设计理念;应用
引言
绿色建筑是指在建筑的寿命周期之内,最大程度的节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的适用空间,与自然和谐共生的建筑 [1]。而且,“绿色建筑”又被称为可持续发展建筑或者生态建筑以及回归大自然建筑等,“绿色建筑”中的“绿色”,并不是指各种绿化带或者花园等,而是指一种理念,是指这样的建筑环境是安全无害的,在保证自然生态平衡的前提下,最大程度利用各种自然资源 的一种建筑。
一、传统房屋设计存在的问题
1、质量问题。房屋的质量问题始终都是建筑工程设计的基本问题, 所以,在对房屋进行设计的时候,就要阶段就要进行合理的设计和评估 。但在以往的情况下,对房屋进行设计的时候,大多只考虑到居住者的居住空间问题,较注重整体房屋空间的大小问题,设计方案也比较偏重空间的设计,却忽略了对房屋质量的关注,导致设计方案中往往会存在较多的质量问题。这样一来,也就为日后的实际施工造成了质量隐患,极易出现各种重建和返工情况。严重影响到整个建筑工程施工质量和施工进度,延长了整个工期,也大大的增加了建筑的实际总成本。同时也会造成对自然环境的破坏,并浪费许多宝贵的资源。
2、污染问题。环境是赖以人们生存和发展的基础,环境保护问题一直都是建筑行业需要注意的重要问题。但是,传统的房屋设计并不能很好的实现节能减排,并在实际的建筑施工过程中造成了很多环境污染和破坏,导致了许多恶劣的影响。一些设计人员在设计的时候没有充分考虑到环境保护问题,没有积极的采取有效措施对房屋进行防污设计,或者设计不够合理,防污效果不理想。这样一来,也就对环境造成了较大的影响,极大的增加了生态环境的压力,也影响到人们的实际生活质量。
3、成本问题。建筑行业涉及到的问题较广,成本问题便是其中一个十分重要的问题。在进行建筑项目的开发过程中,无论是前期的设计,还是实际的施工阶段,以及竣工阶段的验收和养护,都需要大量的资金作为正常施工和运行的保证。如果不对资金和成本进行合理的控制,就会严重影响到整个建筑项目的经济效益。而传统的房屋设计,大多对成本耗资问题考虑的不够全面,相关设计人员的成本控制意识较弱。于是,在进行设计的时候,缺乏对整个 项目的全局把握和合理规划。还有一些设计人员对实际施工过程中所要用到的各种材料的分配不够科学合理,对房屋结构的设计也不合理,直接导致了实际施工过程中的大量返工、返修,浪费了大量的人力、物力和财力,也增加了整体的施工成本。
二、房屋设计中对绿色建筑设计理念的具体应用
1、场地的选定与优化。建筑场地的选址不应破坏当地文物、自然水系、湿地、基本农田、森林和其他保护区。场地内有价值的树木、水系、老建筑等不但具有较高的生态价值,而且是所在区域历史文脉的重要载体,是所在区域重要的标志。我们在设计中,要重点保护这些有价值的景观和文物。对于尚可使用的老建筑,也不要盲目拆除,通过少量的改造和加固后,保证其使用安全。
2.、材料的节约与优化。虽然我国经济发展很快,建设资金比较充裕,但是也不能为了追求片面的造型美观而造成巨大的资源消耗。例如不具备遮阳、载物、辅助绿化等作用的飘板、格栅、构架,不符合当地气候条件,盲目设计大面积玻璃幕墙等,这些都不符合绿色建筑的基本概念。在材料的选定上,应以当地生产的建筑材料为主。就地取材不仅能节省在运输过程中的资源、能源消耗,降低环境污染,而且还能促进当地的经济发展,使得当地的材料得到更广泛的运用。在材料的选择上,采用耐久性和节材效果好的建筑结构材料。如高效能混凝土、高强度钢等。还可以利用已拆除的旧建筑的材料,通过回收加工再次使用,形成良好的再循环系统。如金属材料、玻璃、铝合金型材、木材等。
3、节约水源,统筹规划水环境。新疆是少雨的地区,降水量并不充沛。景观用水应结合周边环境和地形地貌,优先采用雨水、再生水,而不是市政供水和地下水。在设计水景时,合理规划水景比例,不要片面的为了美化环境而大量浪费水资源。
4、能源的节约和利用。在住宅区规划设计中,尽可能让更多的住宅南北向布置,使住宅获得良好的日照、通风和采光。规整住宅的建筑体型,避免过多的凹凸,减小建筑表面积,降低热量的损失。在建筑屋顶上,还能设置太阳能电池板,将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能,提供给建筑使用。
三、总结
从全文的分析我们不难发现,在现代的建筑设计中引入绿色理念是十分必要的。绿色建筑理念在保证自然生态平衡的前提下,最大程度的利用了各种自然资源,减排降耗,高效环保。在绿色建筑设计理念的指导下,我们可以积极的将“绿色”融入房屋设计之中。例如,我们可以积极的优化建设工艺,并在建设过程中使用各种新型环保的建筑材料,我们也可以合理设计排污系统,并科学优化整体结构。通过各种实际的应用措施,绿色建筑设计理念被完美的应用于实际的房屋设计之中,并发挥出巨大的“绿色”效应。
参考文献:
[1]郑国玉.黄婷婷.探究关于推动绿色建筑设计的思考[J].城市建设理论研究(电子版),2013(09):55-57.
[2]郝军.徐稳龙.吴越超,等.城市更新过程中的绿色建筑实践――中国建筑设计研究院(集团)创新科研示范楼绿色建筑设计[J].暖通空调,2012(10):44-46.
[3]许爱兰.李静.刘京华,等.实现绿色建筑设计意图需全过程监控指导――澳大利亚悉尼某绿色建筑实例探讨[J].重庆建筑大学学报,2008(01):23-24.
[4]刘寿朋.浅谈建筑设计发展方向――绿色建筑设计[J].城市建设理论研究(电子版),2012(04):36-37.
[5]冯雅.高庆龙.中国建筑西南设计研究院绿色建筑设计实践与思考[J].建筑技艺,2011(11):44-45.
【关键词】结构设计;建筑结构;优化技术
随着当前科学技术的不断提高,在各个领域中的设计概念也在不断的变化之中,在建筑设计的过程中,结构设计已经不再局限于传统的设计过程,是采用先进的思想和手段通过结合当前社会发展中的各种先进理论和技术指导进行综合设计和处理的过程。在当前房屋结构设计的过程中,结构优化是保证其设计质量的关键,是减少设计中各种问题和质量通病的保证性因素。在房屋设计的过程中,通过优化结构设计来实现房屋基础设计和屋盖方案设计的优化性能,更是实现经济性能与社会性能提高的过程。
1 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
1.1 结构设计优化方法的应用
结构设计优化方法和技术的应用一般都体现在房屋工程结构设计的总体优化设计方案,是通过对房屋设计过程中各种问题与设计方案进行分析与思考的过程。具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程设计的过程中包含了房屋基础结构的设计优化方法,屋盖设计优化方案以及周围各种就此胡结构方案的优化设计措施,其设计的过程中是一个严格计算的过程。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容,并应在满足设计规范和使用要求的前提下,结合具体工程的实际情况,围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
1.2 结构设计优化方法的实践价值
在满足建筑结构长远效益的前提下,在建筑结构设计的过程中要通过对长远利益的分析与探索来实现投资过程中的各种投资成本与建筑建构合理化可靠性能的设计方案和设计过程。与传统设计相比,采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%~30%。优化技术的实现能够在结构设计的过程中合理的利用各种课循环利用的材料,降低设计过程中对环境要求和对各种能源消耗的因素,使建筑结构内部各单元得到最好的协调,并具有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。
2 民用建筑结构设计与经济性的关系
2.1 结构设计与用地的关系多层或高层住宅建筑中,总建筑面积是各层建筑面积的总和,层数越多,单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加,房屋的总高度也增加,房屋之间的间距也必须增大。因此,用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。
2.2 结构设计与造价的关系建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响,但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分,不管层数多少,都共用一个屋盖,并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此,屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分,各层共用基础,随着层数增加,基础结构的荷载加大,必须加大基础的承载力,虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低,但不如屋盖那样显著。承重结构,如墙、柱、梁等,随层数增加而要增强承载能力和抗震能力,这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。
2.3 高层住宅结构设计与经济性的关系住宅的层高直接影响住宅的造价,因为层高增加,墙体面积和柱体积增加,并增加结构的自重,会增加基础和柱的承载力,并使水卫和电气的管线加长。降低层高,可节省材料、节约能源,有利于抗震,节省造价。同时,除降低层高可以减少住宅建筑总高度,缩小建筑之间的日照距离,所以降低层高能也取得节约用地的效果。
在相同建筑面积时,住宅建筑平面形状不同,住宅的外墙周长系数也不相同。显然平面形状越接近方形或圆形,外墙周长系数越小,外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少,并且受力性能好,造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性,通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。
3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
3.1 直觉优化(概念设计优化)技术与建筑结构设计对于同一建筑方案,可以有许多不同的结构布置设计;确定了结构布置的建筑物,即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的:建筑物细部的处理更是不尽相同,这些问题是计算机无法完全解决的,都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下,根据工程实践经验进行,这便是前面所说的概念设计。因此,概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。
3.2 概念设计处理的实际建筑设计问题概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计,建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏,或将破坏程度降至最低。因此,分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中,地震作用最为难以琢磨,破坏性也最大。故而,建筑设计过程中就应该未雨绸缪,从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施,不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段;延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏;多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏,消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。
关键词:绿色建筑;设计理念;房屋设计;应用
随着我国建筑业的发展,绿色建筑已经成为了一种新的设计模式和设计思维,它可以给人们提供健康的生活居住环境,同时也实现了最大限度的保护周围的环境,并较少能源的消耗。而在我国,由于原材料、土地、能源资源存在短缺的情况,而且在实际中对这些能源的利用率还比较低,因此有必要坚持推广绿色环保发展观,发展绿色建筑无疑是一种有效的途径,可以减少不可再生资源的消耗,实现节能环保。因此,对绿色建筑的设计理念进行探究具有重要的意义。
一、绿色建筑概念及特征
绿色建筑中的“绿色”,指的不是通常意义的绿化,而是一种概念和象征,是指在建筑可以满足居民使用需求的前提下,不会破坏生态环境的基本平衡,而且对人体健康无害。
(一)绿色建筑概念
所谓的绿色建筑指的是在建筑全寿命周期里,尽可能最大地节约资源,保护自然环境,减少污染,给人们提供一个健康、舒适、高效的空间,和自然和谐共存的建筑。绿色建筑对环境没有破坏性,可以充分利用自然资源,不会影响生态平衡。
(二)绿色建筑特征
与传统的建筑相比较,绿色建筑本身的耗能大大减少了。绿色建筑遵循当地的自然、人文和气候,就地取材、因地制宜,所以在建筑时没有明确的规则、模式。绿色建筑对自然进行充分地利用,比如阳光、空气、绿地,有效地联通内部和外部,布局十分开放,这跟传统封建式建筑布局是有很大差别的。在建设绿色建筑过程之中要时刻注重环保。
1.节约环保。节约环保指的是人们在建造、使用建筑的时候,尽可能地节省资源利用,保护周围环境,呵护生态,减少对环境的污染,把由于人类对建筑建造与使用活动造成的对环境和资源的负荷与影响减到最小程度和生态再创造能力的范围内。
2.健康舒适。建立一个健康舒适的生活工作环境,是人们建造、使用建筑的基本要求。要给人们提供健康、舒适和高效的空间。
3.自然和谐。自然和谐就是人们在建造、使用建筑的过程里,爱护、亲近所处的自然环境,使人、自然、建筑三者和谐共存。只有如此才可以兼顾协调环境效益、经济效益和社会效益;才可以实现人类社会、生态环境、国民经济的快速可持续发展。
二、传统房屋设计的弊端
随着市场经济的快速发展,工业经济收入水平也在不断增长,工业企业的规划和发展也朝多样性、多元化、多方向进行。但目前我国的房屋建筑设计方案中仍然不能满足工业建筑设计的要求,存在着以下几点较为突出的问题:
1.房屋的质量问题
质量的问题是建筑设计中的第一大问题,工业建筑或者房屋建设的设计阶段就要进行合理的评估和考量,为建筑物的质量做保证。传统的房屋设计,仅仅是为了居民用户满足居住的空间,没有太多的关注设计方案存在的质量问题,这就为日后施工过程中的重建和返工埋下了伏笔,不但会提高建筑房屋的成本,而且也会加重环境的污染和资源的浪费。
2.房屋建设过程中产生的污染问题
近些年来,我国一直在提倡节能减排理念,当然也要求房屋建筑朝着节能的方向发展,以促进整个房屋产业的优化改造。在房屋的建筑过程中出现了很多污染问题,且这些问题有的对环境产生了不可挽回的负面影响。设计人员没有充分考虑到绿色建筑理念的应用,对建筑的防污处理也不是很合理,效果不理想,这就给生态环境加重了负担,影响了建筑物周围人们的生活质量。
3.房屋建造的成本问题
任何一个企业要想获得盈利,都得关注成本问题,房屋的建筑也是一样,而且房建项目需要注入大量的资金,如果对成本不进行管控,就会血本无归,影响整个项目的经济效益。房屋建筑设计阶段就关系到了成本耗资的问题,这就需要设计人员对成本控制的意识要足够强,对整个项目进行详细的规划和全盘考量,才能把资金控制在合理的范围内。然而,目前有很多的设计师对材料分配不合理,对房屋结构设计不合理,造成工程的返工和返修,浪费了大量的人力、物力和财力。
三、在房屋设计中绿色设计理念的体现
正因为时代对房屋设计的要求,根据房建中的问题将绿色的设计理念导入房屋设计之中,给整体建筑发挥其良好性能奠定了坚实的基础,如今这一理念在房屋设计中的具体体现为以下几点:
(一)改造房屋设计工艺
在绿色设计理念的指引下,设计方要优化改进房屋建筑的建造工艺,这样不仅可以确保后期建设与建筑设计要求相符,还可以提升建筑的现代气息。其中最常见到的改造手段是简化工艺,即确保建筑设计质量前提下,调整那些比较粗陋的工艺,使房屋建设可以与节能降耗的要求相符合,与此同时还可以在短期之内完成预定工作量。
(二)改良房屋建设所使用的原料
只有对房屋建设使用原料进行不断地更新,才能与建筑业对环保的要求相符合,使用、普及大量绿色材料,实现了建筑节能,也体现出现代建筑的特点、风格。在房建时改造混凝土材料,除满足基本建设需求,设计人员还添加了绿色设计,让它们成本更低、材质更好、性能更强。
(三)在房屋设计中安装除污系统
在房屋设计中除了要进行环保节能设计以外,还应安设除污系统,结合居民使用实际情况和出现的污染问题,安装专业除污控制系统,确保空气流通和污水正常排放。有时房屋建设也会用在工业方面,这就需要安装专业的给排水系统和排烟系统,确保生产过程里空气和水质量良好,及时地处理、净化,避免产生严重的污染。
(四)设计的时候优化结构
从目前的房建来看,建筑的结构主要有单层建筑与多层建筑两种,如果引入绿色设计的理念,能全面优化每种形式的建筑,既确保满足建筑性能需求,同时还能升级整体结构形式。特别是居民住宅,设计者更要重视结构空间使用,把层高调节到合适的高度,不要影响居民视线和居住舒适度,还要在规定范围高度上合理设置房屋层数,降低结构的承载,强化结构构件,加强房屋抗震能力和抗病害能力。
四、结语
综上所述,发展绿色节能建筑不仅可以提高建筑居住环境的舒适度,而且还可以极大地节省能源和其它资源,并且在实际中还可以保护环境。因此在现代社会经济发展情况下发展绿色建筑,对日益严重的能源危机具有重要的积极作用,同时也可以促进我国绿色环保意识发展,促进建筑与生态的和谐发展。
参考文献:
[1] 王华东.关于绿色建筑设计的初探[J].安徽新时代建筑设计有限公司.2009
【关键词】多层框架结构;设计;对策
国民经济的快速发展使得建筑行业空前繁荣,房屋建筑逐渐向着高层化发展,房屋结构形式也日趋复杂多样,而框架结构凭借其良好的抗震性和整体性在当今多层房屋设计中得到了广泛应用。多层框架房屋结构设计发展至今,已普遍采用计算机辅助电算设计,设计效率和合理性得到显著提升。但与此同时,多层框架房屋结构设计中仍存在一些需要我们思考和注意的问题,鉴于此,本文对多层房屋框架结构设计中需要多加注意的几个问题进行了归纳和分析,期望为建筑结构设计同行提供可行的参考。
1、多层框架房屋结构类型的选择
多层框架房屋结构设计过程中,基础类型的选择应充分结合房屋建设施工场地及周边的地址情况、房屋上部结构荷载需求等因素。在以往设计案例中,常有因基础类型或上部结构设计不合理而造成的地基基础不均匀下沉或地基基础倾斜的问题,为了避免这类问题的出现,设计过程中需强化对房屋上部结构与基础类型匹配度的研究,确保框架结构的稳定性与合理性。此外,在保证多层房屋框架结构设计科学合理的基础上,还应对候选方案的经济性进行对比,综合各方面因素选用最为经济、可靠的设计方案。多层框架房屋结构类型的选择过程中,最需要关注的问题是框架结构的受力及其辅助设计,实际工作中可运用PKPM软件进行操作:1)厚度参数。通常情况下,单向板应当取值1/35板跨,双向板应当取值1/40板跨。在此基础上进行相应的挠度与裂缝处理,并对板厚参数及配筋方案进行合理控制;2)柱的截面参数。对柱的截面参数进行计算和分析;3)初选梁截面参数。梁截面的高度参数一般应在梁的跨度的1/15到1/10之间,梁截面的宽度参数一般应在跨度的1/3到1/2之间,计算过程中应结合这一标准进行确定和分析;4)荷载载力。计算过程中应充分考虑荷载载力因素,将其做输入处理,目前PKPM软件中的SATWE程序能够对框架结构设计中的荷载载力参数进行处理计算,在此需要特别注意的问题是,框架柱的荷载设定应当满足轴压比的限制条件,依照此种限制因素对超筋及构造配筋的梁柱参数加以合理优化与调整,此外,为确保共振稳定性,还应对结构的自振周期进行严格检验;5)基础选型。目前多层框架房屋结构设计中常用的基础类型有柱下筏板、柱下独立基础、柱下条基、柱基这几种,每种基础类型有其相应的适用情况和结构性能特点,应结合每项工程的实际设计需要进行合理选择。
此外,现行建筑抗震规范明确要求,使用计算机计算出来的一切结果都应结合实际情况进行合理选择和确定,因而,对于采用PKPM软件计算出来的设计参数,都应结合实际情况进行比对分析,而不能盲目采用。
2、多层框架房屋结构梁的设计
多层框架房屋结构梁的设计过程中需要注意以下几个问题:1)多层房屋框架结构设计中,应考虑由附加横向钢筋来承载梁下部的集中荷载,出于这一考虑,应在设计中添加吊筋和箍筋设计,而出于施工简便,通常采用附加箍筋;2)框架梁与次梁的端部出现相交的现象,或者弹性支承在墙体上,对于梁端支座可以按照简支梁的方式来处理,但是必须对梁的端箍筋进行加密;3)抗扭梁设计过程中,应保证纵筋间距大于30 cm,同时确保纵筋的间距小于梁的宽度,此外,为了进一步提升多层框架结构的抗扭性能,在梁的设计过程中还常采用扩大腰筋直径以及缩小腰筋间距的做法;4)通常,在多层框架结构设计中,框架梁的截面高度应在梁跨度的1/15到1/10间,而宽扁梁来说,框架梁的截面高度最大不应大于柱宽的两倍。
3、多层框架房屋结构柱的设计
多层框架房屋结构柱的设计过程中应注意以下几个问题:1)一般来说,若框架结构柱地面以上的部分为圆柱,那么地下部分常做成矩形柱,这样一来既能够较好地保证框架结构的稳定性,又能减少工序提升施工效率;2)圆柱的纵筋应大于8根,同时,为了保证圆柱的稳定性、整体性和承载力,通常采用螺旋式箍筋;3)一般来说,对于矩形柱的箍筋,应采用井字符合形式,而对于特殊情况下需考虑抗震因素的工程,则应严格按照现行抗震设计规范采取相应的加固、加密对策,对于多层框架结构的角柱、梯柱和框架柱来说,应采取全柱高范围内加密对策,对于抗震等级大于7级的施工区域,框架结构柱的截面边长应大于25cm,对于3级以下的工程,框架结构柱的截面边长应在40cm以上,而4级抗震情况下,框架结构柱的截面边长应大于30cm。
4、多层框架房屋结构基础设计
多层框架房屋结构基础设计中需要注意两个问题,一是柱下独立基础设计问题,二是梁柱边弯矩计算问题:1)柱下独立基础设计。一方面,现行的抗震规范设计中规定:当建筑工程地基的主要受力层范围并非集中在软弱粘性土层,并且建筑施工项目层高≤8层,总层高≤25m的情况下,这部分民用建筑工程在实际施工过程中可不必进行地基基础抗震承载力的验算。因此,在实际设计工作中,对于抗震等级大于7级的地震施工区域的多层框架房屋工程而言,在其基础设计过程中可免去抗震承载力的相关分析和计算。但需要注意的是,这一情况下的基础设计虽不必考虑抗震承载力因素,但必须考虑风力荷载作用力因素,在基础设计和相关计算过程中,不得忽略这一因素;此外,在以往的设计案例中,配筋比例不合理,房屋框架结构稳定性和安全性差的问题并不少见,追究其原因发现,一些设计人员在柱下独立基础设计过程中,对于作用于基础顶面的外荷载载力时未将剪力设计值考虑在内而仅仅考虑弯矩和轴力设计值,甚至将弯矩和剪力设计值均忽略掉仅仅考虑轴力设计值,这样一来基础设计方案有失合理性,一些设计尺寸参数较之实际情况偏小,难免造成配筋比例不合理的问题,为多层框架房屋结构埋下严重的安全隐患;2)梁柱边弯矩计算。多层框架房屋结构设计过程中,梁柱边弯矩的计算,包括梁端最大正弯矩和最大负弯矩的计算,都应充分结合实际状态下的梁端弯矩参数和剪力设计值参数,其计算公式如下:柱边位置梁柱弯矩设计参数=剪力设计值参数±剪力设计值参数×梁柱柱宽参数/2。
5、总结
综上所述,计算机的普及和各种电算软件的出现为多层框架房屋结构设计带来了诸多便利,对提升计算精确度和加快设计效率有着重要的意义。但实际工作中,一些电算过程并未将实际施工情况纳入考虑范围,因而电算结果与实际情况存在一定的偏差。对此,设计人员应注意结合实际施工条件和建筑物设计需要对电算结果进行适当的系统调整,以保证设计参数符合实际工程情况,进而确保多层框架房屋结构设计方案的可行性、可靠性和科学性。
参考文献:
[1]王飞.论多层建筑框架结构设计的几个重点[J].商品与质量:建筑与发展.2012(8): 16-17
[2]丁维娜.框架结构设计的基本原理、重要原则和设计方法[J].科技创新导报.2012 (15):42
[3]宋金兰、罗伟达.钢筋混凝土框架结构设计注意问题探析[J].中国新技术新产品.2012 (11):166
关键词:房屋结构设计;建筑结构设计;优化方法
中图分类号:TU318 文献标识码: A
目前,人们生活水平不断的改善,在房屋建筑方面,不但对其安全性和实用性增加了要求,同时对美观性和经济性的要求也提高了一个层次。因此,在房屋建筑结构设计中必须有效实施优化设计才能满足人们对房屋建造的各种要求。也就是说,在房屋结构设计中应用建筑结构设计优化方法,才能使房屋结构具有美观性、经济性、合理性、实用性。除此之外,仍需要结合优化方法和设计方法,发挥建筑结构的使用功能和空间使用率,实现建筑结构的预期目标没,控制工程造价,使房屋建筑业获取最大利益。
1、房屋结构设计中需要注意的问题
社会体系中建筑物属于一种艺术产品,建筑师设计一个合格、满意的建筑物,应当结合建筑物的结构功能、配置和美观性进行设计。结构设计在房屋建设中占据着非常重要的位置,同时对完善和充分发挥工程功能起到重要的价值。而科学合理的设计结构功能主要取决于是否合理利用建筑资源,同时在建筑工程中也可以作为减少突发性损失的解决方法,所以,在建筑设计中应当根据结果设计分析整个建筑物的构造,并对其应当注意的问题寻找合理化的解决对策,对房屋结构设计具有重要的价值。
1.1基础工程的合理设计
基础工程配合和支撑是建筑结构的前提条件,从建筑工程方面考虑,地基施工的质量高低对建筑物的高低起着重要的作用。设计一份合理的基础工程方案有助于增加整个基础工程的功能性、耐久性,同时对于建筑设计结果的耐久性和适应性也有着重要的指导意义。所以,选择合理、实用、安全的基础工程设计方案,同时针对地质勘察资料中存在的不确定因素进行研究和探索,并找到一份科学合理的解决方法,对房屋结构的设计具有重要的意义。
1.2钢结构的合理设计
钢结构的应用在房屋结构中占据非常重要的位置,通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提高面积使用率。在建筑结构中将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强,具有优良的抗震抗风性能,大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下,钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。钢结构失稳包括整体失稳和局部失稳,因此,构件或框架的稳定性成为设计的主要问题,在这种设计前提下,在选择和应用合理的构件或框架之前必须对相关资料进行分析和研究,及时解决与设置有关的受力问题。对于提前解决与受力相关的问题,在结构中很大程度上增加建筑的稳定性,同时对抵抗地震问题也起到了一定的作用。
2、房屋结构设计优化方法
造价在建筑结构设计工作中是一项最为重要的步骤,并且在整个工程中也是最为关键的问题。针对控制造价的高低应用结构设计优化技术的效果非常显著,对于整个工程而言可以获得非常满意的经济效益[1]。所以,在工作中,相关施工人员和设计工作人员应当以合理适用、经济科学的设计理念进行设计和实施,选用现代化的科技手段制定一个合理的建筑设计方案,从而达到建筑工作的条件和设计的要求,同时在一定程度上也使工程造价得到了控制,使工程实施经济效益最大化。
3、在建筑结构设计中结构设计优化技术的应用
在建筑结构实践中结构设计优化技术和方法是研究和讨论房屋设计的主要课题之一,主要内容是针对建筑工程项目中前期设计、整体设计和抗震设计所研究出的一项解决方法,实施这种结构设计方法不但可以有效控制工程造价,也保留了功能性能的合理设计,对实现更大的经济利益具有重要的作用。
3.1前期设计优化应当注意的问题
前期方案在结构设计中必须得到确定,从而明确设计方案的方向,并且确定后前期方案对建筑的总投资也会产生直接的影响。目前,在前期方案设计中设计者对阶段结构设计并未进行研究和分析,在进行进驻设计时大部分的设计者都会忽略设计的可行性和合理性,这也是房屋结构中存在的常见问题[2]。这种设计方案对建筑设计结果会产生很大的影响,同时也可能会增加基础结构的设计难度,从而增加建筑的总投资。相反,若在前期方案设计中设计者加强了对阶段结构设计的重视,将其与实践情况结合,制定合理的设计方案和结构形式,则可以满足不同类型的建筑物要求,也就为下一步骤的实施起到了良好的铺垫作用。
3.2直觉设计优化技术与建筑结构设计
针对某个建筑方案在没有相关数据信息的条件下,会使设计产生很多不确定因素,并且增加设计难度,根据类似建筑方法采用直觉设计,则会设计出不同的结构布置设计发方案。建筑物在结构布置确定的基础上,若发生同种负载现象,也会早出各种分析的方法,同时,荷载、材料、设计参数的取值在分析过程中也不是一成不变的,处理建筑物细部的方法也有许多不同的手段,这些问题必须通过设计人员进行分析和探索,计算机还不能够完全解决以上问题[3]。而对判断各种想法的可行性,首先应当遵守一般的相关规律,再结合工程实践经验进行设计,也就是直觉优化技术。
3.3在建筑设计中概念设计处理的实际问题
在建筑设计中采用概念设计的主要原因是对建筑物设计中可能遇到的各种问题进行分析,针对的处理问题具有多样性和不确定性,并且通过概念设计可以在最大程度上降低由于某种原因导致建筑结构受到的破坏,或者避免建筑结构受到破坏。在导致建筑结构受到破坏中地震是破坏性最大的不确定因素,所以,必须将抗震作用重点加入到建筑设计过程中,在各个设计方面都要增加抗震所示,应当避免对抗震产生不利影响的因素。在房屋结构中减小地震的重要方法就是刚度匀称和对称,而在地震作用下延性设计对防治结构发生破坏具有重要的意义。
3.4建筑地下室层数的优化
在设计过程中,若地下室层数与实际地下室层数不相符,则可能会造成弯矩设计值的增大系数乘错位置,对筑基础的抗震能力产生一定的影响。在设计过程中应用概念设计,考虑到了上层结构和地下室层数,并且在填写信息时结合了实际情况,这样可以同时推算出地基和基础底板的纵向载荷,对抗震设计的计算具有重要的意义。
4、结语
随着城市规划建设的完善和国民生活质量的提升,房屋建筑业为了适应和满足人们对房屋设计的要求,对房屋结构设计不断的进行改制和完善。目前,建筑的装修和设计已经成为现阶段房屋建筑的主要潮流,而建设过程中房屋质量问题已经成为常见的问题,所以,设计中加强对建筑基础设计的重要性,将建筑结构设计优化方法应用在房屋结构设计中,不但解决了由于忽略设计而增加设计难度,也在一定程度上增强了抗震效果,保证了建筑结构的实用性和安全性,同时也控制了工程造价,增加了建筑企业的经济利益。
参考文献:
[1]牛海燕.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(22):35-36.
[2]何冬霞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中华民居,2013,(30):18-19.
[3]王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居,2013,(9):81-82.
【关键词】房屋建筑;结构设计;优化方法;应用措施
随着我国经济的持续发展,房屋建筑业也取得了很大的成就。房屋建筑离不开基本的房屋结构设计,一个好的房屋结构设计不仅可以减少建设单位的建设成本,同时还可以提升使用者的切身利益。在市场竞争异常激烈的今天,优化房屋建筑结构才能有效的控制建设成本,才能给建设单位带来良好的品牌效应,才能顺应经济发展潮流。因此,在房屋建筑中使用建筑结构优化方法有着重要的意义。
一、建筑结构优化设计方法概述
传统的房屋建筑已经不能满足新时期人们对于居住条件的要求,因此,在房屋建筑中运用建筑结构优化设计将房屋的实用性、安全性、美观性相结合是如今房屋建设企业的必由之路。在新时期的房屋结构设计中是追求适用、经济、安全、美观以及便于施工五种效果的综合。而这五种要求又相互影响甚至会出现相互矛盾的问题,这就需要运用到房屋建筑结构优化设计方法来最大程度的提升有限空间,有限资源。在综合五种要求的情况下,选取最优方案,实现经济化,实用性,适用性的良好目标。
二、建筑结构优化设计的意义
1、提高房屋建设企业的经济效益。经济的持续发展使得人们的生活水平也越来越高,土地的价格也随之上涨,这也势必影响房屋建设企业的成本上涨。市场竞争日益激烈,如何在稳定成本的基础上建造出有美观耐用的房屋也是建设企业值得思考的重大问题。因此,这就需要房屋建筑结构的改革,优化建筑结构设计,有效的提高房间的空间利用率和资源的使用率。在建设过程中对房屋结构进行优化改革,精简建造工序,减少资源浪费,有效的降低施工过程中的难度,这样不仅可以提高企业的经济效益,有效的控制成本,同时还能满足新时期人们对于房屋的需求。
2、提高房屋建筑结构的实用性。近年来,由于我国对于房产需求的剧增,房屋建筑行业也得到了快速的发展,房屋建筑结构也越来越有特色。在保证美观,安全,经济的同时,我们不能忽略了一个最基本的要求,就是实用性。新时期人们对住房要求越来越高,好的房屋格局,实用便利的住房条件是人们选择房屋的基本条件,在有限的空间和有限的资源下,将房屋的实用性得到最大发挥,这就需要房屋结构优化设计的办法进行改良。因此,房屋结构的优化设计将人们对于房屋安全、美观、实用等要求结合起来,不断的房屋结构进行优化与改良,满足人们的各项需求。
三、建筑结构设计的标准与原则
所谓房屋建筑设计就是对房屋建筑过程规划、设想的过程通过视觉感官的方式描绘出来。设计的优劣直接导致房屋质量的优劣,因此,在设计过程中就要求房屋建设企业重视房屋质量,优化房屋结构。在设计过程中考量多方面因素,除了对房屋本身的材质结构进行考量之外,还要结合当地的具体环境,地质要求等要素进行考虑。综合各方面因素,对房屋建设做出科学合理的设计。
在设计过程中我们要遵守安全性、经济性、合理性的原则。安全是房屋设计的重中之重,也是人们在住房选择上最注重的要求,因此在住房结构的总体设计下也要注重各细节方面的安全性设计。同时,在住房设计上也要科学合理,房屋结构设计中各环节是相互影响相互制约的,只有保证房屋建筑的科学性和合理性,才能提高房屋建设企业的经济效益,才能保证房屋的结构优化。
四、房屋建筑结构优化的应用措施
1、选择科学合理的结构形式和设计方案
房屋建造初期选择好的设计方案直接关系到企业的总投资成本,房屋的建筑进程以及房屋建成质量等重要问题,所以说,好的开头是成功的一半,由此可看出,对于前期的方案选择尤为重要。在设计时,融入房屋结构优化设计,就可以针对不同的房屋类型,建筑类别作出相应的合理的结构设计和调整。相关设计师通过房屋结构优化设计,在设计初期对建筑结构进行优化,减少建造过程中的困难度,有效的降低建筑成本和施工损耗,因此,建房初期选择合理的设计方案在整个建房过程中有着重要的作用。
2、设计最优的计算进程
建筑房屋的设计过程是一项复杂的计算过程,在整个过程中涉及很多方面的系统程序。因此就要求设计师在进行计算的过程中,必须将附加约束条件转换成不带约束的条件,尽量提高计算过程的精准度。这样一方面利于房屋建设企业在建设过程中的过程精简,有效的降低了建造过程中的难度,另一方面,精准的计算过程也有利于房屋的建设和房屋的质量。同时,设计师在设计计算过程中也要充分考量现场施工的实际情况,根据当地的实际环境和建筑特点,制定出符合当地情况的建筑方案,因此,要求相关设计人员尽量选择程序运转效率高,功能完善的计算程序,一方面提高自身的工作效率,另一方面确保整个设计计算过程的进准度。
3、综合分析计算结果,积极应用信息优化技术
房屋结构设计师一项漫长且复杂的过程,这就要求相关设计人员能够与时俱进,通过现代网络化技术的支持,运用网络技术,提高数据整理的自动化程度,有效的减少设计过程中的人力和物力。而且通过网络技术对于数据的准确分析,可以有效的节约建设过程的成本,同时为房屋结构的进一步优化提供了依据。利用信息化技术不仅可以有效的为企业节省人力和物力,还能保障设计过程的进度和质量。
4、在遵循科学的基础上优化房屋结构设计
房屋结构的优化设计应建立在遵循科学的基础上。在房屋结构设计中是追求适用、经济、安全、美观以及便于施工等要求是建设企业的重要任务。因此,为了将这些要求在房屋建筑是得到最大的发挥,就要求相关工作者不仅要具备非常丰富的技术知识理论,还要具备丰富的施工实践经验,在理论结合实践的经验中,对房屋设计及施工中的细节进行把握和裁决,确保房屋结构优化设计的实施,同时相关工作者也要掌握国家的质量标准和相关规定,严格按照国家标准进行工作。
结语
通过以上论述可知,房屋结构的优化设计方法在房屋建设中有着重要的作用,相关设计人员在确保建筑设施功能完善的同时,通过房屋结构的优化设计方法也可有效的降低建设企业的生产成本和精简建设过程的难度。由此可看出,房屋结构优化设计不仅可以有效的提高建设企业的经济效益,还能为居民带来更多房屋户型选择。所以,在房屋建造过程中应该广泛的应用到房屋结构优化设计的方法,同时大胆创新,探索出更为优异的房屋结构设计方案。
参考文献:
[3]许宗雨. 探析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,2014,16:36-37.
关键词:结构设计;优化技术;房屋设计;探讨应用
Abstract: with the China has in the comprehensive construction well-off society, be speeding up the whole social economic rapid development stage, people's standard of living quality will continue to ascend, living level will up the steps, improve the people's living life appropriate new demand, according to the practical experience for many years in the authors discussed in this paper. In the final analysis from three aspects detailed design optimization of building structure technology specific strategies, we hope that this paper for our country related parties or the significance of reference.
Keywords: structure design; Optimization technology; Housing design; Discusses application
中图分类号:TB482.2文献标识码:A 文章编号:
结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。加深对当前房屋建筑结构设计中常见问题的认识与研究,以不断提高自身的结构设计水平,使设计的作品比现阶段的其它建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。随着经济快速发展,结构设计在当今房屋建筑工程中,是一项责任繁重、具有影响力的项目,房屋设计的优化性比较重要,其设计的水平直接影响着建筑物的经济性、适用性和安全性。
1、房屋优化设计的主要内容
通常房屋结构的设计主要是利用适宜的方法和设计理念来满足房屋建筑设计的需求,比如确定合理的布置、结构形势、构件尺寸等。尤其是优化设计基本的钢筋混凝土房屋结构体系,往往自整体布局与具体构件两个角度进行分析、考虑。影响整体布局的关键因素是建筑
物的柱网尺寸、层高、体型、抗侧力构件位置等。具体构件主要是指结构构件的几面、布局、
钢筋及混凝土的配筋构造、强度等级。对于这两大方面的因素,需要有专业的工程设计人员,
熟知构件设计规范并具有丰富设计经验,而且善于分析与把握构件受力特性及结构,进而选
取最相适宜的方法展开优化设计工作。
2、房屋优化设计的必要性
依据我国的国情以及发展形势,我国今后主要以建设高层住房为主。与此同时,投资者们也日益关注建设成本如何最低化,使用结构设计优化技术能够实现建筑成本的最低化。若想实现结构优化的目的,工程设计人员首先以建筑的安全性为基础,然后理性分析建筑方案,
融合与之相适宜的设计理念以及方法,实现对工程造价的有效控制,以符合投资者的经济要求。根据统计资料表明,建筑结构经过优化设计比未进行优化的建筑节省了5%至30%的费用。然而,在很多实际优化设计中,其因为受到较多因素的制约而难以施展、发挥出其优越性。比如,过度追求工程设计进度,就会影响工程设计人员的设计效果,一味地以满足工程进度为目标;年轻的工程设计人员常受其专业素质限制,难以理解其设计软件,无法实现优化技术;也有一些工程设计人员过于关注建筑部分,忽视了建筑的整体方案,未能实现控制整体造价。由此可见,工程设计人员要将其技术与经济效益进行有机结合,只有合理的设计方案才能确保实现最大经济效益。
3、关于优化设计技术中存在的问题
3.1重视结构尺寸,忽略结构整体设计人员优化建筑方案时,通常根据已给的几何形状、
材料、拓补等来规划,以符合条件的构件截面要求,而忽略了整体结构的优化性。其实形状的优化设计要比尺寸的优化重要得多,单纯的尺寸优化不能满足优化结构的需求。不少设计人员片面的认为结构方案和布置规划经过计算机软件对分析上部结构,一旦构件截面符合计算结构的规定,那么对于地基部分,特别是软地基部分,上部结构重要性就变低了。所以设计人员时常对上部结构的构件截面没有足够的重视。
3.2优化目标不能完全符合工程的需求在实际优化设计过程中,时常伴随着很多难题,因为工程设计工作中的约束条件较多、建筑功能的限制性较多、变量也多等一系列不确定因素,致使目标函数仅能获取相对的最优解。当今利用计算机软件来优化截面,几次间的试验根本无法实现预期效果。因此设计的进度与时机都限制了优化方法的实现。虽然当今不少建筑的结构设计及布置是较为合理的,而且它的构件截面也适合常规尺寸,但是计算机软件的分析工作依然是设计工作中薄弱一节。即使利用增大构件截面的手段也无法得到有效改善,
相反地还增大了耗材的成本。
3.3离散变量问题建筑物尺寸、型钢规则型号、钢筋等都是变量,传统的梯度算法、对偶算法已经不能满足当今的工程设计需要。当前随着问题日益增多,引发了计算量剧增的组合性爆炸难题。
4、结构优化技术在房屋结构设计中的应用
4.1概念设计优化与建筑结构的设计每一个建筑结构的设计方案,都具有多种结构及布局设计,即使建筑物的结构布局已经被确定,并且处于相同的荷载状况,也依然有很多种分
析方法。建筑分析中的材料、设计参数、荷载取值等都不是固定不变的,处理建筑物的细节问题也是要随机应变的,尤其是计算机软件不能解决的问题,更需要设计人员亲自来做出分析判断。概念设计意指设计者遵守房屋结构设计的普遍规律,同时结合工程的实际经验来进行研究设计,概念设计是设计者对多个备选设计方案进行筛选的工作环节。
4.2概念设计处理实际房屋结构设计问题处理概念设计问题具有多种形式,但是所追求的共同目的是在任何外来影响下,建筑结构都可以稳固应对或者仅是受到很低损害,这也是概念设计中要处理的基本实际状况。由此可见,概念设计的主要内容即为将建筑物所可能遭到的各种破坏因素以及相应的预防措施。比如地震灾害是最难以预防和解决的破坏性因素,
其严重的破坏性,已经作为了概念设计中的重要课题。所以房屋结构在设计之时便要提前着手,做好房屋的抗震性能,以提升抗震性能为基础,降低地震对建筑结构危害的主要措施是确保建筑材料的刚度对称且均匀,为了更好地防止地震引发房屋结构的脆性破坏,可以实行延性设计进行减缓;此外房屋结构可以实行多道防御系统,帮助房屋建筑在遭受地震当中分解地震的能量,减少损害度,以上这些抗震设计的思路均为概念设计的主要指导思想。
4.3结构设计中的实用性与艺术性结合建筑物其实就是建筑师的艺术品,建筑师在设计建筑物的时候,始终期望将自己的意图表达得淋漓尽致,追求艺术性与实用性的最佳融合。
结构设计人员首先要保证所涉及房屋建筑的安全性,然后对于建筑的结构形式进行改善,不断完美,以全面体现建筑设计师的美学意图。在房屋结构设计当中,满足设计师的设计意图是基本标准,平面布局须要精确对称,有规则性,最大限度缩减质量与刚度两者之间的差异,
以避免建筑物因荷载作用发生扭转问题。竖向布局应以满足房屋的功能为基础,确保竖向承重构件上下贯通,使用转换层来降低设计或结构分析的难度与成本。此外,竖向布局刚度须要实行渐变,以避免应力的过度集中现象,增强房屋结构抵抗水平动力的荷载。
5、结语
工程造价在工程项目占有很大比例,具有重要的经济效益,所以优化设计房屋结构能够卓有成效地减少工程造价成本。与此同时,优化设计房屋结构要保障建筑的安全级别,合理化等,协调好技术和经济两者之间的关系,切勿因重视节省成本,而忽视质量或技术。为了实现整体目标最优,结构设计人员与工程师要分析房屋结构设计,充分发挥其优势,利用精细高效的工作标准及要求来实现最优化的房屋结构。结构设计的构造措施,主要还是通过结构设计理论与计算理论对存在许多缺陷或者不可计算性下手。 通过结构方案的分析、模型参数的控制及施工图中细节的把握。
【参考文献】
[1]辛海虹 结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程.2010(27).
[2]饶远文 结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用[J].价值工程.2010(9).
[3]王光远 工程结构与系统抗震优化设计的实用方法[M].北京:中国建筑工业出版社.2007.
[4]王磊 张伯林 钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题[J].煤炭工程
.2007(9).
关键词:房屋建筑结构;优化技术;细部结构;概念设计;地基基础
中图分类号:TU3文献标识码:A
一、房屋建筑结构设计优化的内容及其意义
当前,我国经济快速发展,人们对居住条件及生活环境要求越来越高,而对建筑房屋进行优化设计,使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人们居住环境方面重要手段。房屋结构设计优化理念注重以实际为准则,根据工程建设的基本状况,以计划成本为控制中心来进行的结构优化设计,其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节,建立起一种关于结构优化设计的模型,通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学的计算,确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。
房屋建筑结构优化设计意义重大,一是大大提高建筑结构经济性,房屋建筑进行结构设计优化可节省材料,有利用抗震,减少内外表面装修,提高了其受力性能,增强了建筑的经济性能。二是结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。节约用地,大量资料表明,房屋建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右,同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化,能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分互相协调,提升了建筑工程结构设计的经济性。
二、房屋建筑结构设计中结构设计优化技术的问题
现代的房屋建筑结构设计优化工作是一个复杂的过程,关系着房屋建筑安全与否,是否经济和适用。在房屋结构优化设计中也会遇到一些问题。
(一) 缺少详细的勘察地质资料
从现在的建筑结构设计工作来看,普遍缺少详细的勘察地质资料,只是简单的依据相临建筑的情况进行图纸设计。勘察施工场地的作用是保证科学的进行地基基础工作,并且达到最基本的安全保障。往往房屋设计工作人员只是把耐力数值控制到最小,就简单认为房屋建筑结构没有问题了,这种技术问题为房屋埋下了安全隐患。在对较软地基进行处理时,忽略了垫层换土设计,只是根据经验判断处理。房屋结构设计过程中,对于较软地基存在的安全隐患没有足够认识,单纯依据个人经验使用砂垫层强化承载力,对于其宽厚度缺乏精确计算,也造成了费用的浪费。
(二) 构造柱设计存在的问题
房屋结构设计中的构造柱可以设计为单一的受力柱,其横截面与配筋必须达到规范的要求,如果房屋结构包含防震功能,还必须要满足防震要求。当构造柱体被当做承重的主体应用时,这就会使构造柱体的受力提前了,从而限制了构造柱体对房屋结构的拉束功能的完全发挥,使整体房屋结构设计暗藏了安全危机。地圈梁通常会植入构造柱体,这种情况下是不需要另外设置基础的,可是当构造柱体充当了承重主体时,柱底部基础抗压能力必然会出现超负荷现象,裂缝也就产生了。在实际施工当中,处于承重梁下的柱体应当达到承重柱体的标准,假如承重梁的负载与跨度呈现最小状态时,梁下也可以使用构造柱体。这时候就要对构造柱体的功能忽略不计,重新检测墙体下半部分的抗压强度,达到要求才能设计施工。
(三) 抗震设计中存在的问题
在抗震房屋结构设计中,设计人员普遍认为六度设防可以看成是没有设防。为了方便受力分析,设计人员往往把柱体横截面较小设计,增加梁的线刚度,将梁设计成为铰支梁,柱体的抗压能力设计成轴心抗压。这种操作方法能够方便分析房屋结构的受力,但是给整体的房屋结构安全带来了危险。忽视了梁与柱之间的弯矩约束,还有柱体的截面积较小,整个房屋结构一旦受力,抗弯能力明显不足,造成了梁底显现裂缝。
(四) 承重墙设计中存在的问题
房屋结构设计承重能力时主要是通过楼板设计完成的,在房屋建筑结构设计中时经常将一些没有承重能力的墙体安置在楼板上,之后还会把这部分算在同等效果的荷载力范围内,楼板的配筋也会依据这个数据进行计算。除此之外,设计人员将立砖斜砌隔墙顶位置,造成楼板顶部出现裂缝。两个方向同时产生弯矩的双向板中的钢筋是要叠放并且要保持纵横方向,计算时应该依据双方向的跨度。
房屋建筑结构设计中的优化设计技术
(一)房屋建筑结构优化设计的阶段
设计人员对房屋建筑结构的设计优化可以分为三个阶段:
1、第一阶段是变量的选择
通常情况下,对设计人员决定最终设计方案起到重要作用的参考数据,都可以作为变量供设计者进行选择。如工程的目标参数包括房屋价格参数和预期产生的损失参数;工程的控制与约束参数包括表示房屋架构可靠性能的参数等。如果房屋建筑的设计者以变化幅度较小或考虑因素较少的参数作为设计的参考指标,那么相应的建筑结构设计、编程和计算有关的工作难度将会降低,设计者也可以更好地找到符合优化设计的参考数据。
2、第二阶段是对相关函数的确定
设计者要根据事先设定的房屋横截面尺寸和钢筋尺寸面积的那一组函数,从众多组相似的参考函数中进行合理科学的选取,并分析这组数据函数的相关各种性质,从而最大限度的降低房屋建造的成本费用。
3、第三阶段是条件的衡量
处于对增强房屋结构稳定性和耐用性的考虑,房屋设计的约束指标应当包括房屋尺寸、架构稳定性、架构刚性、受力限度和变形限度、结构的可塑程度和结构的确定程度等。在实际的设计过程中,设计者应当结合房屋建造工程的具体情况,对施工实际中的约束性条件和目标确定的约束性条件进行比较和分析,确保各种条件都符合相关的建筑规定要求,从而实现优化设计的目的。
(二)房屋结构工程师要积极主动参前期工程规划
房屋建筑结构工程师要积极主动参与前期工程规划是实施结构优化技术的重点内容。因为,在实际施工中,房屋建筑结构工程建筑师难以把握对结构体系的受力的正确分析,相关房屋建筑结构工程师要积极主动地参与前期方案设计,帮助建筑师构思与逐步创新,使整个建筑的优化功能能够全部体现出来。
(三)房屋建筑结构优化设计要将概念设计结合细部结构进行设计优化
概念设计即是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法,是通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。但是概念设计应用于没有具体数值量化的状况时,计算式不可避免与实际出现较大的差异,譬如在地震设防烈度就没与不确定性,计算式与实际差别较大,因此,房屋建筑结构在优化设计中,通过采用概念设计的方法,将数值作为辅助和参考的依据,同时设计人员在设计过程中还需灵活运用结构设计优化的方法。在整个设计过程中贯穿一种抗震设防的思想且以概念设计作为重点指导设计。同时在设计的过程中,注重优化细部的结构设计,譬如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝,可划分为矩形板。在选择钢筋型号时,充分考虑其极限抗拉力等。
(四)房屋结构优化设计要充分考虑下部地基基础结构设计
地基基础是建筑结构设计的重要组成部分之一,地基基础虽然埋置在地下,属于隐蔽工程,但其重要性不言而喻,建筑物的高度与安全性等受地基基础影响很大。因此,房屋建筑结构中的地基基础的结构设计优化必须选择合适的方案,譬如桩基础,就要依据现场地质条件,综合其他现场场地的条件因素进行基础选型及埋深等设计,选择桩基类型,最大程度的节省造价。
结语
总之,房屋结构设计中优化技术是复杂的系统工程,不但需要相关结构设计工程师正确地使用结构分析软件、选择最佳结构体系,同时,要大力挖掘基础设计内在潜力,充分运用科学的方法与手段,大力降低工程建设造价,让房屋结构优化贯穿整个设计过程,从而体现出结构优化的价值,让房屋结构设计功能不但更加适人们居住与生活,同时,大力提高其安全度与抗震性能。
参考文献
[1]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑,2008.11.
[2]卢亦焱,黄银燊,唐红.房屋加层外框架结构方案的优化设计[J].哈尔滨工业大学学报,2009.4.
[3]肖伟.通过房屋结构优化设计提高房屋抗震性能[J].福建建筑,2008.11.
关键词:房屋设计;绿色建筑;理念;环保
面对当前越来越严重的环境问题,既满足当代人又不损害后代人利益的可持续发展战略已成为时展的主题。人们越来越懂得注重保护环境和建造节能环保建筑,房屋设计中的绿色建筑设计理念也深入人心,它符合当今时代的发展要求,对社会的可持续发展意义重大。
1 绿色建筑概念及特征
1.1 绿色建筑的概念
绿色建筑即建筑与环境相协调发展的前提下,最大限度减少建筑对环境资源所造成的负荷,在不破坏基本生态平衡的基础上,建造节能环保的生态建筑,在做到节约资源、保护环境的同时,降低污染,做到资源与环境的和谐统一,走可持续发展道路。
1.2 绿色建筑的特征
与传统建筑相比较,绿色建筑大大减少了建造过程中和建成后建筑本身的能耗,具有不浪费自然资源、不污染自然环境的特点。首先,体现了人与自然的和谐;其次,节约环保,将人类建筑活动对自然环境的破坏降到了最低;再次,健康舒适,为人类工作生活营造了一个健康舒适的环境,做到了节能环保与自然发展的统筹兼顾。
2 绿色建筑设计理念的设计策略
2.1 建筑的选址
在建筑设计过程中,经过对建筑所在地周围地质环境等进行综合分析,对所在地的环境资源进行合理利用,使建筑与周围的生态环境协调统一,既充分利用了周围的各种资源,又不损害自然环境,还要考虑到周边的交通便捷,大量可利用的现代基础设施等等,为绿色建筑的建造提供良好的基础条件。
2.2 对可再生资源的利用
在可再生资源的利用上,要重点加大对天阳能的利用,太阳能的运用有降低能耗的作用,可以减少建筑内二氧化碳的的排放,在太阳能的利用过程中,可以将其用来发电,热水,以及近年来开发的太阳能制冷空调、太阳能采暖等等。对可再生资源的利用,可以起到节能损耗的作用,可以构造建筑与自然的和谐统一,进而促进社会的可持续发展。
2.3 采光通风策略
绿色建筑在设计时一定要充分考虑自然光与自然风,将两者运用到采光通风的设计,可以降低因人工照明等带来的能源损耗,为建筑居住者提供舒适良好的生产生活空间,例如,在建筑的外墙方面,可以选择运用透明度较高和传热导性能较低的石材装饰,可以同时增加外墙板的热反射和减少墙体对室内的热辐射,具有良好的隔热效果;在幕墙的选择方面,可以采用干挂石材幕墙,能有效地降低建筑物与外界的热传递,减少因夏季大量使用空调造成的耗能,也可以减轻施工人员施工过程中的劳动负担;在玻璃幕墙的运用上,可以选择夹层玻璃,这种中空夹层玻璃技术可以增加热绝缘性,起到良好的隔热功效,实现了节能减排的目标。
2.4 水资源利用策略
绿色建筑的节水方面的策略,可以通过收集雨水和处理回收利用污水来实现,将收集的雨水用于灌溉,加强了建筑的生态建设,污水回收利用特殊设备净化后利用水泵提升到建筑楼顶水塔中用来冲厕,也可以用来喷洒路面、绿化等;在中水利用方面,可以将其收集起来处理为达标的中水,用于绿化灌溉、清洗车辆等,实现水资源的循环利用。
2.5 地下空间利用策略
地下空间可以作为公共场所,或者停车库、储藏室等等,在绿色建筑的设计过程中,要鼓励开发利用地下空间,并根据实际需要进行建造,将绿色建筑的空间由水平方向向地下的垂直方向延伸。开发地下建筑时,可以将地下建筑的上部作为重要的商业、服务用地等与地上建筑部分相联系,再往下延伸就是布置对采光要求较低的停车场、储藏室等,当地下部分地形高差较大时,可以设计建造不同高度的层级地下建筑与地上建筑相呼应,实现土地资源的充分合理利用。
2.6 绿化景观的立体化设计策略
在绿色建筑的设计以及建造过程中,绿化的作用显得尤为重要,它可以调节碳氧平衡,可以减轻空气污染,还可以降低噪声、节约能耗、改善室内热环境等等,是房屋绿色节能设计过程中的重点,应因地制宜建立立体绿化,使植物的绿化效果达到最大化。在现有的技术条件下,可以进行房屋的顶层绿化,顶层绿化可以降低屋面的温度,也可以大大减缓城市的热岛效应,对建筑的景观美化和环境改善都有很大的作用;还可以利用墙体、阳台进行绿化,墙面的绿化可以遮阳隔热,在现实操作中,可以种植藤蔓植物沿墙攀附来阻挡太阳辐射,也可以在阳台种植花草,进行分层绿化,提高居民的生活品质。
2.7 建筑废弃物处理策略
建筑物居住者和使用者在生产生活过程中,会产生大量的废弃物,在绿色建筑的设计过程中,要摒弃传统建筑周边设置简易垃圾台或垃圾桶的那种做法,应考虑运用分类回收垃圾的垃圾箱,在建筑周围的下风处放置,并在周围种植大量绿色的植物用来净化空气。
2.8 人性化道路设计策略
道路设计关乎建筑居住者和使用者的出行和生活质量的提高,应从满足居民生活、利于消防的进行和与环境协调方面着手布局。建筑周围的主道路路面应采用沥青混凝土材质铺设,由行车道和园路组成。在行车道的设计过程中,要满足消防的要求,使交通方便快捷,同时要考虑到残疾人坡道,一般确定建筑周围主要道路为6m,环形道路为7m,在园路的设计上,一般将游步道设计为1.2~2.0m,用水泥砖、卵石等铺成,不但可以减少建筑成本,也可以起到环保、自然的效果。
3 结束语
综上所述,在运用绿色建筑设计理念设计房屋的过程中,本文从需求要素、环境要素以及营建要素出发,从建筑设计方案的选址布局、对可再生资源的运用、采光通风、水资源利用、地下空间资源利用再到建筑废气物的处理以及人性化道路的设计方面进行了探讨,使绿色建筑的设计理念深入运用到了建筑设计的全过程,为改善人民生活环境、提升人民生活质量,以及与自然的和谐相处提供了积极建议,使我国新时期的建筑事业向可持续发展的方向迈进。
参考文献
[1]孙静.绿色建筑设计理念在房屋设计中的应用分析[J].旅游纵览(下半月),2013,12:339.
[摘 要]通过对现代装修装潢构成要素的论述,提出了现代装修版式的简约性设计必将走向个性化、本土化、国际多元化的发展趋势;简约不是简单,更不是做减法,而是高度提炼设计要素、更为明确设计思想、更注重作品的视觉冲击力、更时尚、更环保。
[关键词]低碳环保 装修 简约时尚
现在社会发展快速,人民生活质量与日剧增的提高,那么房屋的购买也就成了大众消费需求的主流。在网络上面一搜索就会发现与房屋购买齐头并进的就是房屋的装修了。现在的购房者买房子所要做的第一件事当然就是装修。装修这个行业所涉及的层面非常之广里面包括了前期的设计和进程中的材料购买与人工搭配等等。那么装修的进程与装修步骤和注意事项就成了人们所必须掌握的知识了。下面我就以自己所知道的一些知识来细细的说一说整个的环节吧。
首先购买完心仪的房屋以后所要做的第一件事情就是找到一名设计师来借助他的专业知识以及软件来帮我们预先虚拟的打造出我们自己心中所希望的温馨小家。那么因为我是学环境艺术专业的所以对软件有所了解,在这里可以解释一下。所谓虚拟的,就是设计师利用3D MAX等软件在电脑之中根据客户的要求来设计出一整套合理的装修用效果图,其中包括施工图纸与平面图纸等。那么在这一个环节之中需要的就是设计师来倾听并且体会出客户所喜欢和需要的生活环境。因为每个人对自己今后的住所会有一个大致的幻想空间,比如说卧室需要什么颜色,客厅需要什么材质,餐厅需要大致什么形状的吊棚。洗衣机和电冰箱需要摆放在什么位置还有自己喜欢什么风格的装修,比如简洁现代的或者中式古典的又或者奢华的欧洲情调再比如法式田园等等。当客户全部介绍结束以后设计师会按照客户的要求加上自己对美感的认识,来进行统一的契合。最后设计出一套完整的效果图画面来呈现在客户面前。那么在客户同意的情况之下来以此为指导前提帮助客户完成这一工程。那么结合着我的毕业设计图纸,我来介绍一下我所虚拟出的一套方案吧。
首先我假想的设计方案是一套平层面积在一百平左右的房子。整体的设计风格为简洁时尚类型的。首先我从进户处的玄关开始说起,那么在一进门玄关的左手边我设计了一个衣鞋的组合式柜子。所谓衣鞋组合柜,顾名思义就是把衣柜和鞋柜溶入到一个统一的造型之中来设计的一个可以装鞋和一些出门常穿的衣服的柜子。我这个柜子的最左边因为考虑到收边的美观性所以采用了60白钢条来收边。因为是简介现在的主体风格所以使用白钢质感的东西会非常的搭配风格。然后往右边的是三级的翻版鞋柜,因为现在比较流行翻版式的鞋柜所以我采用了翻版,之所以没考虑抽屉的第一个原因是做抽屉以后里面的空间会更小一些(因为我鞋柜的近身做到320毫米)另外也考虑到抽屉来回的推拉比较麻烦。所以我做了三级的翻版,那么现在所流行的饰面板材料是红胡桃的,所以鞋柜的顶面我就利用了红胡桃材质来搭配。红白配的颜色显得轻重有次序使鞋柜显得更加的美观。在三级翻版的下方我做的是悬空式设计因为下面不仅能打灯光让人感觉漂亮另外还有实用性。那么向右一些的位置我还做了一个以红色为主白色抽条的杂物箱,里面可以摆放一些雨伞雨衣等雨具或者女式的高筒靴也可以。它的开启也是从正面开启的制作的时候可以考虑采用回字框结构。那么再往右就是一个单开的衣柜了。这个衣柜的近身厚度做到了400毫米。适合放一些平时出门所经常穿着的大衣比如风衣或者羽绒服等等。那么它的正上方做了一个对开式的高处柜,里面主要是想摆放一些换季穿的鞋子。另外在左边的位置设置了一个射灯作为照射下面雨具存放柜的灯主要是想以后在上面摆放一些装饰花瓶等等的东西而产生美观效果所设置的。那么说到这儿还要一提的就是在三级的翻版鞋柜的上方也设置筒灯。一是为了照明,二是为了照射下方空处所悬挂的装饰画而用。在下方的装饰画的四周我采用了淡黄色的液体壁纸。在浅色的液体壁纸衬托上装饰画的存在就给了装饰画更好的展现力。
下面我来说说客厅的设计。首先背景墙我采用了三种材质来构成分别是石膏板,壁纸,和烤漆玻璃。以壁纸为主体来做背景的最大的好处就是不怕电视后面得静电所吸的灰尘给其带来影响。左边因为想配合整体的效果我就用石膏板抽条做了造型,右侧和左侧相对称的位置我为了使整个的背景墙更加的充满现代感而采用了烤漆玻璃材质。餐厅的设计其实主要在于酒柜了,酒柜是餐厅的附属必备品,现在的酒柜越来越偏向于展架的形式设计了。我所设计的酒柜其实就是个装饰型的酒柜。酒柜的中间部分也采用了大面积的烤漆玻璃材质然后衬托装饰画,使画面更加突出鲜明,并且我先前已经介绍过了,我认为为了体现现代设计的感觉所以我喜欢采用玻璃的材质来展现设计效果。酒柜的两边简单的设计了几个摆放装饰品或者酒品的摆放格。后面用壁纸进行衬托,在隔板的后面也设置了T4灯管,这样在夜间打开灯以后在灯光的衬托之下壁纸的效果会更加的凸显出来。那么酒柜的下方因为考虑到被餐桌所阻挡一般不会很明显所以我就以实用性为主的做了几个白色的开门。里面来考虑摆放一些日常的用品如酒吧茶具等。那么因为是现代型设计所以餐厅的棚面我没有做过多的复杂吊棚,而直接采用直线型的吊棚来稍微的衬托了一下。在方案确定好的情况之下首先要做的其实是改造房屋的结构例如力工砸墙,但是因为我的设计方案是假想的所以就可以跳过这一步骤了之后就是繁杂的采买和施工了。
整个房间通过几个亮点和具有代表性的装饰来体现我的简洁时尚设计风格。从进门的鞋柜和衣柜独特的设计营造一个简约的感觉,加上墙体壁纸及烤漆玻璃的选材凸显时尚气息在整个房间设计过程中酒柜的设计更能体现出现代人对于夜生活的一种憧憬。更具年轻气息,简单的设计更体现出了最具前沿的低碳理念设计。使用更少的耗材打造更简约时尚的方案同时也是今后房屋设计的趋势。那么写到这里我的整套设计方案就简单的介绍完了。所以希望我的设计理念能给一些设计师更多的启迪。
参考文献:
[1] 金元:《中国建筑艺术》,北京大学出版社,2005
[2] 张洪宇:《建筑材质学》,香港中文大学出版社, 2003
[3] 刘云涛:《跨世纪中国城市建筑》,中山大学出版社,2000
关键词:建筑;结构设计;优化方法
中图分类号:TU318文献标识码: A
一直以来,居民住房问题是整个社会的焦点问题,房屋建筑设计也成为大家关注的话题。建筑结构设计必须从多个层面去考虑,首先是对工程建筑成本的投入和预算,工程竣工后怎么使用,还要在设计的同时尽可能地满足居住、使用者对建筑的各种需求等,所以在建筑机构设计优化方面提出了更高更多的标准。
一、建筑结构设计优化的意义
国家宏观调控力度在不断加大,原材料价格在不断上涨,在工程建设前期挖掘潜力,节约建筑成本、科学优化设计,有利于节约建筑原材料、保护环境,符合国家“低碳、节能、环保”理念,利国利民。
建筑工程造价中建筑结构成本大约占到总造价的50%,对建筑结构进行优化设计可以在很大程度上降低上程总造价,节约工程造价成本。建筑结构优化设计能有效的节省房屋建筑的投资成本,具有巨大的经济价值。据统计因为在设计过程中,设计质量差,造成功能布置不合理,相关专业工程师没有相互沟通,导致在施工过程中出现进行修改及返工现象,更是没法控制施工工期。同时因为工程存在安全隐患、工程质量差等问题,使得投资经常被消耗浪费。所以通过建筑结构设计优化可以减少投资浪费、降低安全隐患,有效的提高工程设计质量。
二、满足建筑结构设计优化的要点
首先,在完成建筑结构优化设计时安全性是首先要考虑的因素;其次,在社会不断进步、科学技术快速发展的背景下,人们的思想也在随之发生改变,在这些改变的基础上,人类在建筑功能上的要求也越来越多;再次,在建筑结构优化设计方面,应该从节能环保建材、优化建筑结构整体布局来实现节能环保。在建筑施工过程中产生的废弃材料要做好科学处理,注意废水排放的方式;最后,在确保安全稳定、功能全面、节能环保的同时降低投资成本才是建筑结构优化设计的经济性所在。
三、结构设计优化技术在应用中的问题
结构设计优化方法应用于实践之中,是目前一个比较广泛的课题,利用结构优化的方法在适用性能不改变的前提下使工程造价有所降低。结构设计优化设计应用于项目的前期设计、整体设计,抗震设计、旧房改造等设计的各个部分,多种效益都是非常可观的。在模型进行实践以及按照结构设计优化方法过程中,要注意以下几个方面。
(一)前期的设计参与
建筑总投资受前期方案的直接影响,所以现在存在的问题大都是前期方案阶段结构设计并不参与进行,建筑师进行设计方案时大多也不考虑结构的可行性及合理性,而建筑设计的最终结果却直接对结构设计造成影响,某些方案可能会增加结构设计的难度,并使得建筑总投资提高。如果在方案初期,结构优化设计就能参与进来,那么我们就能针对不同的建筑类别,选择合理的结构形式,合理的设计方案,获得一个良好的开端。
(二)地基基础的结构设计
地基基础的结构设计优化首先就是选择最恰当的方案,如果为桩基础,一定得依据施工现场的具体情况选择桩基类型,节省成本,减少不必要的浪费。对灌注桩的选择影响较多的就是桩端持力层,应多进行比较以确定最合适的方案。
(三)细部结构设计优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况,设计过程中需要设计人员灵活运用结构设计优化方法,达到最佳的效果。与宏观把握相对应,设计过程同时要注意对于细部结构设计优化,比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝,可划分为矩形板。注意钢筋的选择,I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多,但是他们的极限抗拉力却相差很大,所以在塑性满足要求的情况下,现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做立面设计的时候,外立面上的悬挑板及配筋,满足基本的规范要求即可,达到既安全又经济的目的。
三、建筑结构设计优化方法
我国社会经济不断发展,人们的生活水平也不断提高,对房屋的设计质量和居住舒适度要求也越来越高,但由于人口增长迅速和土地资源有限,再加上近几年房价迅速飞涨态势,人们对于居住的房屋设计,包括空间设计、成本控制等方面要求越来越高,若对民用建筑结构进行优化设计,可有效降低成本,从根本上实现经济效益。设计人员在设计民用建筑结构时,应严格遵守经济、合理等原则,采用先进的现代化房屋设计理念,制定经济合理的房屋建筑方案,以实现减少工程造价、达到经济利益最大化的目的。结合实际,从具体实际情况出发,选择正确、合理的计算参数,有效完成结构计算。
(一)不可盲目依赖计算机
计算机功能毕竟不是绝对万能的,计算机程序本身也存在很多漏洞,所以结构设计人员不可完全依赖计算机完成结构计算,否则很容易出现计算结果出错的情况。设计人员应该对结构计算做出基本分析,还要清楚了解计算机程序的应用范围、理论基础与限制条件等。
(二)合理运用材料
材料是建筑结构的最基本物质,对材料选用必须要求合理、规范。所有材料都是宝贵的物质财富,都必须充分利用起来,不可浪费。将材料合理运用到结构构件的具体空间、环境特点以及力学特性上来,正确处理好一些边角材料,提高材料的利用率,降低投资成本。
(三)做到数据录入精准无误
建筑实施过程中数据的作用是十分重要的。结构尺寸、荷载及几何图形等数据记录,做的时候必须耐心核对,认真仔细。尽量避免因数据计算结果出现误差或错误,不然一定会为其付出悲痛的代价。
(四)加强建筑结构设计深度
民用建筑结构设计时,存在设计粗糙、标注不全、图纸偷工减料、图纸缺漏等问题,这主要由于设计师设计水平有限或缺乏责任心,严重影响了结构设计的安全性和整个建筑工程的质量。因此,为提升建筑结构设计深度和质量,设计师应注重自身设计能力的提升,并端正工作态度,做到认真负责。
(五)注重整体意识和具体空间的结合
整体把握好结构同结构之间,以及结构同构件之间的关系。来创造你自己与大自然、与这个场所、与这里的传统的对话,并将它们融入你心中的童话。同时将建筑物的空间性、时间性、安全性等纳入其中,让建筑物发挥出时代气息、科技气息、人文气息,从某种意义上应该更具有生物气息,要使建筑与人类、与自然相互衬托,实现社会与人类、自然的和谐发展。
(六)注重提高结构体系设计水平
在民用建筑结构设计中,普遍存在抗震结构不合理、规则性差以及楼层错层等情况,这与选用结构体系不合理有很大关系,因此,优化结构体系设计很有必要。
(七)重视实际结构与计算模型的差异
计算机所使用的结构计算程序从理论上来讲,是一种虚拟的计算模型。尽管这种虚拟的计算模型非常科学、严谨。因为现实的结构受力不是计算机可以直接处理的,所以用到现实中来又存在一些差异。必须从实际出发,不能忽视计算模型与实际结构的差异,将各种可能影响建筑结构的因素综合参考,确定好它们之间的约束关系,反复核对计算结果,仔细检查计算过程。确保结构设计和计算结果的正确性。
结语
总而言之,结构设计是个系统、全面的工作,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃、认真、负责的工作态度。通过概念设计、正确的计算及合理的构造措施来保证,设计要在实践过程中不断的研究、探索和创新,使其经济性和适用性的目标得以实现。
参考文献: