《試論房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《試論房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用(3頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、試論房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用
【摘要】建筑是將力與巧相互融合在一起,設(shè)計(jì)師巧妙的將結(jié)構(gòu)和美觀這兩個(gè)設(shè)計(jì)相互結(jié)合到一起從而形成一件精美的建筑。而房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求達(dá)到五種效果:適用、安全、經(jīng)濟(jì)、施工、美觀,所以我們需要設(shè)計(jì)出更好的方法,科學(xué)地進(jìn)行實(shí)踐,節(jié)約總造價(jià),但是卻可以實(shí)現(xiàn)建筑的終極目標(biāo):安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性。這就是我們所說(shuō)的花最小的資源,創(chuàng)最大的利益。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)優(yōu)化;探討;應(yīng)用
序言
建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)房屋的建筑結(jié)構(gòu)時(shí)要滿足設(shè)計(jì)意圖這個(gè)基本要求,而平面布置過(guò)程中要符合對(duì)稱(chēng)與規(guī)則的要求,還要極大限度將剛度和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)中心的差異縮小,這樣,在水平荷
2、載下的建筑物就不會(huì)因重量過(guò)大而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。在建筑結(jié)構(gòu)的豎向布局上,不僅要達(dá)到它的基本功能,而且要在盡量不使用轉(zhuǎn)換層的條件下,讓豎直方向下的承重構(gòu)件在上下方向下保持暢通,以此來(lái)避免在結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)上出現(xiàn)困難。豎向剛度應(yīng)該盡量使用漸變方式,而不要采取突變方式,以免因?yàn)樵谒胶奢d作用下從而出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。
建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行工程項(xiàng)目及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,要時(shí)刻牢記我們研究的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終目的,即要將設(shè)計(jì)對(duì)象的基本使用功能加強(qiáng),可靠性提高,完善設(shè)計(jì)對(duì)象。然后通過(guò)科學(xué)合理的計(jì)算來(lái)選擇一個(gè)最適合最令人滿意的方案。
1.房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型與方案
房屋建筑工程在分部結(jié)構(gòu)方面上需要優(yōu)化設(shè)計(jì)的
3、有以下幾點(diǎn):房屋屋蓋系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化和圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)優(yōu)化。根據(jù)如上的優(yōu)化設(shè)計(jì),還需對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行分析造價(jià)、選型、受力、布置。但是在真正的施工過(guò)程中,要將實(shí)際情況與工程的具體實(shí)施情況相互結(jié)合,是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠得到優(yōu)化,綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)也能夠?qū)崿F(xiàn)。
1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是運(yùn)用科學(xué)計(jì)算方法以及從各種各樣的影響變量中選出那個(gè)最主要的參數(shù)來(lái)建立函數(shù)模型的優(yōu)化方案。它的步驟分為結(jié)構(gòu)優(yōu)化建立模型大概分為以下幾個(gè)步驟:合理選擇其中的主要參數(shù),而這個(gè)參數(shù)要選擇對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)影響比較大的參數(shù),然后將這些參數(shù)分門(mén)別類(lèi),對(duì)于那些對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)沒(méi)有很大影
4、響的參數(shù)我們將它作為預(yù)訂參數(shù),那么函數(shù)模型中的計(jì)算量將可以大大減少。目標(biāo)函數(shù)確定之后,找出最優(yōu)解。最后確定約束條件,它包括裂縫寬度約束、尺寸約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、應(yīng)力約束。在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,那些規(guī)范要求絕對(duì)不能忽視。
1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要設(shè)計(jì)出多個(gè)變量以及約束條件,但是我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)定計(jì)算方案時(shí),一般都是無(wú)約束條件進(jìn)行計(jì)算,而使用方法有符合型法和拉式乘子法。那么要在計(jì)算方案設(shè)定中獲得最優(yōu)化的結(jié)果那就要求編制出與之相互適應(yīng)的運(yùn)算程序了。
2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用所面臨的幾個(gè)問(wèn)題
目前較為廣泛的一項(xiàng)措施是將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)真正的應(yīng)用到實(shí)踐中去,然后在不改變使用
5、性能的前提下,從而降低工程的造價(jià),結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在很多方面都能產(chǎn)生極大的利益:前期設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)、舊房改造。在時(shí)間應(yīng)用這個(gè)方面中,如下幾點(diǎn)應(yīng)當(dāng)注意。
2.1前期參與
整體的建筑投資取決于是否確定了前期方案,但關(guān)鍵問(wèn)題在于它并沒(méi)有參與其中,建筑師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)忽視了建筑工程中設(shè)計(jì)的合理性與可行性,但是,建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是緊密相連的,甚至?xí)黾涌偼顿Y以及設(shè)計(jì)的難度。為了在之前就可以根據(jù)建筑類(lèi)型來(lái)選擇結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)方案,我們必須要在方案初期就有一個(gè)合理的設(shè)計(jì),這樣才能有一個(gè)扎實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
概念設(shè)計(jì)因?yàn)闆](méi)有具體的數(shù)值,所以就需要設(shè)計(jì)人員將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方
6、法運(yùn)用的更加靈活,以便將效果發(fā)揮到最好。在優(yōu)化細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中,細(xì)節(jié)部分尤為重要,例如:可以將出現(xiàn)裂縫的異形板改成矩形進(jìn)行合理的運(yùn)用。
2.3地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
合理的方案是地基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否能夠優(yōu)化的關(guān)鍵,對(duì)于樁基礎(chǔ)來(lái)說(shuō),要根據(jù)地質(zhì)條件來(lái)選擇,而灌注樁的樁長(zhǎng)取決于樁基層力,所以要進(jìn)行多方比較,從而選出最合適的那個(gè)方案。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用
3.1降低建筑總造價(jià)
在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中,建筑層數(shù)增加,總的建筑面積也會(huì)相應(yīng)增大,那么單位建筑面積就自然減少了,這樣,土地占用面積也減少了,但是樓層層數(shù)增加,每棟樓之間的間距增加,導(dǎo)致基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載增加,結(jié)果我們又要通過(guò)擴(kuò)大土地的占用面
7、積來(lái)增大它的基礎(chǔ)。雖然這樣做可以降低單位面積,但是效果就不怎么顯著了。
3.2提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性
建筑的層數(shù)提高,墻體面積與柱體積自然也會(huì)增加,那么結(jié)構(gòu)的自重增加,它的承載力也會(huì)相應(yīng)增加,毫無(wú)疑問(wèn),必須要加長(zhǎng)水、電氣管線,如果降低層數(shù),可以節(jié)約用料、抗震等,當(dāng)建筑的高度減少,建筑之間的日照距離也會(huì)縮短,用地面積也減少了。相同的建筑面積,那么就選擇平面形狀不同的,這樣外側(cè)周長(zhǎng)自是不同的,我們都知道如果平面模型較為合理,那么許多方面都會(huì)相應(yīng)減少,例如:外墻砌體、外墻周長(zhǎng)、內(nèi)外表裝修、基礎(chǔ)設(shè)施等。同時(shí)如果還能將受力性能提高,那么建筑的經(jīng)濟(jì)性也會(huì)提高。優(yōu)化方法的是將建筑各部分單元協(xié)調(diào)起來(lái)運(yùn)用的,不
8、僅可以更加美觀,實(shí)用性也會(huì)增強(qiáng),再者工程造價(jià)也能減少,做到這樣,效益要求也能輕松達(dá)到了。
目前,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越關(guān)心居住條件及生活環(huán)境,通過(guò)這種優(yōu)化技術(shù)來(lái)優(yōu)化建筑房屋,可以將其結(jié)構(gòu)與美觀相互結(jié)合起來(lái),而要改善我們的居住環(huán)境就要做到便利、適用、安全、經(jīng)濟(jì)。對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的理念來(lái)說(shuō),必須以實(shí)際情況作為標(biāo)準(zhǔn),就如工程建設(shè)的實(shí)際情況,它是通過(guò)控制造價(jià)的成本來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的,它是結(jié)合許多方案來(lái)建立的一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型,它的內(nèi)容包括建筑屋蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案,它需要將那些關(guān)鍵的、具有不同影響作用的參數(shù)科學(xué)的進(jìn)行運(yùn)算,最后才可能確定建筑工程的優(yōu)化方案。它的優(yōu)化設(shè)計(jì)有很
9、大的意義重大,不僅提高了建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、受力性能,減少原料使用、內(nèi)外表的裝修自己用地面積,而且極大限度的將工程的成本造價(jià)降低了。根據(jù)大量的數(shù)據(jù)表示,如果對(duì)它進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以節(jié)省25%左右的工程成本造價(jià)以及合理化的使用施工材料性能,讓建筑工程的結(jié)構(gòu)內(nèi)部中的各個(gè)單元充分地進(jìn)行相互協(xié)調(diào),提高建筑工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。
在現(xiàn)實(shí)生活中,房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)有物美價(jià)廉、集美觀與實(shí)用于一體以及節(jié)約工程造價(jià)的效果。在任何的一個(gè)投資者的眼中,考慮的因素最主要的是工程成本能否在長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)的實(shí)行下得到有效節(jié)約,以此實(shí)現(xiàn)科學(xué)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,花最小成本,獲最大利益。
4.結(jié)論
造價(jià)是房屋建筑工
10、程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中最值得考慮的一個(gè)因素,這個(gè)技術(shù)的運(yùn)用可以帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。因此,設(shè)計(jì)人員要堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)性、合理性以及適用性為原則,結(jié)合現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段,選擇出一種設(shè)計(jì)方案,可以在降低工程的造價(jià)的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。
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