探析建筑结构设计优化设计新方法

2016-03-16周元君

环球市场 2016年13期

关键词：房屋结构探析结构设计

周元君

广州宝贤华瀚建筑工程设计有限公司

探析建筑结构设计优化设计新方法

周元君

广州宝贤华瀚建筑工程设计有限公司

房屋建筑结构设计在房屋建筑物质量与使用性能方面发挥着重要作用，是建筑工程中的关键施工阶段。在实际的建筑房屋结构设计过程中，由于没有注重设计的科学性，就造成了诸多方面的质量问题。通过对建筑结构设计优化设新方法的探析，对实际就有着指导作用。

建筑结构；优化设计；设计方法探究

前言

建筑房屋的结构设计的合理性是保障建筑整体质量的基础，在这一环节就要能充分重视。通过对建筑结构设计优化设新方法探析，为我国今后的房屋建筑结构创新性设计提供合理性参考。

1　建筑结构优化设计的具体步骤

1.1房屋结构设计的目标函数选择

设计人员在对房屋建筑结构进行优化设计的过程中，首先应当确定建筑结构的目标函数，采取相应方法对房屋建筑所能达到的安全标准以及面积参数进行确定，再根据房屋建筑的工程材料情况，准确计算房屋建筑结构优化设计的工程造价。设计人员需要对计算出的几种工程造价方式进行判断，尽量选择工程造价最低的方案，以此实现控制房屋建筑结构工程总造价的目的。

1.2房屋结构设计的变量选择

设计人员在进行目标函数的正确选择后，还应该进行房屋建筑结构的变量选择。变量选择具体是指设计人员对可能会影响房屋建筑结构设计的因素进行分析与研究，选择其中影响程度最大的一个变量因素进行计算与控制，以此达到变量选择的实际效用。在房屋建筑结构的设计中，正确选择变量因素，直接影响到房屋建筑结构设计的相关内容。

1.3房屋结构设计的约束条件选择

通过在建筑结构可靠度的优化与创新，对房屋建筑结构当中定量与约束条件内容进行准确判定，把约束条件都限定于房屋建筑结构的工程标准以内，以此实现最优化的房屋建筑结构设计。例如，设计人员在对应力、尺寸大小以及结构强度等因素的约束条件进行判定的过程中，应根据房屋建筑结构的实际情况进行选择，以此提高结构设计工作的规范性与科学性，为之后的工程施工建设奠定良好的基础。

2　建筑结构设计优化与创新的具体措施

2.1采用拓扑优化的措施

通过对我国房屋建筑结构设计中存在的问题进行探究，我国现阶段的建筑结构设计急需进行相应的优化与创新，设计人员在实践工作中应采用拓扑优化的措施，利用建筑结构的刚度条件与理想化分布情况，有效提升房屋建筑结构的整体质量。设计人员在对房屋建筑进行优化设计时，应准确寻找到建筑结构的理想化分布方式，通过对建筑结构的刚度与其他属性进行分析，采用拓扑优化的设计优化措施，有效减小房屋建筑结构的重量，使房屋建筑结构设计的性能显著提升。设计人员在实践工作中应充分认识到拓扑优化方法优势，利用拓扑优化方法使建筑结构的设计转变为概念性的结构设计方法，有效提高房屋建筑结构设计的逻辑性，使设计人员在探究建筑结构最优化分布形式的过程中能够更好地挖掘建筑结构的经济效益，为住户带来更加舒适的感官体验。

2.2采用外形优化的措施

现阶段我国的建筑结构设计急需进行相应的优化与创新，设计人员在实践工作中应采用外形优化的措施，在固有截面优化方法的基础上，对建筑物结构框架与内部形状等情况进行相应的调整与完善，进一步提高建筑结构设计的质量。

房屋建筑结构设计人员在实践工作中，首先应了解与掌握房屋建筑的整体情况，根据我国现阶段的建筑结构设计标准，对初始设计方案进行适当的修改。采用外形优化的设计方式，应该以房屋建筑的设计标准来划分建筑结构的外形特征，在设计过程中主要采用杆系结构以及连续性结构。其中，杆系结构的外形设计，应注重选取建筑结构的节点坐标，将节点坐标作为设计变量，以此满足外形优化设计的相关要求。

2.3采用截面优化的措施

房屋结构的细节是体现房屋建筑整体可靠性与安全性的重要内容，设计人员在处理房屋建筑截面的过程中，应具体考虑到截面结构的可靠性与安全性，对截面部位进行科学运算，以此提高截面结构的美观性与稳定性。在建筑设计的截面优化过程中，设计人员应严格按照计算数据进行操作，提高运算的准确性，以此确保建筑物截面的稳固性，提高建筑的使用寿命。

3　建筑结构设计优化方法的应用探究

第一，注重结构优化的层次性。将建筑结构设计方法在房屋结构设计中的应用体现在多个方面，对整体的结构优化方面就要能注重结构设计的层次性以及复杂性。对房屋建筑设计的体系以及结构体系和安装设计体系的相关内容得以重视，设计人员要能对下属体系的优化得以充分重视，将工程叠加的目标得以有效实现。

第二，加强对结构设计中的剪力墙结构布局。对房屋结构的上部结构的优化设计中，就要能充分重视剪力墙的科学化布局，对剪力墙的质量均匀度要得以充分保障，还要能注重楼层结构中心和楼层平面刚度中心的有效结合。这样就能够对风力和地震等外部因素对其产生的影响。在房屋的类型上如果允许，就可通过对大开间剪力墙构造加以应用，以及对墙肢长实施增加措施，这对剪力墙的刚度就能得到有效保障。

第三，结构设计中注重设计的协调性。房屋结构设计过程中，对建筑结构设计优化方法的应用，就要能在协调性方面得以充分体现。将建筑结构和整体平面间的配合紧密度要得到有效强化，在对房屋结构设计中的墙以及柱的布置过程中，就要能和房建平面功能实际需求得到有效保障，在房建的开间以及进深等方面要得以充分保障，在整体的房屋结构的系统要体现出简洁化，在每层的截面以及高度都要能得以充分保障。

第四，对结构设计的系统化要充分重视。对围护以及屋盖系统等结构进行的优化设计。这就要能够对多方面的内容进行考虑，在房屋结构的选型以及布局和造价等各个层面都要加强理论的分析。在对房屋结构设计的功能上满足基础上，通过竖直方向布置来让竖直方向相应承重构件能得以贯通，在结构的设计上尽量保持对称性等。