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房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化探究

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房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化探究

摘要:人們對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高,除了要滿足房屋建筑的實用性之外,還要確保房屋建筑的安全、美觀、舒適。其中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法是影響房屋設(shè)計效果的關(guān)鍵因素之一,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法直接影響這房屋建筑結(jié)構(gòu)的變化。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度較大,對設(shè)計人員的要求較高,設(shè)計人員必須要掌握扎實的專業(yè)知識和豐富的技能經(jīng)驗,才能夠很好的適應(yīng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的要求。基于此,文章就此探究了優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:房屋建筑;建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化技術(shù);應(yīng)用研究

1探討優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

1.1能夠有效的提升建筑材料的利用效率

為了獲得更豐富的經(jīng)濟(jì)效益,在保障房屋建筑的質(zhì)量的前提下,需要通過開展科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來有效的節(jié)約資金,提高資金的利用效率。從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際操作來看,結(jié)構(gòu)性能良好的方案所使用的結(jié)構(gòu)材料并不一定是價格最高的,性價比高的材料也能夠發(fā)揮出最佳的結(jié)構(gòu)性能。這就要求設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要把提升材料利用率作為工作重點。設(shè)計人員要通過綜合應(yīng)用各種新型材料。例如:預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等新型的建筑材料,提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和最終效果。同時,新型材料在許多方面有明顯的優(yōu)勢,如鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度、抗變形能力方面有明顯的優(yōu)勢。鋼管和混凝土材料的有機(jī)結(jié)合,能夠大大提升該材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。通過充分、高效的利用鋼管對混凝土的作用,使該結(jié)構(gòu)呈三向受壓的狀態(tài),進(jìn)而顯著提升該材料結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度。相較于普通的鋼管結(jié)構(gòu),鋼管混凝土能夠在其自重和承載力保持一致的前提下,有效的節(jié)省將近一半的鋼材,能夠很好的簡化原本需要實施的焊接工序,減少工作人員的工作任務(wù)量。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)與混凝土相比,能夠減少將近一半的構(gòu)件截面面積,相應(yīng)的就減少一半左右的材料用量。能夠在有效的節(jié)省材料的同時,提升材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度,大大提升材料的利用率,在保障建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時,還能夠有效的控制工程項目成本,提升材料的利用率[2]。

1.2能夠很好的推動建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性的提升

隨著高層建筑數(shù)量的增加,建筑墻體和柱的面積也在不斷的擴(kuò)大,建筑結(jié)構(gòu)的自重不斷增大,各種管線鋪設(shè)的長度也越來越長。也就是說,如果建筑的層高降低,所使用的建筑材料也會相應(yīng)的減少,還能夠有效的提升建筑的抗震性。如果建筑的高度降低,兩棟建筑之間的日照距離也會相應(yīng)的發(fā)生改變,最終有效的減少用地面積。如果建筑面積相同,采用接近于方形的形狀,相對的能夠減少房屋建筑外墻的周長系數(shù),就能夠減少建筑基礎(chǔ)裝修和建筑內(nèi)表面和外表面的裝修,進(jìn)而有效的推動房屋建筑經(jīng)濟(jì)性的提升。合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,能夠從整體上節(jié)省房屋建筑工程造價,為建筑工程企業(yè)爭取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2簡要概述現(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的內(nèi)容不夠完善、詳盡

房屋建筑工程建設(shè)離不開圖紙,設(shè)計圖紙是開展房屋建筑項目工程建設(shè)必不可少的要素之一。開展房屋建筑工程項目施工的各個步驟、各個環(huán)節(jié),都需要圖紙作為參考和引導(dǎo)。只有設(shè)計完善、詳細(xì)、科學(xué)的結(jié)構(gòu)圖紙,才能夠為后續(xù)開展項目施工提供便利支撐,從而有效的避免后續(xù)施工出現(xiàn)不必要的變更、修改的問題。但是現(xiàn)階段部分單位設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖紙并不詳盡,許多細(xì)節(jié)并未落實到位,對于建筑結(jié)構(gòu)類型、抗震等級要求并未按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)標(biāo)明,也沒有詳細(xì)的列舉有關(guān)墻體材料類型的內(nèi)容。由于一些結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的專業(yè)性不強(qiáng),未能按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行科學(xué)、合理的圖紙繪制,圖紙中所涉及的內(nèi)容標(biāo)識不清晰,內(nèi)容不準(zhǔn)確,給房屋建筑施工造成了嚴(yán)重的消極影響,成為引發(fā)安全事故問題的導(dǎo)火索。

2.2房屋建筑基礎(chǔ)選型不夠合理

房屋建筑的功能性固然重要,但也絕不能忽視其安全性。提升房屋建筑的安全水平,需要有關(guān)人員從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中著手,提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。建筑工程的安全水平受到多個方面因素的影響,例如建筑結(jié)構(gòu)選型科學(xué)與否、使用材料是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求、建筑結(jié)構(gòu)的承載性是否符合標(biāo)準(zhǔn),等等。然而現(xiàn)階段我國建筑行業(yè)存在明顯的基礎(chǔ)選型不合理的問題,房屋建筑承載性不能符合標(biāo)準(zhǔn)要求,房屋建筑施工基礎(chǔ)差,后期建筑物發(fā)生不均勻沉降等等。這一系列問題隨之而來,最終引發(fā)嚴(yán)重的房屋建筑安全事故。

3探討優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的基本原則

3.1堅持功能性原則

房屋建筑既要滿足用戶的居住需要,還要具備其他多項功能。隨著人們物質(zhì)文化水平的有效提升,人們對住宅的要求也越來越高。因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要堅持功能性的原則,切實為用戶創(chuàng)造更良好的居住體驗。

3.2堅持經(jīng)濟(jì)性原則

由于房屋建筑設(shè)計所涉及的內(nèi)容有很多,開展設(shè)計工作、施工建設(shè)都需要用到大量的施工建設(shè)材料和相關(guān)工藝技術(shù)。只有優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,才能夠有效的節(jié)省房屋建筑建設(shè)成本。人們物質(zhì)生活水平的提升,房屋建筑建設(shè)施工的成本也在不斷的增加。在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時,設(shè)計人員需要充分的討論成本問題,有效控制成本,在保證項目建設(shè)的質(zhì)量和安全性的前提下,做好對資金支出問題的有效控制,提升預(yù)算規(guī)劃的科學(xué)性和有效性,才能夠更好的推動房屋建筑工程項目有序、平穩(wěn)、高效進(jìn)行。

3.3堅持安全性原則

安全性是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要堅持的最基本、最首要的原則。房屋建筑的安全性直接影響人們的人身安全和財產(chǎn)安全。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中,設(shè)計人員需要把安全性原則作為基礎(chǔ)性原則,綜合考慮各方面因素,排查房屋施工建設(shè)的安全隱患問題。要落實好安全管理工作,加強(qiáng)安全教育宣傳力度。

4探討優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體方案

4.1從整體上優(yōu)化方案設(shè)計

推動建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的整體水平和質(zhì)量,需要有關(guān)單位首先對建筑方案展開科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計。具體來講,可以從以下幾方面著手。第一,要科學(xué)分析統(tǒng)籌各項因素,全方位定位,要建立在整體的視角上,科學(xué)統(tǒng)籌各項資源和各類技術(shù),確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法能夠符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。第二,要做好原材料質(zhì)量控制。要確保各個部件、各個材料質(zhì)量合格,確保各個部件的功能符合標(biāo)準(zhǔn)要求,能夠正常、充分發(fā)揮。第三,要充分的分析和考量外部因素。有關(guān)單位要做好對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計外部影響因素的有效控制,做好對人力、物力等方面消極因素的有效控制,嚴(yán)格排查出影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的風(fēng)險和隱患問題[3]。第四,要進(jìn)一步簡化內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)很繁雜,在開展設(shè)計工作時很容易出現(xiàn)計算誤差的問題,造成房屋建筑建設(shè)成本增加,不利于開展成本控制工作。為此,有關(guān)單位需要合理控制影響因素,簡化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。簡化建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)容,需要按照建筑設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實施。以房屋抗震設(shè)計工作為例,設(shè)計人員要首先明確結(jié)構(gòu)框架設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),按照力學(xué)原理,進(jìn)一步提升結(jié)構(gòu)的平衡性和穩(wěn)定性,要有效簡化抗震設(shè)計的相關(guān)因素,減輕建筑物的抗震負(fù)載力,從整體上促進(jìn)結(jié)構(gòu)抗震性能的提升,并制定符合抗震設(shè)計要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),在保證建筑結(jié)構(gòu)承載力的同時,簡化建筑結(jié)構(gòu)[4]。如下圖1所示:

4.2地基的優(yōu)化設(shè)計

地基設(shè)計是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)性內(nèi)容。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,需要把地基的優(yōu)化設(shè)計作為設(shè)計工作的關(guān)鍵。在開展設(shè)計工作之前,設(shè)計人員需要詳細(xì)、全面的考量地基的實際情況,做好科學(xué)的地質(zhì)勘測,科學(xué)分析和計算地質(zhì)承受力,還要堅持安全性原則,有序、安全、高效的落實好項目安全實施。項目負(fù)責(zé)人要肩負(fù)好自身的職責(zé),全面、細(xì)致的分析地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素,并以此為依據(jù)做出科學(xué)預(yù)案,綜合考慮各方面影響地基設(shè)計的風(fēng)險隱患,清晰、明確的梳理安全問題。在施工現(xiàn)場還要安裝防護(hù)設(shè)備。

4.3優(yōu)化剪刀墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的強(qiáng)度和抗震性能,有關(guān)單位需要高度重視剪刀墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計,高效、廣泛的應(yīng)用剪刀墻。良好的剪刀墻結(jié)構(gòu),能夠大大提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,減少事故問題產(chǎn)生的可能,提升建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)對自然災(zāi)害的能力,為人們創(chuàng)造更加安全的居住環(huán)境和生活環(huán)境??茖W(xué)設(shè)計剪刀墻結(jié)構(gòu),需要設(shè)計人員做好剪刀墻重量的均勻分布,要確保建筑平面的剛度和房屋建筑各層的結(jié)構(gòu)重點能夠保持一致。設(shè)計人員需要關(guān)注剪刀墻的承重,關(guān)注剪刀墻水平方向的相關(guān)問題,綜合考慮剪刀墻的角度平衡的問題。在進(jìn)行施工建設(shè)的過程中,設(shè)計人員還要結(jié)合項目建設(shè)的實際情況,綜合分析剪刀墻的承受能力,科學(xué)計算相關(guān)數(shù)據(jù),明確工程項目的實際需要,盡可能的提升剪刀墻結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

4.4做好建筑結(jié)構(gòu)電氣系統(tǒng)的設(shè)計

設(shè)計人員需要高度重視電氣系統(tǒng)設(shè)計和電氣安裝的相關(guān)問題。設(shè)計人員要以導(dǎo)向的方式為基本方式,做好電氣系統(tǒng)在樓板、墻體等位置的安裝。要按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)備安裝,確保電氣安裝的科學(xué)性。在施工建設(shè)的過程中,可能會出現(xiàn)電氣穿過梁體的情況,為此,有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)預(yù)留好孔洞,將梁體和墻體的寬度設(shè)置為一致,避免出現(xiàn)管線暴露在墻體之外的問題。由于房屋建筑中電梯部位有很多的建筑構(gòu)件,設(shè)計人員需要根據(jù)實際情況,科學(xué)計算電梯部分的相關(guān)內(nèi)容,保證電氣系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性,一切為房屋建筑施工服務(wù)。

4.5優(yōu)化排水系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計人員在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計時,應(yīng)當(dāng)以強(qiáng)度、荷載力為依據(jù),科學(xué)、有序的配置機(jī)械設(shè)備。特別要對地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,要科學(xué)計算管道預(yù)留尺寸和深度,做好對建筑樓板鉆孔位置的管理,做好加固[5]。設(shè)計人員還要提升對水平方向管線的關(guān)注度,盡可能的避免貫穿梁體的情況。如果一定要穿過承重墻,有關(guān)人員需要按照規(guī)范要求,細(xì)致、科學(xué)的進(jìn)行加固處理,切實提升排水管網(wǎng)設(shè)計的科學(xué)性。

4.6做好室內(nèi)裝修設(shè)計

做好室內(nèi)裝修設(shè)計,包括空間尺寸設(shè)計、建筑內(nèi)家具尺寸設(shè)計、室內(nèi)色彩設(shè)計、室內(nèi)活動區(qū)域設(shè)置、休閑區(qū)域和游戲區(qū)域的設(shè)置。設(shè)計時,設(shè)計人員要充分考慮到用戶的實際需求,還要滿足人體工學(xué)要求,按照人站立、坐臥等的尺度科學(xué)展開之內(nèi)裝修設(shè)計。設(shè)計人員還要善于利用自然能源,結(jié)合溫度、濕度等開展裝修設(shè)計,進(jìn)一步節(jié)省能源消耗。綜上,文章介紹了建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要性,分析了當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況,列舉了當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用需要堅持的原則,最后探討了建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用的具體方案和技術(shù)創(chuàng)新,其需要有關(guān)單位和設(shè)計人員從以往的實際工作中著手,吸取經(jīng)驗教訓(xùn),做好案例交流,做好專業(yè)知識技能的培訓(xùn)和交流活動,切實提升建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的創(chuàng)新,提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的整體水平,希望能夠為有關(guān)單位開展相關(guān)工作提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

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作者:張虎 單位:甘肅寧遠(yuǎn)建筑設(shè)計院有限責(zé)任公司