有建筑哲学观点认为我国建筑界重认识论、方法论的研究, 轻本体论和价值论的研究。在这种理论研究指导下, 难免出现城市建筑无特色、建筑与环境不协调的设计。基于现实中的问题, 笔者从平面设计价值观、平面设计功能、平面设计手法等三个方面来论述应对之道。
1,建筑设计时,平面形状的变化原则上应使围护结构的总面积越小越好, 建筑的长度、宽度变化可以控制在一定范围以内,以求最经济、最合理的节能面积。据资料统计:长度小于100米,能耗增加较大,从100米减至59米能耗增加8%―10%,从100米减至25米, 对于五层住宅能耗增加25%bck体育官网手机版,九层住宅能耗增加17%―21%。如对于九层的住宅建筑,宽度由1米增加到14米,能耗可减少6―7%, 宽度增大到15―16米,则能耗可减少,12―14%。建筑栋深即建筑物沿纵向轴线方向的总尺寸。对于单间建筑物来说,当其层数相同而栋深不同时,栋深加大,建筑物的传热、耗热指标明显降低。这表明加大栋深具有显著的节能效果。
2,建筑平面布局对建筑建筑节能有很大的作用,尤其是冬季热损失的变化,那么怎样进行合理的平面布局?
(1)热环境的合理分区尤为重要,由于人们对不同室内环境的使用要求及其在其中的活动状况各不相同,因而,人们对不同室内环境的要求也各异。在设计中,应根据这种对热环境的需求合理分区, 即对热环境质量要求相近的房间相对集中。这样做既有利于对不同区域分别控制,从而取得最大限度利用日辐射保持室内具有合适的温度, 同时减少能耗的效果。
(2)温度阻尼区的设置的影响。为了保证主要使用空间的室内热环境,可在该热环境区与温度很低的室外空间之间,结合使用情况设置各式各样的温度阻尼区,这些阻尼区就象一道“热闸”,不但可使房间外墙的传热损失减少40%―50%,而且大大减少了房间的冷风渗透,从而减少了建筑的渗透热损失。设于南向的温度阻尼区常可当作附加日光间来使用,这是冬季减少耗热的一个有效措施。
(1)我们来看一下朝向与节能的关系。从节能的角度出发, 如果总平面布置允许自由考虑建筑物的形状、朝向。由此,我们应选择长方体型、南北朝向。
(2)是建筑之间的间距、密度与节能的关系。建筑间距从节能的角度考虑,我们当然希望南墙面的太阳辐射面积在整个采暖季节中不要因其它建筑遮挡而减少。在公共型建筑如医院、福利院等尤为重要,住宅的日照间距也要求较高,这里最重要的我们不能忽视的是bck体育官网入口, 建筑密度的增加将导致建筑日照的减少,但在用地十分紧张的条件下过分地减少建筑密度又造成浪费,故需在保证节能效益的前提下提高建筑密度。适当缩短南墙的日照时间,把南墙面日照时间缩短为10―14点,因为在这段时间太阳辐射量占总辐射量的80%以上。因此,这样可以大大缩短建筑间距,而使建筑密度提高。
平面设计的作用是真实地反映人在其中的感受,满足人的多方面功能需求。作为人类生活场所的演进,建筑传统的本质属性是人的存在性,这是第一性。任何营造活动都是人与自然共生的结果。建筑的发展是主客体互动的审美关系。建筑不仅要满足人们的一切活动,它的形成也必须是各方面同时并进的。现代建筑的最新课题是要使合理的方法突破技术范畴而进入人情与心理的领域。
人与空间密不可分,人对空间的需求是人类的最基本需求之一。作为建筑的平面,它是时间和空间的统一,建筑创作应该真实反映这种特点,反映人在其中的活动和感受,满足人的多层次需求,而不是单纯沉溺于平面组合的游戏,平面的设计应实实在在地为建筑中的人服务,创造出良好的空间体验。
然而,当今也有许多设计人员盲目仿效“手法主义”。这意味着他们的平面设计不是把“以人为本”作为出发点,而是采用“虚伪”的手法,把业主引入“平面的幻觉”,在今天这个商品化社会中,这种作品有时能够得到客观的经济效益。但是,我们应该看到这种行为却阻碍了建筑发展进程。这并不是说我们在设计时,不要考虑形式的东西。当然,我们在重视功能的同时,同样要给形式以高度的重视,但故意玩弄玄虚的平面组合游戏是背离建筑设计规律的,我们应在充分考虑人的前提下去完善平面。
建筑平面是由许许多多的墙面来界定的,如果除去墙的意义,那么这些长长短短的线就构成了平面的一个肌理。在建筑平面中, 肌理是对空间组织结构的陈述,它是把握平面结构的参照系。由此来看, 在建筑平面的设计中适当地引入“手法主义”不容置疑地有其积极的意义。它可以在某些方面表达设计人员的意图,同时又可以给人感官上的愉悦,实现建筑与环境的和谐。如:南京市汉府雅苑中心会所的设计者以“轻松、休闲、优雅和服务性”的设计理念表现,较好地解决了环境与人的心理需求的统一;清华大学吴良墉院士主持的北京菊儿胡同改造设计,就是一个遵循城市原有的建筑手法, 从而使建筑特色与城市风格相得益彰;
(1)从城市区域规划出发设想建筑与大环境的结合,建筑的整体轮廓上,与周围的现有建筑呼应;流线上符合环境的肌理;立面上虚实对比、色彩处理与环境格调相协调。
(2)从人的感觉出发想象建筑局部小环境的处理,通过人的生理和心理需求来感受塑造空间。
2,造型。建筑总体设计应有自己的风格,整体性强、简单中体现复杂,不变中起变化。
3,理性。承传历史文脉,用抽象化的手法引用或延续历史的痕迹。这方面最重要的是把视线集中在人的视觉所能及的范围内进行思考,视线所能及范围内着重考虑。高层建筑顶部以及多层不上人屋顶等视线不能及处采用简洁处理,体现一定秩序,满足可能的俯瞰效果,并从墙面倾斜、局部层高处理等来控制人的视线和控制小环境。如曲面玻璃可将天空反射向地面,使局部低层或镂空引进阳光等。建筑作为城市的重要构成要素,同时也反映出城市文化和历史。重要的标志性建筑是一个城市的象征bck体育官网手机版,它的好坏对一个城市的形象有着很大影响。所以在建筑方案设计时不仅要关注建筑物本身,而且还应关注其是否与周围环境相协调,即要在城市规划设计指导下对建筑进行设计。
城市规划是城市建设的总纲,建筑是构成城市的主要物质基础,建筑设计必须在城市规划的指导下进行,才能促进城市经济、社会
的和谐、健康发展,作为一个设计师,不仅要关注建筑本身的特点与个性,还要使之与城市规划相适应。
总的说来,平面设计是建筑设计的决定性环节。如果忽视它的作用必然会造成一些生搬硬套、盲目抄袭,从而使城市建筑与环境失去地域性和特色。因此,我们要摆正平面设计的地位,从平面入手,研究它的生成过程和规律,同时重视本体论和价值观,把“以人为本”作为设计的重要的依据,满足人的各种需求,同时,结合生态环境,运用适当手法,取得建筑与节能、环境、人本、城市本身共生的效果。
针对建筑进行评价的指标比较多,同样的,针对建筑性能评价的指标也多种多样。一般的来讲合格的、高质量的建筑,外观应当是美观且大气,同时整个房屋建筑的基本结构完整、质量上乘,所使用的材料也相当考究。针对房屋结构设计的质量好坏、水平高低进行评价,对于整个建筑功能性的发挥以及整个建筑的后期使用均有着巨大的意义。所以,有必要针对房屋建筑的结构设计理念进行分析,对传统的设计理论进行优化和改良,以现代化的审美标准来提高房屋结构设计的水准,促进我国建筑事业和相关设计行业的不断发展。
房屋结构设计,是一项技术含量很高的专业性活动。设计人员在进行具体房屋结构的设计时,应当兼顾建筑物的各种性能指标,包括使用价值指标、美学价值指标等。建筑物的功能价值,指的是建筑物作为人们的日常住所必须具有的遮挡风雨、抗温度变化等基本功能;建筑物的审美价值,指的是建筑物的外形要美观、结构搭配要协调,从而给人以美的享受。设计者不仅要考虑到房屋的基本性能,还要考虑到房屋的结构搭配以及美学价值的大小。在这样的设计理念指引下,设计者就要从拟定的多种方案中选择一种最佳方案,以实现房屋结构设计的综合目标。我们可以将这个方案筛选过程用科学化方式加以表达,运用建筑学和相关的数学知识,在许多种设计方案中,选择一种与设计目标最相符的、最能体现居住着需要的设计方案。
建筑结构设计优化,指的是在设计建筑结构时,要改革设计理念,应用科学、先进的设计方案筛选方式,选择出在各方面都能达到最佳效果的设计方法。建筑物内部的结构十分复杂,要将建筑物的各个部分完美组合在一起,使建筑物发挥最佳的功能,并不是一件容易的事情。建筑结构设计优化,具体包括建筑区中各个部分结构设计的优化,以及建筑物整体设计结构的优化。在这两个部分中,建筑区整体结构的优化显得更为重要,因为整体是各个部分的综合,在完善房屋高性能方面发挥着更大的作用。具体来说,建筑物整体结构的优化包括房屋顶部设计的优化、房屋设计的优化,以及房屋细节结构设计的优化。在这三个大部分中,还可以细分出型号选择、布局设置、受力研究、价格衡量等较小的设计项目。在实际的结构设计中,设计者还要紧密结合建筑工程的实际情况,努力实现房屋建造的经济效益、社会效益和环境效益。
在确保房屋结构性能稳定的前提下,设计者要大胆创新,敢于探索新型的结构优化方案。在进行建筑结构设计的过程中,设计者要平衡房屋使用者和建造者的利益,充分考虑房屋建筑工作者的意见;在满足建筑物建造者需求的基础上,寻求新式的房屋结构布局方法。
具体而言,房屋的平面结构应当凭证,体现出建筑物的对称美,并尽量减小平面建造质量与房屋刚性结构要求之间的差异,使得房屋在承受较大的水平方向作用力时,不至于发生结构性的扭曲;在满足居住着使用要求的基础上,设计者应将房屋的承重结构设计成竖直贯通的形式,以便增强房屋对竖直方向压力的承受能力;尽量不更换房屋原有的转换结构。因为一旦更换这些结构,就会消耗大量的建筑原料,不符合房屋建设的经济性的要求,还不比较容易造成外来压力集中于某一个承受点上的现象;竖直方向的刚性程度设计要遵循渐变规律,避免刚性结构角度的突然改变。否则,角度突变的部位在受到强烈的水平压力时,不容易转移压力,这对于房屋整体抗压性能的提升是很不利的。
在建筑结构设计工作中,造价是极为关键的一个环节,也是整个工程中比例极为重大的问题。结构设计优化技术的选用对于造价控制极为关键,可以产生客观的经济效益。为此,建筑设计部门和有关工作人员在工作中必须要遵守经济、适用、合理、科学的设计原则,精心设计,采取科学的现代化技术手段制定出能够满足建设设计、工作要求的设计方案,从而实现降低工程造价、取得工程最大经济效益的目的。
在刚从事建筑工程项目结构设计的时候,除了考虑到设计对象的基本使用功能以及安全可靠性之外,还应当在工作中考虑到将它作为设计对象来进行分析,使得其尽可能的达到完美。这就是工程和结构的最优化问题,是一个用科学的语言来描述的问题。对于利用确定的数学方法,在所能的设计方案的集合中搜索出可以让人满足、达到预计标准的方案。
结构设计优化方法从建筑理论上进行分析,主要是体现房屋工程分布结构的优化设计和整体结构优化设计两个不同的方面。其中房屋结构整体优化设计则是一个涵盖了房屋系统的设计、房屋围护结构设计、房屋选型设计、房屋布置、房屋受力分析以及地面工程等多个环节的复杂工作。而局部设计主要是指对房屋某一部位和分项工程进行优化和改进的结果。
就一个建筑工程项目而言,结构设计优化技术的应用不仅可以达到降低工程造价、提高工程效率的效果,而且对于实现房屋的美观性、实用性以及室内空间的个性化布置有着重要的意义。在建筑市场上,每一个单位和企业都希望工程在满足建筑结构长远效益的基础上,最大限度的减少和降低建筑结构的近期投资,同时保证建筑物的节后可靠性、科学性,也只有这样,才能够在工作中实现持续发展、可持续发展以及更多的市场经济效益。
结构设计优化方法和技术使用于实践之中的一个广泛课题,是建筑工程项目的整体设计、前期设计、抗震设计等多个部分环节组成,利用结构优化的方法不改变使用性能的前提降低工程造价,已取得巨大的经济效益。
结构设计过程中,前提方案时明确设计方案目标的前提,前期方案的确定直接影响建筑的总投资,而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段机构设计并不进行参与,设计者进行建筑设计时大多不考虑结构的合理性以及它的可行性,但是建筑设计的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,并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期,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。
直觉设计用于没有具体数量的情况下,由于不确定性和计算难度大等差异,在对于统一建筑方案,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、荷载的取值也不是唯一的;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半规律指导下,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。
概念设计所要处理的问题是不确定的,多种多样的,例如一些抗震能力。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,或是破坏程度降至最低。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,不利于抗震的做法则应尽量避免。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。
综上所述,只有合理地选择建筑结构设计方案,不但可以满足相应的技术要求,还能节约工程成本,因此在建筑结构优化设计时,合理的设计方案极其重要。但是建筑的结构优化设计非常复杂,且具有很强的综合性,因此必须深入研究对建筑结构设计的优化方法。
[1]周宏伟 刍议房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J] 四川水泥 2014(12)
房屋建筑结构的设计可以提高建筑物的整体效果,在相互协调之间可以感受到空间的效果,从而实现优化设计的效果,达到设计的最终目的。在建筑结构的设计中,可以增家房屋的经济性、安全性、舒适性和美观性。所以房屋设计优化技术的应用可以最终达到“物美价廉”的效果,能够减少建筑结构的投资,保证建筑物的整体质量,从中获得最大的收益。在我国当前的房屋建设中,房屋的结构还存在一定的不合理性,所以设计人员还应该不断提升自身的专业素质和设计水平,同时还应该用有限空间资源进行结构设计,提高房屋建筑结构质量,促进我国资源的最大化利用,进而提升我国房屋的建筑水平,实现我国经济的快速发展,人民生活水平的进一步提升。
房屋结构设计中采用优化设计技术可以降低房屋的工程造价。在进行优化的过程中能够科学的应用材料的性能,实现材料的应用,从而协调好内部的环境。尤其是随着我国城市的发展,高层建筑物的出现,使得建筑墙体的面积好柱体的体积增加,导致结构自重增大,同时其他材料的应用都会相应的增加。但是如果采用结构的优化技术,设计人员在进行设计时会降低层高,这样能够提高建筑抗震能力,缩短两建筑之间的日照距离,间接的就节约了建筑用地。如果在同样的建筑面积中进行房屋的建设,不同的平面形状对材料的使用量也会不同。比如选择圆形或者正方形时,建筑的外墙长度就会越小,装修使用的材料也会大大减少,进而达到设计的目的。
在进行房屋结构的优化过程中,一般技术设计人员过于重视房屋的外形以及整体结构的质量,从而忽视了对地基质量的关注,最后影响到整个建筑的结构。主要表现为,设计人员在进行房屋结构的设计过程中,对于地基较软的房屋来说,设计人员没有给予足够的认识,导致房屋的地基不稳,进而影响到房屋结构的安全性。如果设计人员只是根据个人经验使用砂层来提高地基的承载力,而对它的宽度以及厚度没有进行设计,可能会导致资源的浪费。所以在对房屋建筑结构进行优化设计时,设计人员还应该注重房屋地基问题,完善整个房屋建筑结构的资料,详细勘探相应的地质状况,进而做出比较科学合理的优化设计方案,提高整个建筑地基的质量。
在一般的房屋结构的设计中,房屋结构的承重力设计主要是通过楼板来进行的,在进行相应的建设时会将那些没有承重力的墙体安放在楼板山。随后还将这些计算到同等效果的荷载力范围内,同样在进行楼板的配筋时也会应用相同数据进行计算。有时设计人员还会将立砖斜砌隔墙顶位置,最终导致楼板的顶层出现相应的裂缝问题。所以在对承重力进行设计时要充分考虑房屋的承载力,掌握准确的数据,提高设计的质量水平。
房屋构造柱的质量问题将会影响到房屋的整体承载力以及房屋的结构,所以在进行相应的设计时设计人员要格外注意。一般情况下构造能够设计为单一的受力柱,它的横截面积以及配筋需要达到规范砼的规格要求。如果构筑体被当做承重的主体时,这样就会造成构筑体的受力提前,进而会限制构筑体对房屋结构拉束功能,对整个房屋建筑结构产生不良的影响。除此之外,如果构造出充当承重柱,柱底部就会导致抗压力的超负荷,最终会出现裂缝,进而会影响建筑整体结构的安全性。所以在实际的设计过程中处于承重梁下的柱体的承重力应该要达到相关的标准,这样才能够保证承重的重量,提高建筑的整体结构性能,达到设计的要求,保证建筑结构优化设计。
所谓的概念性设计理念就是指在一些不能够使用具体数据进行建筑施工时采用的一种房屋建筑优化设计的方法。在这样的理念指导下,可以对相同的房屋结构建筑方案,采用不同的建筑结构设计。同时在确定好相应的房屋结构后,还可以对荷载相同的房屋进行不同的优化设计分析。这样的分析需要结合房屋的具体状况,进而保证设计的质量。在设计的过程中设计施工所要用到的数据参数和材料具有不确定性,所以导致设计的细节上会存在不同。而在这样的情况下,无法实现计算机的计算,所以采用概念性设计理念能够更好的达到设计的效果,实现设计目的。
房屋结构设计初期的计划方案质量将会直接影响到施工建筑的成本,所以在进行设计时首先应该要提高初期方案计划制定时房屋设计人员的积极参与性,考虑到房屋结构优化的科学性,提高设计人员的创新能力,加大创新设计改革,最终提高创新设计的质量。但是在实际的设计过程中,一般对结构设计初期人员的参与意识不强,这样就会加大房屋结构优化技术的难度,进而会降低设计的质量水平,增加相应的建筑投资。所以在进行房屋建筑结构的优化设计时,应该要依据房屋的结构来进行优化方案的设计和选择,减少不必要的投资,进而能够节省更多的资金,实现经济和社会效益。
在进行房屋结构的设计时,不仅要保证房屋的美观性和经济性,最重要的是要保证它的安全性,这样才能够保证人民的生命财产安全。我国作为一个多地震的国家,所以在进行房屋结构的设计时应该要充分考虑到房屋的抗震能力和抗震水平,提高房屋结构的稳定性。一般情况下,地震对建筑物的损害程度较大,设计人员在进行设计时要保证建筑的均匀刚度。例如。可以进行对称的设计以及延性的结构设计等。这样的设计可以提高房屋结构的脆性防御力,进一步减小地震对房屋的破坏。bck体育官网手机版除此之外,在进行房屋的抗震设计时,还应该要考虑钢筋的使用情况,对钢筋进行不同的分类,在结合相关的设计理念,在减少钢筋材料的使用时还能够保证建筑的质量水平。同时设计人员也哟对现浇板的规格进行规范,一般情况下,现浇板的拐角容易出现裂缝现象,所以设计人员可以采用矩形的现浇板来降低这一现象的发生率,提高建筑结构的整体性能,保证建筑质量。
总之,在房屋结构设计中优化设计必不可少,它可以促进我房屋建筑更好的发展前景。所以说房屋结构优化设计能够保证房屋的质量,同时还能够提高房屋空间的利用率。在这样的结构环境中生活,能够让人感到舒心,从而提高生人民的生活水平,不断满足当前人们房屋居住环境的需求,同时也能够保证我国建筑事业的进步。
目前,随着社会经济水平的不断提高,土地价格也在不断上涨。同时,人民对住房条件的需求也在不断上升,因此,对开发商带来的压力也在不断加大。为了实现房屋建筑经济效益的最大化,就需要采用结构优化技术,在有限的空间内实现资源的最大利用。房屋结构优化设计是指,采取科学合理的设计理念和技术方法来设计房屋结构,以最小的工程报价来最大化整体的建筑收益,提高房屋的质量水平,使得企业也获得较高的利润等。
随着我国经济的飞速发展,人民生活水平的不断提高,对住房建设要求也越来越高。同时,根据我国目前的基本国情,人口数量日益增长,住房面积需求量不断加大。因此,我国现阶段住房建设主要以高层为主。房屋的结构设计优化不仅能够满足当今大众的需求,更能为投资者减少建筑成本。
房屋建设结构优化必须以建筑的安全性为首要原则,然后再进一步分析建筑方案,配合科学合理的设计理念,从而有效控制建筑工程造价,实现经济效益的最大化。根据近些年的数据资料显示,优化建筑结构设计可以为整项建筑工程节省30%-50%的费用。但是,在实际的设计过程中,方案设计受自然因素的影响很大,很难发挥出其本身的优越性。例如,工程设计阶段,施工方过多的缩短建筑设计时间,从而使设计效果达不到理想的要求,在缩短工程工期的同时也降低了工程设计质量;建筑设计时,设计人员的经验不足,专业知识不完备,对一些设计软件掌握的不够精通;一些设计者在设计建筑时过度的关注部分结构而忽视了整体方案等等,这些因素都会导致建筑结构设计的不够优化。因此,房屋建筑设计者必须科学合理的分析整体建筑方案,并设计出最优的结构,才能实现经济利益的最大化。
房屋结构设计优化主要是采取合适的方法以及科学的设计理念来最大化的达到房屋设计标准,如:房屋结构的合理布局、构件大小、结构框架等。钢筋混凝土结构的优化设计的基本理念是将建筑的具体部件以及整体布局进行分析,而顶柱、体形、层高以及拉力构件等等都会影响建筑物的整体布局。建筑构件的布局、强度等级以及配筋构造都是建筑物具体构件的体现。综合以上因素,建筑方案结构需要专业知识丰富且熟知设计规范的工程技术人员设计,而且在设计时必须充分考虑各构件直接的受力特性,从而选取最优的设计方案。
在工程设计优化过程中,必须以工程设计和工程价值为基本原则。优化结构设计的最终目标是充分利用建筑材料,实现建筑构件利用的最大化。优化结构设计不仅遵守建筑设计规范,更实现了当今建筑的审美学和价值学。通过深化改善房屋结构设计,从而实现建筑功能更加协调完善,降低建筑成本,提高经济效益。
房屋结构的优化必须从实际工程施工出发,结合房屋结构的具体情况,实现房屋建筑的结构的最优化设计。在进行结构优化时,必须依据设计意图,采用平面设计布局,降低构件质量和刚度之间的差异,减小水平负载造成的房屋扭曲,在竖直方向上采用转换层技术,有效地降低构件的集中用力。
工程师在设计建筑结构时必须具备丰富的建筑设计经验以及熟知设计规范。即依据科学的设计理念,将自身的优化方案融于整个工程项目设计中去。建筑结构设计规范更多是对于工程较大的项目,因而会造成某些规定过于保守。另外,在工程设计比较特殊或复杂时,依据某些规定将会造成建筑物的不安全。因此,这就要求设计师在建筑设计过程中必须具备良好的专业素质以及清醒的思路、正确的判断力,争取将建筑结构设计做到最优。
优化房屋结构设计过程中,应注重建筑构件的细节优化,如:建筑构件的受力钢筋,在满足塑性的条件下尽可能的选择性价比较高的产品,从而实现房屋结构的经济、安全。
在工程施工前期以及施工过程中,建筑结构师的主动参与对整个房屋结构优化起到关键性作用。在实际的工程施工过程中,建筑设计师往往不能够对整个结构体系进行很好的受力分析,即建筑结构师的设计理念以及其自身具备的经验不能完全代替设计师的设计思想,同时,建筑与结构上专业知识的隔阂也无法弥补。建筑结构设计师其丰富的工程设计经验以及专业设计理论,积极主动的为设计师出谋划策,只有两者的顺利合作才能设计出更加优秀的方案。
目前,我国的房屋建筑设计总是先从建筑的结构布局开始,根据结构承载负荷的不同分析所需的材料、参数等,往往这种分析方法是计算机所不能计算出的,它需要建筑结构设计师充分论证整个建筑设计方案之后做出的判断。而这些判断需依据实际工程实践经验以及结构设计所遵循的一般规律进行。
优化房屋结构是一项整体而系统的工作,它需要团队之间的协调合作。现代建筑主要由结构、设备、建筑三大要素组成。因此,在工程施工过程中要明细团队内部分工,并做好团队合作,只有这样才能有机的结合各个构件创造出更加完美的作品。在建筑工程设计阶段,房屋的结构设计和建筑设计是不可分割的,只有协调好两者之间的关系,才能设计出更加美观大方的建筑方案,同时,又降低了建筑成本,简化施工过程,达到既美观又实用的建筑效果。通常建筑设计师在设计建筑时,只是一味的要求设计方案的新奇,而忽略了建筑学中基本的力学关系,这样设计出的方案往往在结构设计上造成困难。因此,团队之间的协调合作是房屋结构优化的重要保障。
房屋结构的优化不仅仅能降低建筑成本、增加建筑美观、简化施工过程,更能加强房屋的抗震作用。通过房屋结构优化技术,可以增加房屋抵抗外部作用的破坏,有效地降低房屋破坏程度。因此,在房屋结构优化设计过程中,抵抗外界各种不良因素的影响成为结构优化设计工作的主要内容。在日常的外界不良因素中,地震是最难以预测且对房屋建筑物破坏最强的,所以在房屋计算及构造上必须加强抗震措施。如:房屋构件刚度的对称性以及均匀性都可以有效的缓解地震对建筑物的破坏;多道防设设计理念可以有效缓冲特大地震对房屋主构件的破坏。以上这些设计思想都是房屋结构设计的重要内容。
工程造价对整个工程项目的经济效益起着关键性作用,因此优化房屋结构设计,不仅可以降低整个工程的造价成本,更能提升整体房屋的安全级别。结构设计与建筑设计的协调配合,充分发挥其自身的优势,设计出最优的房屋结构。在平面设计过程中,应遵循对称、均匀的原则,缩小房屋构建质量与刚度之间的差异。在竖直布置上,保证上下承重件负载的上下贯通。建筑是艺术的表现,在保证房屋安全的前提下,结构师应敢于创新,将房屋的实用性与艺术性完美的结合在一起。
[1]侯贯泽,刘树堂.工程结构优化设计理论与方法[J].钢结构,2009,2(8):148-150.
[2]阳维.房屋结构优化设计方法与问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012,2(12):72-74.
进入21世纪以来,随着物质生活水平的不断提高,人们的生活理念发生了巨大的变化。作为人们工作生活的场所,房屋建筑的结构设计也成为人们关心的话题。在现代消费观念的影响下,房屋不再仅仅是供人居住办公,遮风挡雨的场所,同时还被赋予了满足人们审美观念的新功能。当前,除了最基本使用功能外,建筑正在被开发出越来越多的新用途,同时也是人们实现审美追求,提高生活格调重要途径。建筑设计师在设计房屋时,不仅要考虑房屋的使用功能,更要从美学角度考虑更多的内容。只有二者协调统一,完美结合,同时满足使用者在使用功能和审美要求上的双重要求,才能成为受人青睐的建筑佳品。房屋建筑的结构设计包含的内容非常广泛,其根本目标是实现功能完善、质量可靠、符合人们审美情趣的设计方案。要达到这个目标,需要持之以恒的长期学习和实践,需要汲取其它优秀设计方案的菁华,取长补短,融会贯通,不断优化设计方案,充分利用空间资源,最大程度地满足房屋使用者的实际需要。
影响一座建筑物好坏的因素非常多。一般来讲,人们对建筑物的评价来源于三个方面:外形、结构和质量。这些都和结构设计密切相关。房屋结构设计,不仅仅是整个建筑工程赖以实施的基本根据,更是一个建筑能否充分实现预定功能和目标的根本保障,是整个建筑工程的核心要素。优秀的房屋结构设计方案,应当能够在有效控制成本投入,降低施工难度的基础上,充分利用城市中的空间资源和其它资源,大幅提升建筑物的实用功能和安全质量。要取得优秀的设计方案,需要对既有设计不断进行优化改良,从而最大限度地实现使用者对房屋的功能要求、质量要求和审美需要。同时,优化后的结构设计还能够有效帮助建设者节约资金,降低建设成本。
单纯从建筑角度来讲,结构设计优化主要分为房屋工程分部结构的优化设计和总体结构的优化设计两种。一所房屋的设计建造,要根据具体情况,综合考虑房屋建筑的人文要求、经济要求和周围环境要求等。合理充分利用资源,实现各种要素的和谐共存,是建筑房屋结构设计优化的基本理念。
实现建筑结构设计优化,首先需要建立一个数学模型,重现房屋的各项指标和影响因素间的复杂关系。可以按照以下几个步骤建立模型:
设计变量通常优先选择对建筑结构影响大的参数,即和设计目标直接相关的那些内容,如损失的期望C2和结构的造价C1等,还有和限制条件相关的因素,如结构的可靠度PS等;为了减少设计量、计算量和编制程序的工作量,还可以把部分因素用预定参数来代表,这些参数通常具有影响细微、波动不明显的特点,往往通过局部调整或结构本身就能满足相关要求。
出于建造成本的考虑,需要建立一组函数,通过这组函数可以准确描述预定条件中截面几何尺寸、钢筋的截面积和相应的失效概率之间的关系。
房屋建筑安全可靠是房屋结构优化设计必须满足的基本条件,以此出发可以确定优化设计的约束条件。裂缝宽度、结构强度、构件的大小、结构应力、结构体系规格、可塑程度bck体育官网手机版、确定程度等都是常见的约束条件。设计者要充分比较分析目标约束条件和实际约束条件,确保每个目标约束条件都有的放矢,符合实际,从而为设计优化提供根本保障。
以提高安全性、耐久性和适用性为目标的建筑结构设计优化,往往具有约束条件复杂、变量众多、函数非线性的特点,为了方便分析计算,通常采用将有约束的优化问题转换成无约束的优化问题的方法求解。拉氏乘子法、复合形法、Powell 法等都是常用的优化计算方法。
由于计算量巨大,计算过程复杂,为提高结果准确性和精度,通常利用程序来实现以提高安全性、耐久性和适用性为目标的房屋结构设计优化的计算过程。编写的综合程序要完全符合优化设计模型和计算方案,并具有功能完整、用途齐全、运转高效等特点。
结果分析是房屋结构设计优化过程中非常重要的一步,它直接关系到优化设计方案的最终选择。程序运算的结果只是为房屋结构设计优化提供参考依据和备选方案,并非最终结果。由于上述模型函数主要体现的经济成本上的优化,在结果分析时,设计者需要把更多的因素纳入思考范畴中,在详细地比较分析基础上,选择出最佳的设计方案。前文已经提到,现代社会的建筑bck体育官网入口,不仅要满足实用功能,同时还需要满足使用者的审美需求。造价成本和工程质量不再是优化设计的唯二标准。设计者需要从安全性、耐久性、使用功能、经济效益、施工要求、美观程度,以及和周围环境的和谐统一等方面进行全方位多角度的考虑,要分析各种因素的影响,从使用者、建设方等多个角度考虑,综合各方意见进行比较。任何考虑上的偏颇和疏漏都有可能造成建筑设计上的缺陷,从而影响建筑的正常使用。必须平衡使用各种资源,才能实现结构设计的最优化。
房屋结构设计优化,本质上是一次综合所有影响的数据分析,对设计者的理论水平和实践经验提出了非常高的要求。房屋结构设计所需要达到的目标,绝大多数情况下不是一个单一的指标,而是一组指标的组合。这些指标往往互相影响,既是统一的,又是矛盾的,各有侧重点,又相辅相成。设计者应当综合考虑房屋的各种性能,选择最有助于实现房屋建筑综合效益的设计方案。在保障房屋安全和使用质量的前提下,设计者要用于创新,大胆实践,努力寻求更好的设计路线,应用现代化设计工具,更好地实现房屋结构设计的目标。
[1]邹俊.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J].科技传播,2010(10).