建筑结构优化设计与结构措施

建筑结构优化设计与结构措施

宋健

371327198805090953    山东临沂    276000

摘要：当前，我国经济发展十分迅速，随着科技的发展以及计算机电算程序广泛应用，一定程度上结构工程师形成了对计算机程序的依赖。在高速发展的当今社会，工程师忙于应付完成工程设计，多是循规蹈矩，教条地执行规范条文，或是在现行理论基础上生硬地简单堆砌和拼凑，没有更多的精力去思考、去创新，或为更好地实现建筑意图做好结构设计。本文就结构设计中的一些思路，通过工程案例实际应用进行工程总结，希望能给同行一些启发。

关键词：建筑结构;设计优化;技术

引言

随着城市化进程的加速和科技的不断进步，建筑已成为现代城市的标志性景观，其设计和施工涉及诸多关键技术应用。建筑的结构设计作为其核心要素之一，直接影响着建筑的安全性、稳定性和美观性。深入探讨住宅建筑结构设计的关键技术应用，对于加快建筑业的发展以及城市可持续发展具有重要意义。本文主要讨论住宅建筑结构设计的重要性及关键技术应用要点，以供参考。

1结构工程优化设计的重要性

结构工程优化设计是建筑领域中的重要环节，对提高建筑物性能和实现可持续发展具有重要意义。通过合理调整和优化建筑结构的形状、尺寸和材料等参数，可以提高结构的稳定性和减少材料的使用量，从而降低建筑的成本和对资源的消耗。现代计算机模拟分析和优化算法的引入使得优化设计更加精确和高效。

首先，结构工程优化设计可以提高建筑物的结构稳定性。通过优化参数，如调整梁柱尺寸比例、改变墙体布局等，可以使结构更加均衡和抗震能力更强，从而提高建筑物在自然灾害和外力作用下的安全性。优化设计还可以考虑结构的变形和振动特性，以实现更好的结构性能。其次，优化设计有助于减少材料的使用量，从而节约资源和降低建筑的环境影响。通过合理调整结构的形状和尺寸，可以避免材料的浪费和溢价。优化设计还可以运用新材料和新技术，以替代传统的材料和建造方法，从而进一步降低建筑的碳排放和能耗。

现代计算机模拟分析和优化算法的应用使得优化设计更加精确和高效。计算机模拟可以模拟和分析各种复杂的结构行为，帮助工程师了解结构的性能和弱点，从而进行合理的优化设计。优化算法可以快速搜索最优解，并考虑多种约束条件，以得到最佳的设计方案。

2建筑工程结构优化方法措施

2.1设备智能化、集成化

由于科学技术研究成果及时应用于建筑工程中，因此，随着科技的发展建筑工程设备也日趋智能。改变传统设备数据收集与数据结果分析分离的弊端，将两者结合起来简化步骤，极大提高了效率并降低误差。

例如现阶段应用范围较广的GPS定位技术、红外摄像技术以及三维定位技术。一是GPS定位技术，例如在高程测量中若想得到测量点两点之间的实际海拔高度差，就能通过GPS高程测量技术很好的实现两点间大地差的测量工作。并且该项技术实现两点之间大地差的测量后，能够自动将其转化为施工过程所需的数据标准，即通过合并数据测量和数据分析工作来简化测量步骤并缩小测量误差。二是全站仪三维坐标法，这是一种可以对水平、垂直等多个方向的高度进行测量于一体的高精度的综合性测量仪器，在实际测量工作中可以通过全站仪对测量对象的高度和水平长度进行测量，并转化到图纸中的横纵坐标中，通过三维坐标来计算理论和现实数据差距。为保证计算结果的有效性和准确性，需要测量人员利用全站仪对相关数据进行多次测量以降低误差。

2.2切实地控制框架结构混凝土施工的质量 　　

在对混凝土进行施工操作时，要想合理保障混凝土的施工质量，还应始终坚持“一次到顶、同一坡度、分层浇筑”的准则开展工作，从而增强混凝土的抗拉强度，避免由于混凝土下沉产生相应的裂痕。同时，要想合理减少降低混凝土内部产生的问题，还应采取反复振捣操作，从而更加高效的处理好混凝土骨料、钢筋之间的水分和缝隙，强化材料之间的紧密程度，增强了混凝土的抗压能力，才能在增强施工效果的基础上提高工程质量。现阶段所应用的施工技术中对于混凝土的浇筑重点应用了泵送混凝土的形式，增加了表层水泥的厚度，在浇筑完成4h后一般会结合设计标准，将长刮尺刮平混凝土，再用木抹子展开反复的搓压，进一步提高混凝土外表层的密度，防止出现裂缝。

2.3做好测量准备工作

由于工程测量工作是贯彻到建筑工程项目全过程的，而且工程测量的精度对整个项目有着重要的影响，所以在开展工程测量工作之前，工作人员也需要做好测量准备工作。通过对测量工作的内容、标准进行全面的了解和学习，从而将当地的环境与测量工作结合起来，有效提升测量方案的准确性和针对性。而在测量工作之前，工作人员也需要对设备进行专业性的调试，确保设备的精度能够满足测量要求，进而避免由于设备精度问题而对测量质量造成影响。在检查的过程中，工作人员也需要重点关注设备的问题，对于出现故障的设备第一时间报告给相关部门。除此之外，工作人员也需要定期对设备进行维修和保养，并严格按照相关规定对设备的精度进行校准，从而确保在测量之前每一个设备都能够达到最佳使用状态。

2.4数值模拟

数值模拟在建筑结构优化中的应用是非常重要的。通过数值模拟，工程师可以对结构的各个方面进行详尽的分析，包括强度、刚度、位移、应力分布等。这种分析可以帮助工程师确定最佳的结构设计，以满足特定的性能要求。例如，工程师可以使用有限元分析来模拟结构在不同荷载下的响应，从而优化构件的尺寸和布局，减少材料使用，提高结构的效率和稳定性。数值模拟还可以用于研究不同材料的性能，以选择最适合的材料来满足建筑的需求。数值模拟的应用还包括了结构的监测和维护。一旦建筑完成，数值模拟可以用于监测结构的实际性能。通过与模拟结果的比较，工程师可以及时发现结构的问题并采取必要的维护措施。此外，数值模拟还可以用于模拟不同的维护和修复方案，以确定最佳的维护策略，延长建筑的使用寿命。这种维护和监测的方法有助于确保建筑结构的长期稳定性和安全性。

结语

综上所述，房屋建筑工程结构优化设计工作在现阶段面临更高要求，为了确保设计方案更为适宜合理，往往需要重点把握好各个关键设计要点，在恰当选型后，运用先进设计手段，逐步优化设计方案的各个组成部分。总之，通过对建筑物的结构进行优化，既可以提高经济性，又可以保护环境，同时还可以适应未来的发展方向。因此，应该重视房屋结构的设计优化工作，以期在未来建设更好的住宅区和城市空间，从而推动房屋建筑行业的稳步发展。

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