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建筑结构设计中的创新与实践

王钢
  
安家(建筑与工程)
2021年40期
上海传承博华建筑规划有限公司嘉兴分公司 浙江省 桐乡市 314500

摘要:建筑设计创新是建筑创新研究的重要方向。在这一领域,建筑师们在过去和今天都进行了很多开创性的实践,也总结出了一系列关于结构设计的理论,为建筑行业的发展带来了新鲜血液。高质量的建筑结构设计可以提高工程布局的科学性,降低工程建设成本,保证工程建设质量。

关键词:建筑结构;设计现状;问题;创新与实践;

经济的发展,使得我国的房屋建筑工程建设有了很大进展,房屋建筑工程的需求及数量呈现明显的上升趋势,这就需要在增加建筑功能的基础上,不断提高房屋建筑工程质量。因此,应提高建筑设计技术,实现现代化发展,促进自身综合实力的提升。

一、建筑结构设计中概念设计的重要性

1.概念设计可以提高方案的完美性,在建筑设计的方案时期,通过概念设计可以加强对建筑结构体系的分析,通过比较做出合理的选择。因此,通过概念设计做出的方案有清晰的概念和正确的定性,并可以有效避免不必要的烦琐的运算,还可以保证方案设计的经济性。

2.概念设计加强了计算结果的可靠性,概念设计可以及时解决设计中出现的问题,提高设计水平,在设计过程中出现的问题都可以通过概念设计分析出原因,使问题得到有效解决。并且概念设计可以提高建筑结构设计的创新性,如果建筑工程师的经验十分丰富,那么概念设计也会做得很好,设计成果也会优秀。因此,只有通过概念设计才能保证设计的创新性,才能突破传统的设计局限。最后,概念设计可以弥补建筑结构设计中计算机设计的不足,因为计算机是无法完成初步设计的,只有通过概念设计,结合工程师掌握的知识和经验才能做出最优化的结构方案。

二、现代化的建筑项目技术和设计的特点

传统建筑设计技术由于所处时代的发展条件的制约,只是全面关注建筑的实用性,建筑结构设计及建筑技术方面没有较为明显的进步。传统建设设计技术大多都结合当地气候条件和居住习性来建设,并为人们提供适宜的居住空间和保障人们的居住安全。在这样的建筑设计技术理念下,建筑建造形式较为单一,没有先进的设计技术作为支撑,安全性方面也显得有些薄弱。随着时代的发展,人们不再仅仅追求建筑可以提供遮风挡雨的场所,而是具有更广泛的需求。由此,现代化建筑设计技术理念应运而生。相对传统建筑设计技术而言,现代化建筑不但在建筑结构设计方面更加先进,而且工艺也非常精湛,随着时代的发展,现代建筑已经作为新兴建筑产物出现在人们的生活中,满足了人们的现代化需求。

三、房屋建筑结构设计遇到的问题

在新的发展时期,房屋建筑的结构的设计与传统的房屋建筑结构设计存在着很大的不同,在当代房屋建筑结构设计中,不仅仅要考虑到房屋的规模,还要考虑到房屋结构的质量。所以在新的时期对房屋建筑结构的设计不能够采用单一的操作模式,因为传统房屋建筑结构设计的简单的操作模式不能够适应现当代房屋建筑结构设计的复杂性,必须要有新的操作方式。一些房屋建筑企业没有自己健全的设计体系,在进行房屋建筑结构设计时,往往会照搬相同企业的设计方案,这样做的优缺点也表现的非常明显,在一些企业照搬的案例中我们可以看到,这些案例都是设计成功的案例,优秀的设计在很多方面都有着很多可借鉴的优点,这种方式在发达地区和发达城市是有着可实施的空间的。但是在一些不发达地区,由于这些地方的经济发展相对落后,如果只是照搬发达城市的成功设计,在这些地区是很难有可发展的空间的,所以在这些地区想要有一个有哦羞的房屋建筑结构设计,就必须要求相关企业有着自己的设计体系。

四、建筑结构设计中的创新与实践

1.完善设计模型。完善设计模型对于房屋建筑结构优化设计具有十分重要的作用。设计人员在结构设计中要科学应用多种先进技术,有效保证建筑结构的安全性,加强设计模型的科学性。首先,可结合实际选择结构设计变量。设计人员需根据房屋建筑的重要和关键参数,明确结构设计当中的主要变量。其次,选择设计模型变量的过程中,设计人员应在模型设计中确定目标函数,使其可更好地应用于结构设计当中。另外,设计人员要以钢筋截面尺寸为主要参数选择目标函数,有效控制工程建设的成本,避免工程成本消耗过大,进而影响工程的经济效益。

2.BIM参数化技术。建筑项目包含了主体结构、给排水、电气、暖通等多个专业,传统的设计方式是各专业进行设计,然后绘制立面与剖面,并结合业主需求、工程要求进行修改,这使得建筑设计与施工存在较大的难度,甚至出现无休止的变更,不仅浪费资源且影响项目质量和效率。BIM技术可以变革传统的设计模式,采取虚拟设计、建立建筑信息模型,为项目设计和施工提供决策参数。例如,可以对施工方案进行优化、对管线施工进行模拟、对现场施工进行碰撞检查等等。采用基于BIM技术的可视化模型,协调各专业在建筑项目中的配合。并且,BIM模型中的数据还可以为材料预算、造价管理提供便利。这样集成化的设计与施工过程,无疑的有力推动了建筑产业的现代化发展。

3.数字化新技术的引入。随着大跨建筑造型越来越复杂,将数字化技术引入到结构设计中,不仅提高了结构设计的效率,同时提升了建筑与结构的融合度。(1)某交响乐团。某交响乐团屋面为异形的清水混凝土薄壳结构。为了找到结构受力最合理的形式,采用数字化技术,通过多次循环找出最终屋盖形态。(2)滇池水上乐园。滇池水上乐园为一个跨度200m的壳体结构,建筑造型和结构体系在方案阶段受到的约束较少,设计比较自由。在本项目数字化新技术应用到了极致,结构在满足建筑造型和建筑空间的前提下,进行了各种方案的比选。

4.保证建筑全寿命周期优化的效果。所有的建筑工程均有其使用期限,一段时间后,建筑工程便会进入到不同阶段,因此设计人员需正确认识房屋建筑的使用期限和不同阶段的主要特征,并以此为基础编制科学完善的优化设计方案,更好地完善房屋建筑结构的性能。且在房屋建筑结构建设中,应当合理结合建筑工程的特征和实际工程情况,提出科学合理的可行性方案,不断延长房屋建筑的使用寿命。在充分了解和把控建筑工程阶段性特征的基础上,设计人员要提出切实可行的优化方案,进而在工程使用期限内,不断提高工程的稳定性和安全性。此外,在工程建设中,建设方也应合理地吸收和借鉴其他的先进技术和先进工艺,加大创新力度,更加深入地对其进行研究和分析,更好地彰显出先进技术自身的独特优势,以此优化建筑结构设计的综合水平,完善建筑结构的性能。

5.预制装配式建筑技术。预制装配式,即建筑项目中所需的相关构件在生产车间通过工业化生产进行制备,然后运输到项目施工场地进行装配建造。在建筑产业现代化发展工程中,预制装配式建筑有着极为重要的促进作用。相比传统的现浇施工,预制装配式建筑不但施工效率高、重量轻、整体强度可靠,并且由于其不需要现场施工,避免了现场施工污染,同时有数据资料显示,装配式建筑技术相比传统现浇技术,可以节省施工用水25%,节省木板材料60%,可见,预制装配式建筑技术的节能环保优势非常显著。这种集成化、规模化、工业化的建筑模式,能够很大程度提升建筑产业的现代化水平,完善建筑功能。

总之,随着社会的发展,房屋建筑的规模越来越大,所遇到的挑战也越来越多。在结构设计优化中,我们务必明确结构优化的理念,以工程实际确定工程结构设计的模型,并针对常见问题进行总结。设计单位需要根据实地情况、建筑要求进行结构设计,确保结构设计在保证质量的前提下,契合多方需求,为推进房屋建设、提升建筑质量打下坚实的基础。

参考文献

[1]陈萍.绿色节能理念建筑结构设计探讨.2019.

[2]王浩然.关于建筑结构设计中的创新与实践.2020.

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