绿色建筑结构优化设计分析

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

何畅

哈尔滨工业大学建筑设计研究院

摘要

建筑发展史的历史是十分悠久的,就房屋建筑而言,从最开始也是经典的土木结构到后来的砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构,结构的改变也证实着建筑行业额的不断发展。在结构方面不断地优化,使建筑的使用年限和高度都不断的增加,企业的利润也大大提升。但是建筑结构的改变不仅使建筑物的造价提高,同时钢筋砼结构的施工材料大部分为不可再生资源,并且建筑废料也不能降解,所以建筑废料的处理也成为一大难题,对环境造成的污染远远大运原始的土木结构。所以绿色建筑结构的优化设计也变得尤为重要,要把经济环保和建筑结合起来,使其利益远远大于它的弊端。


关键词

绿色建筑;结构优化;设计

正文

1 引言

对于建筑工程而言,建筑结构设计是建筑工程质量以及建筑使用得以保证的基础,在建筑工程发展过程中有着十分重要作用。近几年来,绿色建筑工程得到很好发展,满足当前社会以及人们需求,在绿色建筑工程发展过程中,建筑结构设计是十分重要部分,为能够使绿色建筑工程得到更好使用,应当在建筑结构设计中进行优化,从而使建筑结构设计更加科学合理。下面就从绿色建筑结构优化设计所存在问题与绿色建筑结构优化有效方案两个方面进行分析。

2 绿色建筑的含义与特点

绿色建筑经济又被称之为生态建筑和低碳建筑,也就是在建筑选址、设计、施工以及后期报废处理的全过程都要符合生态保护的要求,充分地运用自然资源,既能够满足人类的日常生活又能够为人们提供舒适健康的环境,同时也在最大程度上减少对于生态环境的影响。绿色建筑经济在建设的过程中,必须要保证时间和空间上对自然环境的影响都降到最少。在空间上的表现就是绿色建筑对周围的生态环境、区域环境和生活环境不会产生影响;在时间上的表现就是尽可能地延长建筑的使用寿命周期、延长建筑资源的利用效率,保证建筑在建造、使用、运营以及拆除回收等环节都实现资源利用最大化。通过大力发展绿色建筑经济,能够有效地促进社会消费水平的不断提高,进一步减少对于自然资源的依赖也能够避免对生态资源的破坏。伴随着我国社会经济的快速发展,传统的依靠自然资源大量投入获得高速经济增长的道路已经行不通,也无法适应现阶段经济常态化的发展要求,为此必须要积极促进绿色节能建筑的快速发展,保护我们生存的环境。

3 绿色建筑结构优化设计所存在问题

相比于国外情况,对于结构优化设计理念而言,我国在实际应用方面与理论相比存在很大差距,在工程实践方面仍然不是十分普遍,缺乏实践检验。下面就各个方面所存在问题进行简单分析。

2.1基础结构优化设计中所存在问题

第一,对于建筑结构设计中所存在的地基基础沉降不均问题,其上部结构刚度较大虽然能够在一定程度上使建筑物不均匀沉降减少,使筏板受力状态得到改善,但是从当前情况而言,在对上部结构进行设计过程中,对于所存在次应力在上部结构中所产生影响,仍然无法进行完善解决。第二,未充分利用地下空间。在对地基基础进行设计过程中,未能够与岩土工程地质实际情况,地下室及人防设置以及地基基础选型等方面因素进行完全结合,从而导致地下空间未得到充分利用。第三,在优选地基基础方案时,未能够全面考虑沉降缝设置以及地下空间利用与埋深等多个因素。第四,在地基基础优化设计方面缺乏相关论证报告。在大部分工程中,均未能够依据实际场地情况进行适当设计,并且对于项目中可选择各种地基基础方案未能够进行比较选择以及定性论证。

2.2结构体系优化设计方面问题

第一,在混凝土结构中有水泥及砂石大量浪费现象存在,同时在建筑布局方面受到一定限制,工业化水平比较低,这些都是其所存在缺点。混凝土所具备的抗拉强度比较低,有些结构中选择钢筋混凝土楼板,很容易有裂缝现象出现,另外混凝土结构与钢结构与木结构相比较而言,其自重比较大,在室外进行施工时会受到季节以及气候影响,新混凝土与旧混凝土之间连接比较困难,从而在补强修复方面增加困难。第二,对于砌体结构体系而言,有些农村建筑将楼板随意增厚,对圈梁以及构造柱大量设置,在混凝土中不计成本放入钢筋,另外在砌筑房屋过程中混合使用多种材料,导致房屋刚度在竖向及横向分布上存在严重不均匀情况,缺乏均衡建筑质量分布,从而导致建筑抗震隐患增加。第三,我国自主所研发轻钢结构设计软件与国外一些软件相比较而言存在一定差距,国外软件为一体化软件,集合结构分析、结构优化以及工程职能等功能。

2.3结构构件优化设计中问题

第一,在建筑结构设计过程中,由于存在各个构件不合理设计造成其缺乏较高抗力,主要包括钢筋及混凝土强度,混凝土保护层厚度,构件高度以及宽度,箍筋间距等方面,从而对建筑抗震性能以及其抗震合理性产生影响。第二,在建筑结构设计中大量使用一些装饰性构件,将其当作构成要素,而这些构件通常不具备导光、导风、遮阳以及载物与辅助绿化等方面作用,在施工过程中,对于工业化生产预制构件较少使用,导致相关工程造价比较高。第三,就节材优化方面对结构构件进行论证时,并且综合考虑建筑功能、荷载大小以及柱网跨度等方面因素,从而对结构整体优化效果产生影

4 绿色建筑结构优化有效方案

对绿色建筑进行整体性以及局部性优化。在优化设计建筑结构时,应当相应优化每个下属系统。在选择地基基础方面,应当对天然地基,复合地基以及桩基础等相关地基基础方案实行比较选择,并且进行定性论证。在选择结构体系方面,应当在建筑高度、层数、柱网大小以及平立面与荷载等方面作为入手点,从而进行比较选择。对于其复杂性而言,主要包括建筑材料以及建筑结构构件选择,在对材料进行选择时,可对本地生产建筑材料优先选择,选择预拌混凝土作为建筑砂浆,在选择构件时,可对工业化生产预制构件进行选择。因此在结构优化方面应当由整体方面入手,从而使整体优化设计得以真正实现。

节能与能源利用方面要想促使绿色建筑降低能耗,提高能源资源利用率,必须要加大对于可再生能源的利用。可以通过太阳能与风能的方式来代替传统的电能,也可以加强对于雨水的收集再利用保证水资源的循环,另外还要加强对于外墙保温结构的改进,通过恰当的方式来调节室内温度减少空调的使用。节地与室外环境方面由于我国土地资源紧缺,在绿色建筑发展的过程中必须要保护耕地、保护自然保护区用地,所以可用的土地资源会更少。为此必须要积极开发废弃土地以及地下空间,提高土地资源的利用效率。在室外环境规划的过程中,要充分的保障绿化交通之间的关系。节材与材料资源方面在建筑施工过程中,会消耗大量的土地资源和能源资源所以在绿色建筑设计的过程中,应该最大程度上的采用可循环材料进行设计要尽可能的避免污染严重的材料。

5 结束语

节能和环保是当今时代的主题。城市的发展离不开建筑行业的发展,而绿色发展理念是现今一种科学发展理念,绿色发展理念就是在建筑结构设计时,对建筑结构设计的方案进行优化,而这也是建筑行业结构设计发展的必要趋势。因此本文通过阐述现今建筑行业发展的趋势,介绍了绿色建筑结构设计的内容和优点,探讨了现今绿色建筑结构优化设计中存在的问题,提出了一些结构优化设计的建议,为以后对绿色建筑结构优化设计提高一些参考价值

参考文献:

[1]井维.探讨概念设计在高层建筑结构优化设计中的应用[J].门窗,2013(11)

[2]黄燕松,杨绮文.绿色建筑结构设计探析——围绕结构选型、结构设计、绿色建材分析[J].科技与企业,2014(4)

[3]李燕,武彦生,何云梅.基于全寿命周期成本的绿色建筑经济效益探讨[J].经济研究导刊,201809):118-119.

[4]郝军.从形式到精髓——绿色建筑设计的发展与思考[J].绿色建筑发展,2017,(8):34-37.


...


阅读全文