结构设计中的优化设计探讨

结构设计中的优化设计探讨

关键词:建筑工程;结构设计;优化要点

1建筑结构设计优化的意义分析

在建筑结构设计过程中,采用了建筑结构设计优化技术,实现建筑物的美学价值、实际使用价值与经济价值等各种价值,还能够节约建筑成本、保护建筑物施工现场附近的生态环境。所以,正确的运用其结构设计技术,实现房屋建筑工程的综合效益。建筑结构设计目标是在保证房屋长期使用性能基础上,最大限度的节能建筑物设计与施工成本,节约原材料,并且缩减建筑投资。只有保证建筑结构稳定、耐用、美观,能够满足用户不同层次的需求,也可给建设单位带来最大的经营利润与旧式的建筑结构设计方式相比,建筑结构设计优化方案可以使房屋建造的成本降低30%左右。采用优化的设计技巧,可以合理配置各种资源,充分利用建筑原料,并协调好房屋内部各个独立的单元,使这些独立的部分互相配合,共同发挥作用:采用优化的设计技巧,可以在创新设计方式的同时,确保建筑物的安全性能达到既定标准,保护居民的生命健康和财产安全,采用优化的设计技巧,还可帮助建筑物结构的设计者认真规划建筑设计方案,选择最科学、最合理的设计方式,实现建筑结构设计的最终目标。

2建筑结构优化设计的主要内容

2.1建筑物结构周期性的折减系数

对建筑物的框架结构和顶盖等结构的设计中,计算周期一般会比实际周期大,因为在施工时,由于填充墙体的存在会导致结构的实际表现刚度大于设计刚度。所以一旦计算出建筑物的结构剪力偏小,会导致建筑物的部分结构安全性能降低,这时候就需要对建筑物的结构进行适当的周期性折减计算。但对于建筑物的框架结构是不适合进行折减计算或把折减系数取小的。

2.2优化建筑物耐久性设计

在很多混凝土的结构设计中都没有全面、综合地考虑到建筑物的耐久性,从而导致有许多建筑设计都未能达到当初的设计目标。当建筑物的设计者遇到建筑物的其他使用功能要求或是施工技术指标上升为设计建筑物的主要矛盾时,设计师就要放弃建筑物对经济的单纯追求,这时候往往需要根据建筑物设计所需要解决的重要性问题,挑选出适合的目标来进行优化,才能达到满意的优化建筑结构设计方案的效果与目的。

3建筑结构设计的优化措施

3.1结构安全优化

危害到建筑物结构安全的主要因素就是地震,因此结构安全的优化主要也是指建筑抗震系数的优化,尤其是对于地震带周边的建筑而言更需要提高建筑物的抗震性,以维护业主的人身安全。例如:对一般的多层砌体住宅结构,要先采取横墙承重实现共同承重进行均匀对称分布,沿平面进行对齐。

3.2结构构造优化

结构构造优化中要注意的问题主要为,注意构件撮大配筋率和最小配筋率的限值。在设计过程中要严格按照相关的结构构造要求,保证钢筋、箍筋等在设计中的衔接长度和固定位置,确保建筑材料和建筑结构构造相符合,实现对建筑结构构造的方案优化。除此之外,为防止屋面温度()导致建筑墙体出现开裂现象,在进行结构构造优化的过程中,设计人员要进行有效的通风设计,进行融热操作设置抗震安全构造柱,对建筑结构构造的整体进行贯穿。

3.3结构计算优化

结构计算优化要注意以下几方面问题:第一,建筑结构底部剪力法。主要适用于建筑结构刚度较为均匀的多层设计结构,以实现对结构的整体加强。但是,这种剪力法在较为薄弱的底层框架结构中应用效果不佳,一般会产生一定程度的塑性形变,导致建筑结构稳定性降低。第二,底框框架结构,要采取双保险的方式进行设计,降低其承种量按照相关要求,进行双保险结构设计,对抗震墙的弹性刚度进行折减提高其倾覆力矩产生的附加力。

在进行结构计算优化的过程中,设计人员要采用双向板查表结合连续板计算,提高对建筑结构的设计计算效果,将设计数据进行双向运算,减少设计漏算或少算荷载,确保设计和建筑用料相符合。在完成上述算法优化过程后,要对电算的结果进行评价,根据工程设计的经验对计算结果进行评价,判断计算结果是否达到工程设计图纸要求。

3.4结构设计的抗震性

构件的竖向和平而布置是该房屋结构设计的关键环节,很大程度上影响了房屋的抗震性能。在布局方面,要力求简洁和规则。另外,质量和刚度的中心接近重合是房屋结构的另一原则,从而有效的提升房屋结构的抗震性能。错落的竖向结构设计和头重脚轻是房屋结构竖向布局的大忌,因此,要适当调整房屋结构的中心,使其趋于最低。在竖向强度和刚度方面,要注意保证其均匀性,尤其要严格控制凸出屋而的部分,避免地震时因为凸出屋而的建筑物部分过高而发生的鞭梢效应。设计人员在对结构进行设计时,要尽可能的按照抗震性能要求进行,减少使用极其不规则的设计方案。

3.5设计选取优化

在进行设计优化的过程中,相关人员要根据地基沉降引起构件开裂程度进行合理深度优化,将设计桩箱和桩筏相结合,保证箱体的刚度,实现对设计方案的优化。对设计方案进行比较进行有效选取,确保方案符合设计结构中安全可靠性、操作技术要求、经济效益等的相关要求,实现设计选取的优化软土层覆盖层厚度。较大地区的多层建筑要经过地基处理控制建筑物沉降,对其上部结构和地基的技术指标进行规范和处理,考虑处理方案成熟程度及相关经验,进行多种方案的比较。最终选取最合适的设计方案。确定选取的方案满足设计强度和形变的标准对不符合的方面继续进行优化。

3.6概念设计结合细部结构设计优化

概念设计主要作用于无具体数值量化现象,比如无确定性的地震设防烈度,现实难免与计算式存在区别,那么设计时应采取概念设计方法,使数值成为辅助及参考根瞎。为达到最佳优化设计效果,设计人员应该灵活运用结构设计优化方案。与宏观把握相对应的,设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化,比如现浇板中的异形板拐角方向容易出现的裂缝,可归结为矩形板。钢筋选择时应注意:I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多,但是他们的极限抗拉力相差却相当大,所以在塑性满足要求的情况下,现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候,外立面上的悬挑板及配筋,应在满足基本规范要求之上以达到安全、经济之目的。

结束语:

总之,在人们生活水平不断提高,不仅对建筑实用性与安全性有所要求,而且对经济性与外观也有所要求。然而,在对建筑结构设计的时候,必须考虑到施工的方便性,以便快速完工。对于建筑结构设计进行必要的优化,不仅能获得房屋结构的经济性、安全性、合理性,还能使建筑更加美观。

参考文献

[1]高鹏.乔可义.重视概念设计,提高建筑结构设计的质量[J].建设工程与技术.2014(07).

[2]马国库.徐太安.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].黑龙江科技信息.2008(35).

[3]于应平.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].城市建设理论研究.2012(18)

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