探析建筑结构优化设计论文_郑中明

探析建筑结构优化设计论文_郑中明

安徽水利开发股份有限公司建筑设计研究院 安徽合肥 230031

摘要:随着经济的发展,人们生活水平的提高,人们对于现代建筑结构的要求也越来越高。以前人们对建筑的要求就只是保暖、舒适、安全就基本可以了,但是现在人们对建筑的给予了更高的要求,它不仅要安全、舒适,还要美观,合理,经济,适用。因此选择合理的建筑方案就显得尤为重要了,它不仅可以降低生产成本,还能够获得最大的经济效益。近十年来,房地产行业火热,楼价节节高升,土地价格不断上涨,这就增加了开发商的建筑成本,开发商为了减少这种成本的支出,就会选择降低工程造价,要实现降低工程造价就要从现代建筑优化设计入手。现代建筑结构优化应用到实践中是一个很广泛的课题,越来越多的人已经开始知道现代建筑结构优化的好处,现在建筑结构优化设计可以在相同的面积上利用结构优化方案就改变内外表面的装修面积,缩小装修面积的同时就可以降低成本,合理利用每一寸土地。

关键词:现代建筑结构;优化设计原则;问题;要点;

引言:随着技术的不断发展,建筑业也有了长足的进步与创新,在各类建筑中,需要良好的设计才能保证建筑的质量,确保建筑美观与稳定。那么,在建筑业中,对结构的设计非常关键,结构设计在很大程度上直接关系到工程整体的造价及施工进展,结构设计成为业内最为关注的课题。文章主要通过对结构优化设计基本原则的分析,全面提出高层剪力墙结构优化设计方案与措施,以此提升建筑品质。

一、结构优化设计基本原则

1、提高建筑舒适度原则

建筑是用来生活与工作的,那么建筑的根本目标就是舒服,在对建筑结构进行优化设计时,一定要充分考虑到这一点,特别是在结构体系优选、传力途径科学性、构件布置合理性、构件材料选用等方面有一个良好的规划与统筹,只有正确的选择好结构方向,才能确保建筑符合要求,形成正确的建设导向和内容。在把握结构设计要素上,要全面考虑到提高建筑舒适性为主,这样投入使用后,才能证明结构优化达到了预期,这是一条基础原则。

2、建筑结构整体安全度原则

结构优化设计不能出现偷工减料的情况,优化也不是减少投入,是在全面考虑整体建筑不同位置构件关系基础上,使各个结构间形成稳定性,确保结构体系构件可靠安全,结构上的安全非常重要,在经济合理中把握好投入与产出比,最终达到建筑结构既安全耐用又经济合理总目标。

二、建筑结构优化设计中的问题

1、缺少详细的勘察地质资料

从现在的建筑结构设计工作来看,普遍缺少详细的勘察地质资料,只是简单的依据相临建筑的情况进行图纸设计。勘察施工场地的作用是保证科学的进行地基基础工作,并且达到最基本的安全保障。往往房屋设计工作人员只是把耐力数值控制到最小,就简单认为房屋建筑结构没有问题了,这种技术问题为房屋埋下了安全隐患。在对较软地基进行处理时,忽略了垫层换土设计,只是根据经验判断处理。房屋结构设计过程中,对于较软地基存在的安全隐患没有足够认识,单纯依据个人经验使用砂垫层强化承载力,对于其宽厚度缺乏精确计算,也造成了费用的浪费。

2、造柱设计存在的问题

建筑结构设计中的构造柱可以设计为单一的受力柱,其横截面与配筋必须达到规范砼的规格,如果房屋结构包含抗震功能,必须要满足以上要求。当构造柱体被当做承重的柱体应用时,这就会使构造柱体的受力提前了,从而限制了构造柱体对建筑结构的拉束功能的完全发挥,使整体房屋结构设计暗藏了安全危机。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地圈梁通常会植入构造柱体,这种情况下是不需要另外设置地基的,可是当构造柱体充当了承重柱体时,柱底部基础抗压能力必然会出现超负荷现象,裂缝也就产生了。在实际施工当中,处于承重梁下的柱体应当达到承重柱体的标准,假如承重梁的负载与跨度呈现最小状态时,梁下也可以使用构造柱体。这时候就要对构造柱体的功能忽略不计,重新检测墙体下半部分的抗压强度,达到要求才能设计施工。

3、抗震设计中存在的问题

在抗震建筑结构设计中,施工设计人员普遍认为六度设防可以看成是没有设防。为了方便受力分析,施工设计人员往往把柱体横截面较小设计,增加梁线的刚度,将梁设计成为铰支梁,柱体的抗压能力设计成轴心抗压。这种操作方法能够方便分析房屋结构的受力,但是针对整体的房屋结构安全带来了危险。忽视了梁与柱之间的弯矩约束,还有柱体的截面积较小,整个建筑结构一旦受力,抗弯能力明显不足,造成了梁底显现裂缝。

三、建筑结构优化设计的要点

1、结构优化设计的规范

在对房屋建筑结构进行结构优化设计时,设计工作者应遵循相关的结构设计规范。房屋结构优化设计的追求决定了房屋结构优化设计对设计工作者提出了较高的要求,要求工作者不仅详细了解房屋结构设计规范的条文,同时也要能够根据房屋结构设计的实际情况,把房屋结构设计的结构优化设计方案科学合理的运用到实际的房屋工程中。

对于一些结构较为简单的房屋工程,某些结构设计规范可能过于保守,而对于一些结构复杂的,或者有特殊用途的房屋工程,某些结构设计规范又可能过于宽松,安全性不足,这就要求房屋结构设计结构设计优化工作者能够根据具体的工程情况,对结构设计条文进行适当的取舍,争取使设计成果达到最优化。

2、前期方案设计期间将结构设计优化参与其中

建筑方案设计前期如有一个优秀的、合理的设计方案,并参与结构设计优化,就会争取到非常优秀的开端。但目前在前期设计方案中结构设计优化参与其中的并不多,如果能对建筑类别有所针对,并进行合理选择结构设计优化方案,将降低建筑的总投资成本,因此在建筑方案设计初期应注意建筑方案的结构优化设计,考虑结构的合理及可行性。

3、结构设计优化方法的应用

结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容,并应在满足设计规范和使用要求的前提下,结合具体工程的实际情况,围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。

4、结构优化设计中的整体布局

为实现这些目标,建筑结构决策者与设计者须从结构优化设计的全局观念出发,利用结构设计中的点、线、面,确定建筑结构设计的总体布局,处理好点、线、面之间的架构关系,借助于材料的选用、构件的布置,充分发挥单个构件与整体结构的配合与协调,使之能实现最佳受力状况,既实现整体结构良好的承重力、刚性与延展性,也实现单个构件的最大化与最佳化利用,保证达到建筑设计的国家质量标准,实现建筑功能性、安全性与经济性的多重目标。

四、结束语

总而言之,建筑结构设计是指在满足约束条件及按预定目标下,对工程结构的设计求出最优化方案的设计方法,就是把各种技术工学的成果汇集并统一在一个建筑物上的表现。可以说,“结构设计”是结构方案的方法,是把结构应有的状态原原本本地表现在建筑上,实现结构所创作出的美丽的空间调和、跃动感、紧张感,以及出色的居住性能。在这个结构的优化过程中,高速发展起来的各种各样的技术工学被应用、被统一,建筑的安全性、耐久性、经济性的结构设计在优化过程中得到充分考虑。

参考文献

[1]江欢成.优化设计的探索和实践[J].建筑结构,2006,36(6):1-24.

[2]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报,2007(35).

[3]宋瑛.剪力墙布置位置的设计优化[J].山西建筑,2012,38(29):53-54

论文作者:郑中明

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期

论文发表时间:2019/8/22

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