分析建筑结构设计中结构设计优化技术论文_廖媛媛

分析建筑结构设计中结构设计优化技术论文_廖媛媛

安徽安德建筑设计有限公司 安徽合肥 230000

摘要:进入20世纪以来,中国经济发展迅速,人们生活水平在不断提高,这也推动了我国建筑行业的发展。但是,在建筑施工过程中,部分不负责任的开发商为了追求低投入,高收益,经常会偷工减料,降低建筑的质量和使用寿命,也给购买者留下极大的安全隐患。针对这些问题,文中提出了对建筑结构设计的优化方案及建议措施。

关键词:建筑结构;优化设计;意义;优化内容;建议;

引言:在建筑工程中耗资最大的是工程造价方面,对于这些高成本的建筑工程我们需要注意的是,除了要保证建筑物的功能性,还要对房屋建造的结构设计进行合理规划,要考虑多方面因素优化结构设计,从而大大降低工程的施工成本,并促进建筑工程的顺利施展。本篇文章阐述了在建筑中的结构设计,还有优化技术在结构上的优势,对于这几个方面进行了详细的分析和探讨。

一、结构设计优化的意义

1、结构优化设计降低总造价

进行结构优化设计中,高层住宅和多层住宅相比较,层数越多,总建筑面积增大,单位建筑面积占用的土地面积就越小,这样可以节约用地成本。但随着建筑层数的增多,建筑总高度也会加大,楼与楼之间的间距也要加大,使得土地占用量与建筑层数的比例不相符。另如屋盖部分,一栋楼只有一个屋盖,并不会因为层数的增加而有所改变,它的成本下降会比较明显。对于基础部分而言,虽然也是各层共用的,但是层数增加,传给基础的荷载将会增大,我们需要增大基础,这样单位面积的造价有所降低,但是却没有屋盖的效果那样明显。

2、进行结构设计优化提高建筑结构经济性

建筑的层高增加,由于墙体面积和柱体积增加,结构的自重会增加,基础和柱的承载力相应增加,给排水和电气的管线会加长;相反降低层高,可以减少结构的自重,基础墙面的稳固有利于抗震效果。同时建筑的总高度减小,两建筑之间的日照距离就会减小,间接地节约了用地。建筑面积相同,建筑使用不同的平面形状时,它的外墙周长也会不同,因此,当选择圆形或是越接近于方形时,外墙周长系数越小,基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少,同时外墙的受力性能也得到提高,这样不仅增强了建筑的经济性能,还保证了建筑工程的安全性。

二、建筑结构优化的内容

1、加强对剪力墙的设计

在剪力墙的设计中,关键是连梁的设计。联肢墙的形成,是连梁通过连接各个墙肢而成的,这样墙肢的约束条件就增加了。如果连梁的刚度过大,那么结构的地震作用也会相应增大,同时在连梁和墙肢上,分配的内应力也会相应增大。这就需要增大构件数量及其配筋量,显然这样就造成了材料的严重浪费。因此,在设计住宅结构的时候,设计师都不会将具有大刚度的窗下墙作为连梁,而选择将连梁设计成为刚度、截面都比较小的弱连梁。由此得出,剪力墙的数量越多,结构的抗侧力刚度就会越大,相应的结构位移就会减小。但带来的问题是,结构的地震力会随之加大,不利于结构的造价控制。因此,剪力墙的布置应该遵循均匀、对称而且分散的原则。在规定的水平位移限值下,尽可能降低剪力墙的使用数量。

2、加强建筑抗震性能的优化

增加建筑的抗震防线数量。在建筑的抗震体系中,单个抗震结构体是由若干个延展性能较好的分体结构组成的,而且,还需要通过延展性较好的结构构件共同工作来完成。然而只有处理好这些抗震结构体的搭建关系,才能确保建筑抗震的有效性。在同一楼层内,将主要的耗能构件进行调整,从而保证其他抗侧力构件的稳固性。由于抗震结构体系是处于不稳定的状态,进而需要保证建筑结构构件的实用性、持久性、延展性以及抗压抗倒能力。在整体建筑中,要注重结构强度的合理分配,还要及时调整已损坏的老旧配件。如果某一部分的结构设计发生超强,那么,其他部位很可能就相对薄弱。因此,在结构设计中,需要谨慎的考虑,单单加强某一部分,或者以大代小改变抗侧力构件的做法,是不可取的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在建筑的性能化设计过程中,应该根据实际需要,有针对性地选择整个结构、局部结构或者关键部位等作为优化的目标,从而进行性能化设计的优化。

3、注重结构静力学分析方法的优化

有很多针对建筑结构的分析方法,如动力弹性分析法、弹性静力法、动力弹塑性分析法、静力弹塑性分析法等。在一般情况下,弹性方法可以计算建筑结构的变形以及内力,而针对框架梁以及连梁等构件时,可以将由于塑性变形而引起的内力重分布考虑在内。建筑结构的计算模型确定方法应该由结构的实际情况确定,但是在选取分析模型的时候,原则上要求能准确地反映出结构中各构件的受力状况。对于建筑的结构分析,一般情况下,可以选用空间杆系、平面结构空间、空间杆――墙板元、空间杆――薄壁杆系等计算分析模型来进行整体计算。在结构设计中,有的设计师会采取这样的措施,将跨高比很小的梁、墙体连梁等构件当作空间杆模型,这样的计算结果是非常不合理的。由此而谈,对于一些不符合杆系条件的构件,在设计中可以采用有限元的分析方法来进行辅助分析。同时,在计算模型的时候,无法对一些复杂构件的节点进行模拟,此时也可以应用有限元方法来进行节点分析。

三、推行建筑优化设计的建议

1、加大行政监督和加快设计监理工作

优化设计工作的推行,政府主管部门首先要重视,通过行政手段来保证优化工作的实施,加大对设计市场的管理力度,建立和完善相应法律法规,规范设计市场。其次建立设计监理制度已成为形势所迫,业主所需。目前还没有客观公正的“第三方”来监理结构设计的进行,所以通过设计监理的方式可以打破设计单位自己“控制”自己的单一局面。

2、建立必要的设计竞争机制

为保证设计市场的公平竞争,设计经营也应采用招标投标,并颁布相应的法规条例。各地可以成立合法的设计招标代理机构,符合条件的项目必须招标。招标时对投标单位的资质、信誉、技术等方面进行必要的资格审查,设立健全的评标机构,运用价值工程等手段对备选方案进行优化选择。设计单位为提高自身竞争能力,在内部管理上应把设计质量同个人效益挂钩,促使设计人员加强经济观念,把技术与经济统一起来,改变以前设计过程不算帐,设计完成后概算见分晓的现象。

3、推广设计标准规范和标准设计

工程设计标准规范的形成,来源于大量成熟的、行之有效的实践经验和科技成果,是科技转化为生产力的必要途径。优秀的工程设计标准和规范,不仅优化了设计,减少设计的盲目性,还将大大提高设计速度,有效降低项目的全寿命费用。在标准规范中可以对一些重要的部位采取设计经济指标限额制度,对一些设计部位使用“宜”或“不宜”等引导性语言提示设计人员对方案进行优化,鼓励他们在设计中大胆使用新工艺和新材料。

四、结束语

随着社会的不断进步,经济的不断发展,人们的生活水平也在不断的提高,因此对建筑的功能要求也有所提高。本文通过对房屋建筑结构优化的内容以及在优化中的房屋建筑结构的设计应用进行了详细的分析和探讨。其实我们对于建筑结构最根本的目的是确保建筑工程设计的质量和安全性,除此之外还需要适用经济原则,最大限度地发挥建筑工程的经济效益。因此为了应对这种情况,就必须在建筑物设计中采用结构设计优化技术。有关工作人员需要不断努力提高他们的专业素质和综合水平,并吸取工作经验教训,来设计更好的房屋建筑。相信经过我们的努力,以后的建筑发展会变得更好。

参考文献:

[1]宋戈辉.结构设计优化技术在厂房结构设计中的应用[J].黑龙江科技信息.2012(19)

[2]孙有果.结构设计优化技术在房屋结构设计中的具体应用探讨[J].科技致富向导.2011(26)

[3]吴雪峰.浅谈结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用[J].科技风.2011(07)

论文作者:廖媛媛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期

论文发表时间:2019/7/4

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