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摘要:做好建筑结构设计是展开建筑工程建设的前提条件,随着人们对建筑工程质量的关注度逐渐加大,提高建筑结构设计质量也成为受到建筑行业的重视。本文简要概述了建筑结构设计的内容,分析了影响建筑结构设计质量的因素,并提出做好设计基础准备工作、优化建筑抗震结构设计、巧妙应用结构设计软件的质量提高策略,旨在为建筑工程顺利施工打下坚实的基础。
关键词:建筑结构设计:设计质量:概念设计:途径
引言
近年来,随着我国工程质量问题愈发严峻,建筑结构设计是确保建筑工程质量的前提和保证,因此需要在进行建筑结构设计的过程综合考虑施工过程中的所有因素。建筑结构设计的好坏直接关系到建筑物的综合质量,同时在对建筑物的实用性、美观性、经济性、可靠性进行综合考虑的同时,需要重视建筑结构设计并且进行相关控制。
1建筑结构设计的内容概述
建筑结构设计的内容主要包括整体设计和部件设计。其中整体设计是指基于建筑工程的实际建设环境、性质、高度等因素,选择适合的建筑结构体系,例如:框架结构、筒体结构等,确定好建筑结构体系后,再研究建筑的梁、柱等尺寸数据。做好内力计算等准备工作,以此选择适合的建筑类型。根据施工地所处的地质、水文环境进行建筑物的基础设计工作,确保基础设计与上部结构条件吻合。建筑结构设计中的整体设计包括基础选型、结构选择、剪力墙分布等内容,为后续部件设计工作打下良好基础。建筑结构设计中的部件设计内容是在完成整体结构设计后展开的,其中包括计算墙体、梁、柱等部件的内力或配筋比。单向板的数据计算可视为同宽度梁的数据,根据专业理论计算双向板数据,尽量避免异形板的数据计算。由于墙、梁、柱的计算方法不适用于桩的承台、深梁等块体建筑的数据计算,得出的结果不精确,因此,只有选择安全系数较大的,以提高建筑结构设计的整体质量。
2建筑结构设计
2.1建筑结构的类型
目前,学界以及业界公认对于建筑结构进行划分的标准主要是以其的实际用途、层数、结构材料和结构形式等作为参照依据。按照用途可以分为民用和工业用两种,按照层数则可以分为单层、多层和高层建筑等,按照不同的参照依据可以分为类型。
2.2建筑结构设计
建筑结构设计一个比较大的概念,其包含许多方面的内容如基础选型、布置柱网、剪力墙分布、结构体系选择等,其中主要的是主体设计和基础设计。在进行实际施工之前,相关技术人员根据建筑物、施工地点的实际情况如地质、人文、环境特点、楼层高度等,进行合理科学的设计。在对建筑结构内的实际体系进行调查清楚后,在对建筑物内部的实际部分如柱、梁、剪力墙的分布和尺寸进行合理科学的安排。在进行设计施工的过程中,需要严格按照计算原则对于建筑物内部的实际应力进行计算,结合上述的施工情况利用BIM设计模型,建立建筑物的三维结构模型,同时选择最合适的施工方案,从而确保建筑物的实际质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,为了保证建筑物的安全性以及可靠性,需要在设计阶段严格按照实际的施工情况进行设计:一是在设计过程中要考虑建筑物的抗震性能,尤其对于建筑物的施工地点处于环境条件比较恶劣时,需要在实际的设计过程中考虑地质情况、建筑高度和具体结构类型,进而采用合适的施工方案;二是在设计建筑物模型时需要选取建筑物承载的极限状态以及正常使用情况来进行操作和验算,进而将两组数据进行对比分析,从而确定建筑物结构承载力的实际情况。
3工程建筑结构设计中的问题分析
3.1地勘报告与施图设计标高存在较大差距
土木工程在开展过程中通常是根据设计图纸进行施工构建,而在建设结构设计中要具备较强的专业性、科学性,并以严谨、合理的态度实施建设。但随着我国现代化不断发展,城市建设逐渐成为企业发展对象,大量建筑企业拔地而起,由于企业在建设发展中缺乏丰富的施工经验,导致在工程在结构设计中存在较多问题,例如:设计人员在进行施图设计其数据与实际地勘报告标高存在较大差距,与实际数据不相符合,从而忽略了该问题的重要性,导致建筑结构在设计中存在大量隐患。
3.2优化结构尺寸过多
在高层建筑物结构材料性能、荷载作用力以及几何形状既定的前提条件下,结构设计人员可将与设计条件相符合的最优化构件截面求解出来,但也在一定程度上忽视对建筑结构整体的优化工作。实际上,形状优化是高层建筑结构设计优化中最为重要的内容之一。目前,多数建筑结构设计人员都错误的认为,只要方案设计合理,结构布置科学,就能够借助于计算机软件实现对结构尺寸的准确计算,但这并不能达到结构尺寸优化的目的,进而也难以保证建筑结构设计方案的最终质量与水平。
4结构优化设计的解决措施
4.1选择合理设计方案
在对高层建筑结构进行优化设计的过程中,工作人员首先需要对建筑物结构的使用性质进行分析,充分掌握各种变量因数,提取有效的设计方法,如直接优化法或间接优化法。以材料消耗量为关键,该指标直接影响了建筑物结构构件的截面尺寸大小,构件截面尺寸必须满足通过力学分析所得到的强度计算值以及位移变形等条件。但是由于数学解析的方法难以准确表达目标函数,因此无法通过求解极小值的方式得到最优的结构设计方案,从这一角度上来说,针对高层建筑结构方案的优化只能采用直接优化法来解决,即给目标函数中变量以已知值,经过试算使其满足一定的约束条件,求得其目标值,并找出使目标值逐步变小而趋向最佳值的路线或方向,以达到目标函数的最优值。因此,可以采用满应力法进行高层建筑结构
4.2优化优化建筑抗震结构设计
建筑抗震结构设计是影响建筑整体质量的重要环节,优化抗震结构设计对提高建筑结构设计整体质量起到了良好的促进作用。在进行优化建筑抗震结构设计过程中,需要由专业的设计人员根据建筑物所处的地理环境和地震发生情况展开针对性分析,以此设计出符合国家抗震结构设计标准的施工图。设计人员针对抗震墙截面较长的情况时,与洞口连接形成弱连梁,合理控制抗震墙的高宽比例,将抗震墙体分为多个小开口墙,以此降低抗震墙的受损概率。在水平作用力下,剪力墙容易受内力影响而超过截面的要求,因此,为优化建筑抗震结构设计需要根据实际情况减少连梁的刚度,降低内力的作用力,进而避免剪力墙发生脆性损坏。例如:福建连江的一栋33层住宅楼,受连江地区风荷载较大,位移难以控制等因素影响,建筑进深较小,且抗水平力、剪力墙较长,因此,需要注意处理墙面开洞现象,以达到建筑物的基本抗震要求。专业的抗震结构设计人员需要准确计算出抗震数据,基于对建筑物的地基、建筑物主体、建筑物承重墙等数据的了解,从建筑物的基层考虑,全面的控制建筑抗震结构设计的优化性能,以求提升建筑物的抗震能力设计。
结语
国当前建筑工程项目建设领域正逐步向着高层,乃至超高层方向发展,词类建筑结构对建筑力学结构设计提出了更为严格与具体的要求。从这一角度上来说,设计人员必须在满足建筑物使用要求与质量的基础之上,对建筑结构设计方案进行不断优化与完善,以此为高层建筑质量水平的提升奠定基础。
参考文献
[1]周献祥.结构设计笔记[M].北京:知识产权出版社,2013.
[2]石建光.大型高层建筑结构设计第三方审核和优化中的几个问题[J].建筑设计管理,2016(8):62-67.
[3]渡边邦夫.结构设计的新理念·新方法[J].岩土力学,2008,(5):1319-1319.
[4]朱海涛.建筑结构设计中常见问题分析[J].中华民居旬刊,2012(7).
[5]赵英波.高层建筑基础的合理选型等问题的探讨[J].工程技术(全文版),46-47.
论文作者:邱振兴
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/29
标签:结构设计论文; 建筑论文; 建筑物论文; 结构论文; 建筑结构论文; 质量论文; 数据论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;