关键词:框架结构设计;建筑结构设计;应用
引言
建筑结构设计中的建筑结构设计优化对建筑施工作业、使用价值等方面具有重要影响作用,设计人员通过建筑结构优化策略进一步促进建筑业的发展。在设计过程中设计人员必须依据相应原则保证设计的可行性,在此基础上进行建筑结构的优化。
1框架结构的特点和原则
1.1框架结构的特点
由于框架结构具备造价低廉,使用性能灵活、减轻建筑物自重、提高建筑工程质量等特点,因此,受到了各行各业的关注。同时,框架结构的梁、柱等构建还有利于实现标准化、定型化等设计,有利于缩短建筑工程的施工工期,能够运用现浇混凝土框架技术满足建筑结构的刚性需求和整体性需求,满足梁、柱等截面的多样化设计,有利于实现建筑物空间结构的合理布置。
1.2框架结构的原则
框架结构的设计原则较为简单,总共分为三个原则,分别是:
1.2.1刚柔适合原则。由于框架结构既要承担起建筑的自重,又要保证灵活性,因此框架结构就必须要做到刚柔合适。避免太过柔软而不能够负担建筑的重量,还要避免太硬而柔韧度不够无法灵活转变。
1.2.2多到防线原则。建筑物在建造完成之后往往还会遭到来自外界的影响,因此为了保证框架结构的安全性,应该做到层层设防,保证建筑工程质量。
1.2.3主次原则。框架架构的每一个构建的作用都不相同,设计师应当分清各个部分的主次关系,能够抓住重点,协调整体。以防在外力侵害中各个构建无法相互协作发挥作用。举个例子,在整个框架结构中,柱梁同时存在,但是当收到外力侵袭时,柱要承担整个稳定建筑的责任,因此在设计时柱就是主要,梁就是次要。但是要分清,次要不代表不重要,不能因为次要就忽略了其功能性。
2建筑结构设计优化技术应当注意的问题
2.1结构优化设计阶段的问题
为保证建筑结构的设计能够更加全面性,充分考虑建筑使用的安全性、功能性以及实用性等主要特点。可利用建筑结构设计中的优化技术实现这一过程。在进行房屋结构优化设计阶段,需要预先对建筑的整体结构进行科学化、系统化的分析研究,找出现有设计结构中存在的问题并进行改善。可将建筑结构设计的内容分解研究,明确每一部分的功能特点,而后针对每一部分进行优化方面的分析。而后,从整体结构的角度再次进行分析,保证建筑结构中的各个部门都能够进行优化改善,进而完善建筑自身的功能性,满足建筑工程客户的需求。
2.2框架梁、柱配筋方面存在的问题
当前很多建筑结构都是采用框架结构来进行建筑结构设计的。因此,在设计框架时,需要注意顶层风荷载的大小,保证轴上力的大小和建筑高度之间的正比关系,才能够避免顶柱上存在的偏心力了。因此,在顶层上面,存在着轴向应力,这些应力会造成建筑截面出现重心偏离现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,在设计过程中,需要严格按照相关设计标准来进行梁、柱配筋等计算。
3房屋建筑结构设计中优化技术的应用
3.1建筑结构设计模型的优化
建筑结构设计需要利用数学理论知识以实现基础部分的优化。结构设计阶段,可基于实际结构的设计建立数学模型,利用科学的方式实现对建筑结构的整体优化。一般来说,结构设计模型的建立需要实现三个步骤。首先,通过对建筑结构的分析,选择合理的设计变量。第二,在第一步的基础之上选择合适的目标函数,最后,则是对函数约束条件的确定。
3.2整体与局部设计优化
从建筑结构设计优化的整体来看,建筑结构设计通常包括设计、结构以及安装设计三大体系,而各体系之下又细分为多个下属体系,因此在建筑结构设计优化过程中,设计人员应当分别对每个体系进行设计,确保能够有效突破各个布局间的横向关联,使不同环节能够实现协调搭配。由于建筑结构的复杂特性,结构设计也涉及材料选择、结构类型选择等内容,要想得到更好的优化设计,必须兼顾整体与局部双方面的优化。
3.3科学优化建筑主体上部结构
在建筑的上部结构设计过程中,要构建相应的模型,在整个过程中,要合理设置剪力墙,确保剪力墙整体质量是均匀的,进而将楼层中平面刚度的中心点重合于楼层整体的结构重心之中,进而避免地震或风力出现破坏现象。在建设过程中,在条件允许的情况下,要大力改造剪力墙,将剪力墙的墙肢长度进行延长,从而对墙肢数量进行有效控制,并控制混凝土的使用数量。
此外,对于剪力墙内的暗柱,主要是由一般性钢材铸造的,在应用较大剪力墙的情况下,可以合理化控制钢筋使用数量,避免浪费不必要的成本。此外,如果建筑的自身对抗震抗压提出了明确的要求,就不能构造较大的剪力墙。
3.4实现结构细化合理的运用
通常来说,建筑的主体部分对于保证房屋的稳定性具有重要的作用,但是,建筑的各个组成部分设计结构的优化也是非常重要的。为保证结构设计的合理性,需要在保证结构整体合理性的同时,对房屋的组成部分进行合理性的优化。值得注意的是,设计人员在进行建筑结构组成部分的优化工作阶段,需要注意对房屋的建筑结构进行精细化的处理设计,可以利用计算机技术对部分结构进行优化设计。另外,为保证建筑结构优化工作的合理性以及高效性,工程建设单位可以对建筑的设计人员进行相关课程的培训,从而促使设计人员了解和掌握当前市场中先进的设计理念以及专业技能,提高设计人员数字化技术的运用能力,在具体的工作中加强对建筑的各个组成部分结构的优化设计工作,保证建筑结构整体的合理性、实用性以及安全性。
结语
随着新型建筑结构方案的增多,建筑框架结构设计面临的问题也会越来越多。但是办法总比困难多,只要保障框架结构设计的灵活性,很多外界因素也无法影响到整体的建筑质量。总之,在对框架结构进行设计时应当重视每个部分连接点之间的整体性,保证整体施工工艺和专业品质。设计人员应当结合自身经验和实际的数据对框架结构方案进行仔细全面的分析,保证其可行性,只有最终确认无误后才能运用到实际工程中。
参考文献:
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论文作者:杨超杰,宗超然
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/13
标签:结构设计论文; 建筑论文; 建筑结构论文; 框架结构论文; 结构论文; 框架论文; 设计人员论文; 《防护工程》2019年第5期论文;