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摘要:建筑结构的设计水平直接影响建筑工程的质量,为此必须提高对建筑结构设计的重视程度,采用优化技术在保证建筑结构基本功能的基础上应该考虑空间利用率、材料的使用、造价控制、居住舒适度等因素。本文将从设计优化的角度出发,对结构设计优化的意义、原则以及具体措施进行分析讨论。
关键词:建筑结构;优化设计;措施
1 引言
随着社会经济的迅速发展,如今,人们的经济条件、生活质量与生活水平得到了明显的提高,从而对生活环境也提出了更高的要求。基于时代进步及社会发展要求,如今建筑结构设计中,往往会在确保质量、安全的基础上,开展结构优化设计,以实现成本降低、节能减排及建筑物使用功能的提高。
2 建筑结构设计中的原则
2.1 保证合理的结构性能
对于一个工程来说,在设计的过程中应该同时注意它的刚性强度以及柔性强度,要根据工程的具体信息以及应用功能进行判断,对于有些建筑来说,如果刚性强度过大,则会导致建筑在变形能力上的问题,从而会导致它的荷载重量变大,引起对建筑的局部损坏。但是如果柔性过强的话也会由于结构上的变化导致不能承受原有的荷载,甚至会引起建筑整体上的坍塌,因此,在设计过程中,设计师要找到其中的关键点,达到刚柔并济的目的,着力于建筑的整体来进行构思,寻找合理的建筑结构体系。
2.2 保证结构体系的安全性
在建筑结构体系的设计过程中,保证建筑的安全性是设计的主要原则,也是建筑施工中的重点管理内容,在结构设计的过程中,设计师应该注意对建筑性能上的加固,设置不同的安全防线,保证构件在安装过程中的稳定性,不能因为理论上框架结构的承重能力是大于砌体结构的,就盲目的进行结构上的选择,还是应该从建筑的环境等方面出发,考虑到自然灾害对它的影响,在设计的过程中,可以设置多道防线,因为在建筑的结构设计中,绝对安全的设计构件和过程是不存在的,只有通过多种安全防护措施的建立才能降低危险发生的可能性,这样经过较长的时间,还能使建筑尽量保持原有的整体结构。
2.3 保证设计过程中的重点
现阶段来说,建筑在功能和规模上都有了一定的提升,在结构设计过程中多了很多复杂的工作,在不同项目设计中可能会出现交叉现象的存在,这时候设计师就要注意工作中的重点内容,明确什么部分才是结构设计中的主要承重,从结构的安全性去考虑,有的放矢的来确定不同构件的设计位置,从而减少施工过程中可能出现的损失,分清设计过程中的主次,协调好设计过程中互相之间的关系,把好质量关卡,从重点内容出发进行着重考虑。
3 建筑结构优化设计具体措施
3.1 优化建筑结构设计模型和设计计算方案
在进行优化设计时首先必须建立科学合理的建筑设计模型,控制各个参数的变化并根据试验结果选择合适的变量。另外,通过优化设计提升结构计算模型的科学性,对影响建筑结构设计方案的各个因素进行对比分析,对不合理之处加以改进制定合理的计算方案,从而可降低结构计算失误,保证建筑结构计算方案的科学合理。如选取合适的地震动参数、在计算模型中考虑梁端刚域与楼板翼缘计算梁的配筋等均是合理的经济设计措施。
3.2 建筑主体结构的优化
建筑结构设计中,首先要考虑的问题便是确保建筑物的安全性,并在后期优化设计中,致力于实现主体结构承载性能的加强。对于建筑物来说,主体部分稳定性的增强,是提高建筑物安全性的有效手段,其可以赋予建筑物在一定范围内抵抗恶劣环境的能力,使建筑物在地震、大风等环境下具有安全性,避免一旦遭受恶劣外部条件建筑物便发生倾覆。对建筑主体结构进行优化的时候,重点是对剪力墙进行优化设计,确保剪力墙的整体稳定性,重点是要使剪力墙质量均匀,并让建筑物的结构重心、刚性中心重合,从而提高建筑物的整體稳定性。设计师可以采取减少剪力墙数量、增加剪力墙程度的方式,来对剪力墙结构进行优化,使剪力墙的稳定性更高。建筑结构设计中,往往会在剪力墙内部设置大量钢结构,从而使剪力墙可以承受更多重量,提高剪力墙的稳定性。
3.3 地基结构设计中的优化
在建筑的地基设计过程中,设计部门的工作人员需要对现场进行实地勘测,根据相应的地质报告以及工程的主要信息,来确定在施工过程中建筑物的自重以及外界施加的压力,从而确定它的荷载范围,由专业的工作人员进行底面积的测绘以及计算,保证地基设计过程中的稳定性,避免由于外界压力导致沉降不均匀的现象发生。其次,还应该考虑在设计过程中的施工技术以及材料,以具体的工程为准,选择合适的地基处理技术,通常来说包括独立地基、浅地基以及深地基和桩基等,在材料的选择中,也要保证材料的强度等级,确定它的主要性能,保证在施工过程中的质量问题,对可能用到的钢筋进行计算,从地基的内部预应力进行考虑。
3.4 现代高层建筑结构设计荷载取值合理性选择
现代高层最直接表现出来的特点就是层数多,单元重复性强,故一点点的荷载效应就会产生重复积累性的变化,从而导致结构整体的浪费,笔者曾经参与这样一个项目:一个接近百米的高层办公楼,因业主需要,设计单位需要在施工图阶段考虑夹层荷载,设计完成后业主因和之前的项目作出成本比较后,认为该高层办公楼建设成本过大,需要进行优化。经过拿到该项目的模型和施工图研究后,初步得到以下的判断:设计方采用的夹层荷载为考虑加建钢筋混凝土的楼板的荷载,而逐层递加累积,最终导致整个结构的荷载很大。优化建议:采用钢结构夹层荷载,楼面采用木地板做法,已达到减小荷载的目的。
4 结束语
总而言之,要想切实完成优化工作,得出更加符合人们审美需求的设计,建筑设计师必须要跟上时代发展的脚步,综合考虑业主的实际需要按照优化设计原则展开工作,并要求施工企业严格按照方案进行工程施工,这样才可以将设计方案的作用与价值充分发挥出来,从而为后续工程施工的顺利展开打下更坚实的基础,进而为人们提供更为优秀的工作生活环境。
参考文献:
[1]唐宽.绿色建筑结构优化设计分析[J].居业,2018(11):44+46.
[2]孙传凯.房屋建筑工程结构优化设计分析[J].居舍,2018(28):82.
[3]黄国海.建筑深基坑支护优化设计分析[J].工程建设与设计,2017(20):11-12.
[4]陈琢啸.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].居业,2017(01):49-50.
(作者单位:浙江鸿翔建设集团股份有限公司1 2)
关键词:建筑结构;优化设计;措施
1 引言
随着社会经济的迅速发展,如今,人们的经济条件、生活质量与生活水平得到了明显的提高,从而对生活环境也提出了更高的要求。基于时代进步及社会发展要求,如今建筑结构设计中,往往会在确保质量、安全的基础上,开展结构优化设计,以实现成本降低、节能减排及建筑物使用功能的提高。
2 建筑结构设计中的原则
2.1 保证合理的结构性能
对于一个工程来说,在设计的过程中应该同时注意它的刚性强度以及柔性强度,要根据工程的具体信息以及应用功能进行判断,对于有些建筑来说,如果刚性强度过大,则会导致建筑在变形能力上的问题,从而会导致它的荷载重量变大,引起对建筑的局部损坏。但是如果柔性过强的话也会由于结构上的变化导致不能承受原有的荷载,甚至会引起建筑整体上的坍塌,因此,在设计过程中,设计师要找到其中的关键点,达到刚柔并济的目的,着力于建筑的整体来进行构思,寻找合理的建筑结构体系。
2.2 保证结构体系的安全性
在建筑结构体系的设计过程中,保证建筑的安全性是设计的主要原则,也是建筑施工中的重点管理内容,在结构设计的过程中,设计师应该注意对建筑性能上的加固,设置不同的安全防线,保证构件在安装过程中的稳定性,不能因为理论上框架结构的承重能力是大于砌体结构的,就盲目的进行结构上的选择,还是应该从建筑的环境等方面出发,考虑到自然灾害对它的影响,在设计的过程中,可以设置多道防线,因为在建筑的结构设计中,绝对安全的设计构件和过程是不存在的,只有通过多种安全防护措施的建立才能降低危险发生的可能性,这样经过较长的时间,还能使建筑尽量保持原有的整体结构。
2.3 保证设计过程中的重点
现阶段来说,建筑在功能和规模上都有了一定的提升,在结构设计过程中多了很多复杂的工作,在不同项目设计中可能会出现交叉现象的存在,这时候设计师就要注意工作中的重点内容,明确什么部分才是结构设计中的主要承重,从结构的安全性去考虑,有的放矢的来确定不同构件的设计位置,从而减少施工过程中可能出现的损失,分清设计过程中的主次,协调好设计过程中互相之间的关系,把好质量关卡,从重点内容出发进行着重考虑。
3 建筑结构优化设计具体措施
3.1 优化建筑结构设计模型和设计计算方案
在进行优化设计时首先必须建立科学合理的建筑设计模型,控制各个参数的变化并根据试验结果选择合适的变量。另外,通过优化设计提升结构计算模型的科学性,对影响建筑结构设计方案的各个因素进行对比分析,对不合理之处加以改进制定合理的计算方案,从而可降低结构计算失误,保证建筑结构计算方案的科学合理。如选取合适的地震动参数、在计算模型中考虑梁端刚域与楼板翼缘计算梁的配筋等均是合理的经济设计措施。
3.2 建筑主体结构的优化
建筑结构设计中,首先要考虑的问题便是确保建筑物的安全性,并在后期优化设计中,致力于实现主体结构承载性能的加强。对于建筑物来说,主体部分稳定性的增强,是提高建筑物安全性的有效手段,其可以赋予建筑物在一定范围内抵抗恶劣环境的能力,使建筑物在地震、大风等环境下具有安全性,避免一旦遭受恶劣外部条件建筑物便发生倾覆。对建筑主体结构进行优化的时候,重点是对剪力墙进行优化设计,确保剪力墙的整体稳定性,重点是要使剪力墙质量均匀,并让建筑物的结构重心、刚性中心重合,从而提高建筑物的整體稳定性。设计师可以采取减少剪力墙数量、增加剪力墙程度的方式,来对剪力墙结构进行优化,使剪力墙的稳定性更高。建筑结构设计中,往往会在剪力墙内部设置大量钢结构,从而使剪力墙可以承受更多重量,提高剪力墙的稳定性。
3.3 地基结构设计中的优化
在建筑的地基设计过程中,设计部门的工作人员需要对现场进行实地勘测,根据相应的地质报告以及工程的主要信息,来确定在施工过程中建筑物的自重以及外界施加的压力,从而确定它的荷载范围,由专业的工作人员进行底面积的测绘以及计算,保证地基设计过程中的稳定性,避免由于外界压力导致沉降不均匀的现象发生。其次,还应该考虑在设计过程中的施工技术以及材料,以具体的工程为准,选择合适的地基处理技术,通常来说包括独立地基、浅地基以及深地基和桩基等,在材料的选择中,也要保证材料的强度等级,确定它的主要性能,保证在施工过程中的质量问题,对可能用到的钢筋进行计算,从地基的内部预应力进行考虑。
3.4 现代高层建筑结构设计荷载取值合理性选择
现代高层最直接表现出来的特点就是层数多,单元重复性强,故一点点的荷载效应就会产生重复积累性的变化,从而导致结构整体的浪费,笔者曾经参与这样一个项目:一个接近百米的高层办公楼,因业主需要,设计单位需要在施工图阶段考虑夹层荷载,设计完成后业主因和之前的项目作出成本比较后,认为该高层办公楼建设成本过大,需要进行优化。经过拿到该项目的模型和施工图研究后,初步得到以下的判断:设计方采用的夹层荷载为考虑加建钢筋混凝土的楼板的荷载,而逐层递加累积,最终导致整个结构的荷载很大。优化建议:采用钢结构夹层荷载,楼面采用木地板做法,已达到减小荷载的目的。
4 结束语
总而言之,要想切实完成优化工作,得出更加符合人们审美需求的设计,建筑设计师必须要跟上时代发展的脚步,综合考虑业主的实际需要按照优化设计原则展开工作,并要求施工企业严格按照方案进行工程施工,这样才可以将设计方案的作用与价值充分发挥出来,从而为后续工程施工的顺利展开打下更坚实的基础,进而为人们提供更为优秀的工作生活环境。
参考文献:
[1]唐宽.绿色建筑结构优化设计分析[J].居业,2018(11):44+46.
[2]孙传凯.房屋建筑工程结构优化设计分析[J].居舍,2018(28):82.
[3]黄国海.建筑深基坑支护优化设计分析[J].工程建设与设计,2017(20):11-12.
[4]陈琢啸.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].居业,2017(01):49-50.
(作者单位:浙江鸿翔建设集团股份有限公司1 2)