建筑结构优化措施合集12篇

时间:2023-05-29 08:56:30

建筑结构优化措施

建筑结构优化措施篇1

引言

随着我国房地产行业的成熟发展,市场竞争变得日益激烈,建筑开发商讲究建筑品质的同时,也越来越注重建筑成本的控制,对于所开发项目的图纸(质量、进度、经济)方面要求也变得愈加苛刻:多种原因造成无论是方案还是施工图都经常性的做修改,出图时间的仓促紧迫,导致参与的设计师们面临诸多困难。对于结构工程师而言,合理且经济性的结构设计在项目建造成本控制中显得尤为重要。作为参与其中的结构设计人员,如何在满足相关规范的前提下,尽最大努力通过控制结构材料用量来降低建造成本,成为当前必须解决的一个课题。以下来浅谈一下建筑结构优化措施

1 优化分析

目前中国地区的建筑结构类型大部分为钢筋混凝土结构,所用最多的建筑主体材料是混凝土和钢筋。下面通过结构设计的几个过程阶段来做材料用量的优化分析。

1.1 方案阶段

1.1.1 工程项目是否做的经济,除结构本专业要精心设计外,建筑方案是影响成本的关键所在,一旦方案体系确定,结构的含钢量,混凝土梁的调整就有限了。

1.1.2 基础选型方面是控制材料用量的非常重要的方面,要结合项目的所在地点,建筑主体本身,根据勘察报告,选用合适的持力层,按照“地尽其力,就近传递”的原则,采用多种方案比较,确定基础选型。

1.1.3 上部结构方案在满足建筑功能和空间要求的基础上,还需在提高结构整体性等方面下功夫,是结构布置用相对小的构件在截面尺寸形成较大的抗侧刚度,尽量明晰构件在结构抗侧和承重方面的作用,进而有限控制结构整体计算指标符合规范或规程要求。建筑平面尽量规则不超限。

1.2 结构设计

1.2.1 基础部分

桩基设计时,布桩应遵循“直接和就近”的原则,减少传力的路径和环节,严格控制布桩系数,不人为放大布桩系数。

1.2.2 地下室

(1)地下室底板有条件时应做成无梁板,利用承台或独立柱基作为柱帽,通过调整尺寸来优化钢筋。

(2)地下室顶板对于板厚和配筋从构造上有较高要求时(如作为嵌固端的地下室顶板、转换层等),可以考虑采用大板(不覆土,荷载较小时),或加腋大板(荷载较大时)。

(3)地下室顶板作为大屋面,有条件时采用结构找坡,既容易保证防水质量,也能减轻荷载,可以节省材料用量。

1.2.2 梁

(1)梁截面宽度选择时,应尽量避免四肢箍筋的宽度。

(2)梁截面高度受到限制时,可采取变截面高度梁,竖向加腋,水平加腋,加牛腿等措施

(3)梁与柱连接或与墙平面内连接时,框架梁面筋一般不全长拉通,另设架立钢筋,支座面筋长度取值,未连续梁时,梁面筋长度按常用的1/3跨度;为单跨时,梁面筋长度按1/2跨度(面筋原味标注处加括号,括号内数字为面筋长度)。

1.2.3 板

(1)板的混凝土强度等级尽量取低(混凝土强度等级低,则最小配筋率也低)。

(2)荷载不大时,尽量布置成单向受力板;板跨应按经济板配筋选取。

(3)板长边和短边之比>2时,按单向板计算 [1] ;其短边支座面筋按最小配筋率或计算,长向底筋按分部钢筋布置、面筋最小配筋率布置。

2.2.4 剪力墙

(1)纯人防墙不设置墙暗柱或构造暗柱(除边框构件外)。

(2)地下室外墙不设置墙暗梁、且也不设置基础梁(该处底板外挑≥500)。

(3)塔楼投影范围内的地下各层的剪力墙,不设置剪力墙约束暗柱,仅设置构造暗柱;塔楼投影范围外的地下各层一律为构造暗柱。

1.2.5 柱

(1)柱纵筋直径选择原则是,在四角放置最大限度的直径。

(2)柱箍筋一般最大限度等于最小体积配箍率。

(3)柱箍筋形式要最大限度减小重叠部分(允许用拉筋处,尽量不要箍筋)。

2.3 计算模型

2.3.1 荷载取值

(1)室外消防车道的活荷载,按消防车轮压取值。[2]

(2)小区室外花园面积较大(非消防道、在一层顶板),按单向板布置,其活荷载按梁、板分开计算:

(3)填充墙开窗门洞处,应尽量精确选取线恒载,不得随意加大。

1.3.2 设计参数

(1)框支层及以下一层按框支框架采用相应的抗震等级,其余层采用框架-剪力墙中的框架相应的抗震等级。

(2)仅控制地下室底板、顶板及外墙裂缝宽度;地面以上控制大跨度梁的裂缝宽度及挠度。

(3)结构重要性系数,对于使用年限100年及以上的构件,不应小于1.1;50年的不应小于1.0;对于使用年限为25年结构构件,应综合考虑材料的性能确定结构重要性系数,不小于0.95。[3]

1.3.3 结构分析

结构计算宏观指标如轴压比、周期、位移、剪重比、刚重比等应该控制在合适的范围内,既应符合规范的要求,同时也不要有太大的富余,以达到安全不浪费的目的。

1.4 施工图绘制

1.4.1 标准层梁配筋应多分段,对于跨度较短,水平力作用下,内力沿竖向变化交大时,应采用列表法,细分各层“短跨”梁的配筋。

1.4.2 如果需要双层双向拉通配筋时,拉通钢筋的直径尽量小(一般可小于最小配筋率),另附加钢筋的直径尽量大。

1.4.3 剪力墙暗柱纵筋直径一般选择原则是,在角点放置最大限度的直径,暗柱箍筋形式要最大限度减小重叠部分。

1.4.4 柱纵筋由最小配筋率控制时,应选取满足轴压比限值的柱截面:轴压比不满足时,优先提高砼强度等级(即不加大柱截面)。

1.4.5 地下室外侧墙一般采用分离式配筋方法配置外侧竖向筋;地下室顶、底板支座钢筋可在通长筋满足构造配筋率要求后,附加较大直径钢筋予以满足。

1.5 构造措施

1.5.1 厨房、卫生间等板跨不大时,墙下尽量不设梁,如需设梁时,100mm厚墙下梁宽尽量采用150mm。

1.5.2 建筑专业无特殊要求时,阳台的封口梁宽尽量用150mm。小阳台边,凸窗侧边砌墙时,不一定设置挑梁,可采用墙下局部加厚的做饭。

1.5.1 结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置,采取必要的结构和施工措施,尽量避免设置各类结构缝(伸缩缝、沉降缝、防震缝)。

1.5.4 建钢筋用量和砼用量双指标控制:

(1)竖向构件优先提高砼强度等级;

(2)水平构件中,尽量不要提高板的砼等级。

1.5.5 构件配筋由裂缝控制时:

(1)不要随意采用高强度钢筋;

(2)选择直径小而根数多的钢筋面积。

2 结语

项目设计的整个过程中,有各个专业设计师之间的配合,设计方需与开发商,咨询顾问,审查机构等外部单位之间的沟通,所有参与者应通力协作。遵循必要(保证建筑安全,抗震性能安全合理可行,满足建筑使用要求)的前提,使用合理(从概念设计入手,参考各种规范,选用多种方案进行比较,选择合理可行的)方法,来实现节省建筑材料、降低建造成本的目的。

建筑结构优化设计可以节省建筑材料,也可以节省劳动力,对于当今社会提倡的节能减排,低碳生活有很大促进作用。因此,优化工作应该坚持下去。

参考文献

建筑结构优化措施篇2

随着社会的发展,人们对于建筑的要求越来越高。建筑工程的结构越来越复杂,建筑面积越来越大,建筑层数越来越高,要求建筑成本控制与建筑结构优化技术,对建筑工程提出了更多的挑战。采取相应的结构优化技术,提高设计水平,能够降低当前的投资成本,提升建筑质量。建筑结构优化主要包括房屋整体设计的优化和内部细节的优化,在建筑结构优化建设中,对相关的制约因素进行分析,落实优化技术措施,提升优化水平,能够促进建筑结构设计水平的提升。本文从建筑结构优化的概念与优化技术探讨建筑结构的优化技术措施。

1、建筑结构优化技术概述

1.1 建筑结构优化技术概念

建筑结构优化技术是在建筑结构设计中,根据建筑工程的需求,考虑到布置、造型、造价等因素,运用相关的技术和方法,对建筑结构的相关内容进行优化设计,确保设计工程质量与施工效率的技术的总称。建筑结构优化技术具有自身的显著特征,设计过程中,需要在考虑建筑工程需求的基础上,采取针对性的设计策略,对不同的设计方案进行对比,选择最优方案,对工程建设进行指导,提升工程建设项目效益。

1.2 建筑结构优化技术的内容

房屋建筑最重要的是建筑安全以及使用价值,对于建筑工程而言,在保障建筑质量的前提下,对建筑结构进行优化设计。具体而言,建筑工程优化的主要内容包括对房屋的整体结构的优化以及房屋细节构造的优化设计,通过整体和部分的结构优化设计,逐步进行划分,从而获得最优化的分析设计。

1.3 建筑结构优化的意义

通过优化设计,能够提升建筑空间的使用效率。建筑结构优化设计,能够提升设计水平,对各部分结构进行合理的安排,确保建筑结构的美观实用,同时有利于降低建筑工程造价。实践表明,建筑结构优化设计能够节省成本5-20%,从而提升建筑工程效益。

2、建筑结构优化技术组成

为了提升建筑的建设质量,具体的优化技术包括以下方面。

2.1 概念优化设计

概念优化设计主要包括以下的技术:(1)结构优化模型,房屋建筑的结构优化设计首先需要选择设计变量,设定目标控制参数与约束控制参数,确定目标函数与约束条件,对于房屋结构中的结构条件、尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束等参数进行确定,将设计的约束条件与目标约束条件相比较,选择最优的约束条件,使设计成本最小,从而实现最优设计;(2)优化设计计算方案,合理选择优化设计计算方案,可以选择复合形法、拉氏乘子法等方法,对相关参数进行计算;(3)进行程序设计,采用合理的计算程序与结构优化模型,编制功能齐全、运算速度快的综合程序;(4)结果分析,对计算结果进行分析,从成本、施工等多角度进行计算,确保计算结果满足安全的需求,确保优化设计适用、安全、经济、美观和便于施工。

2.2 桩基优化技术

建筑结构桩基优化措施包括以下方面:(1)桩静载荷试验以及单桩承载力调整,基础试桩以及工程桩的检验可以看到,近年来许多基础桩的承载力大于计算值,因此在计算的过程中,采用试验桩的实际承载力进行桩基基础的计算,能够提升桩基工程的承载力稳定性,降低桩基工程成本,提升桩基工程的效益,在桩基结构优化中,需要按照试验桩进行桩基设计与施工,按照桩基承载力以及荷载试验进行研究,通过调整单桩承载力的特征值,优化桩基数量计算;(2)桩身配筋调整,根据《建筑桩基技术规范》对桩承载力以及裂缝控制的要求,在桩基计算中,需要对不同钢筋级别对承载力的影响进行分析,在对桩基计算的基础上,合理计算配筋率,将桩身配筋进行计算,在确定桩静荷载和桩中心距等参数的情况下,按照桩基顶部能够承受的竖向力计算配筋率。建筑主体结构的计算中,部分结构的柱墙底弯矩非常大,在计算的过程中,通过配筋率的计算严格控制裂缝,在确保静荷载力、弯矩等参数的基础上,进行配筋计算,确保所有桩基的配筋率均能满足桩基础的承载需求,满足桩基裂缝控制的目的;从桩身出发,将桩身中部以下部分进行减半处理,从而减少钢筋用量,降低工程成本。

2.3 施工优化设计技术

施工优化设计技术主要包括以下的流程:(1)结构整体和局部优化,建筑结构优化应该具有层次慈宁宫,从设计体系、结构体系、安装体系等多层次的体系,结合建筑结构的需求,确保设计体系的完整性,除了结构整体设计之外,还需要从材料选取、构件选择、结构类型等方面完成优化选择,确保所选择的材料满足建筑结构的需求,从整体入手,细化设计工作,提高设计水平;(2)桩基础与上部结构优化,从桩基础施工开始,合理选择桩基施工技术,当前常用的桩基础包括预制桩和灌注桩两种不同的类型,灌注桩的施工难度较高,预制桩的质量可靠,能够显著提高地基承载力,根据地质特点与建筑工程的需求选择桩基础施工技术;在上部结构设计时,根据建筑方案合理布置柱、剪力墙等竖向构件,保证其满足侧向刚度和承载能力的要求的前提下,达到最优的经济性;(3)不同阶段结构优化,对建筑的基础结构、上部结构、细部结构等各部分设计时,从整体到细部进行合理优化设计,实现各部分的协调优化设计,在设计中,除了确保建筑的设计安全之外,还需要保障设计的美观,在建筑结构柱、墙的设计中,在保证结构质量的基础上,尽量简化建筑系统,选择自重较轻的原料,以实现减轻结构自重的目的,同时确保各部分的结构美观,在应力集中、受力方向较多的转角区域进行加固措施,确保结构的稳固。

3、建筑结构优化技术的应用策略

3.1 前期优化设计

前期设计是影响建筑结构优化设计的关键,在建设过程中,需要根据建筑结构的需求,考虑到结构的合理性以及可行性的情况下,对设计结构进行有关设计。在前期设计中,除了确保结构设计满足建筑的需求之外,还需要结合建筑的成本、计算设计等方向进行分析,设计合理的建筑方案与施工方案,尽量降低总投资,确保设计的合理性。

3.2 合理的运用概念设计

概念设计是房屋建筑结构设计的重要内容,在概念设计中,通过对建筑结构进行分析,再此基础上提高房屋性能、经济性,确保房屋结构的优化设计。在建筑结构优化设计中,合理的运用计算程序,对建筑结构的周围环境与建筑结构的内部进行分析,合理的筛选设计方案,从而选择最优的概念设计方案。比如在地震区的建筑设计中,需要对地震区的地质环境进行分析,考虑到建筑结构减震的需求,合理的选择结构优化方案;在概念设计中,合理的选择设计软件与信息技术,根据设计人员的经验进行判断,确保最终方案的适用性与经济性。

3.3 解决房屋建筑结构设计的实际复杂问题

建筑结构优化设计中,需要考虑到建筑结构设计的复杂问题,从前期设计开始,加强结构优化设计管理,通过概念优化设计,加强建筑物的抵御能力,确保建筑物能够抵抗外部环境的影响,增强建筑结构的稳定性与安全性,同时达到合理的节省建筑总的建造成本。

4 结语

建筑是凝固的艺术,建筑结构优化技术是确保建筑结构优化的有效措施,对于建筑结构具有重要的意义。根据建筑结构的适用、安全、经济、美观和便于施工的原则,对建筑结构的整体以及细部进行合理设计,有效的发挥建筑的空间效果,降低建筑成本,优化设计的各个部分,提升设计水平的提升,提升建筑工程质量。

参考文献 :

建筑结构优化措施篇3

对建筑工程进行优化设计一直是建筑师们共同的目标,任何一幢建筑的结构设计方案提出之后,从结构选型和构件布置开始就已经存在是否优化的问题,再加上随后的每一个设计程序也都需要结构工程师去进行精心思考、准确计算和合理选用建筑材料等全过程的优化设计,才能最终产生优化的结构。结构优化设计不应仅仅在结构本身,而是应包括建筑的各方面,比如,提高建筑空间利用率、增加建筑投入使用后的舒适度和提高建筑的经济效益等。为此,科学地确定建筑结构优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑结构设计,是非常重要的。

一、建筑结构优化设计的必要性

为了达到结构优化设计的目的,工程设计人员必须在保证结构安全的前提下,通过对建筑结构的理性分析,采用合理的优化设计理念和方法进行优化设计,使得能有效地控制工程造价,满足投资方的经济要求。通过以往的优化设计经验来看,相比于传统的设计方法,优化设计通常可以达到降低工程造价的目的。但是在实际的工程设计中,很多因素都制约了优化设计的开展和实施。比如,工程的设计进度的要求,使得设计人员根本无暇顾及到结构的优化设计要求,再者,由于知识水平的限制,傻瓜化的设计软件使得年轻设计人员对优化设计的理解缺乏,更谈不上有效合理的优化设计,大部分设计人员在所谓优化设计中总着眼于局部部位而忽略了结构总体方案的设计,没有从总体布局上考虑造价的控制。为此,为了降低工程造价的成本,提高设计人员在工程建设过程中对优化设计的设计把握非常必要,只有加强技术和经济效益的有效结合,通过合理的优化设计方案,达到降低工程造价的目的,创造更大的社会效益。

二、建筑结构优化设计措施

1.局部优化与整体优化

每个建设项目的设计都是包含其复杂性和层次性两个特点的系统的设计。从复杂性来讲包括结构选型、材料、构件选用等方面;从层次性来讲包括建筑设计系统、结构设计系统、设备安装系统设计等,其每个系统下面又包含多个子系统。设计过程中对每个小的分系统或子系统进行优化实际上等于割断了各局部之间的横向联系,最终叠加而成的工程并不一定能够实现最终的整体最优化。因此,对于任何建筑来说必须对其全局进行优化才能实现真正的优化。

2.分段优化与寿命期优化

任何工程项目在其寿命期内的各个环节中都有很多方案可供选择,即每个阶段都存在优化方案,设计人员应根据各阶段性质来决定对应的优化方法,即对工程寿命期优化,才能最终实现项目在每个阶段优化,但又不影响最终整个寿命期的优化。

3.桩基优化

桩基分为预制桩与灌注桩两种,由于灌注桩在成桩过程中其质量难以把握,且其施工周期远远长于预制桩,因此在满足沉降控制、上部承载以及基础总重的前提下应尽可能使用预制桩,同时,由于一般情况下随着基础深度增加,地基土对桩身的侧摩阻力及桩端阻力都随之增大,因此应尽可能选用较大长度的桩和桩位。为了能够尽量减少基础底板厚度以及钢筋用量应尽量采用轴线桩,使其尽量布置在剪力墙之下。

4.基础优化

在采用轴线桩的前提下,应尽量选用条形承台,若建筑物没有地下室时则应仅布置条形承台梁,有地下室时则应采用条形承台梁加止水底板,若建筑高度较低则承台梁高可以同地下室止水板厚度相同,建筑高度较高则其梁高应根据计算确定。止水板的荷载取值一般应根据其上部结构总重的20%与水浮力之和与上部结构总重的30%中大者来做为计算依据,但目前有人认为该值应以最不利水位来考虑水浮力,而地基土对地下室底板的作用占上部结构比例应根据沉降计算结果区别对待,其取值范围应在5%~20%之间。

5.上部结构优化

上部结构模型的建立以及优化应从合理的剪力墙布置开始,并应遵循剪力墙平面分布均匀、对称且楼层平面刚度中心与楼层结构重心相结合的原则,以尽量减小水平地震和风荷载作用下的扭转效应;若建筑房型允许应优先采用大开间剪力墙结构,并适当加长剪力墙墙肢长度,其既可以减少剪力墙墙肢总数也可以实现在楼层侧向刚度相同的情况下可以大大减少剪力墙的混凝土用量,同时由于在剪力墙结构中钢筋用量最大的部位是暗柱,采用大开间剪力墙可以在很大程度上减少暗柱的钢筋用量;但若建筑物所处地质条件较差但建筑对抗震要求较高的地段则应尽量避免大开间剪力墙结构;在墙柱都确定好后,连梁(跨高比小于5)的高度一般取窗顶与楼层之间的高度,而跨高比大于5的跨度较大的框架梁其高度则取跨度的1/12即可;对于建筑楼板厚度除应满足相应规定外,重要就是准确输入楼层层高及层数以正确计算各楼层对应的荷载;在这些基本构件确定之后则应进行人工修改、干预诸如梁端铰接设置、框支梁柱定义、混凝土容重、风荷载等相关定义及参数,尽量达到计算模型与实际建筑匹配;之后则应对设计结果进行电算,并必须分析电算结果的合理性。

6.建筑与结构专业的协调

设计过程中应尽量实现建筑结构与建筑平面密切配合,以实现结构合理、美观实用的结果。建筑墙柱布置应满足建筑物平面功能要求;各房间开间进深等应尽量统一便于构件标准化;建筑体系应尽量简单,墙柱不易错位,截面面积不宜出现明显变化,同楼层内标高应尽量一致,不宜设置错层即夹层结构;楼梯电梯等不宜布置在受力复杂或应力集中的转角部位,非承重构件应尽量选用轻质材料,承重构件选用高强材料实现减轻结构自重,建筑整体布置应力求简单、规则,并尽量保持建筑质心、刚心尽量重叠,防止发生扭转效应。

7.结构与给排水专业的协调

由于给排水专用房屋内含有设备及设备基础,其荷载往往远远高于其他房间,因此,水泵间应尽量设置在地下室或半地下室内;给排水房间内管道数量多、粗细不均,因此应确保预留孔洞及预埋件位置及尺寸准确,并对楼板孔进行局部加强,同时应尽量避免水平管道穿过梁柱;管道穿过承重墙时应采取加固措施;应尽量保证结构布置为管网系统创造条件,避免出现管道绕梁绕柱现象;建筑内尤其是高层建筑内空调设备通常与电梯、楼梯、卫生间等布置在核心区域,因此在结构设计时应重点考虑该类房间内楼面负荷,避免该类房间内由于管道多出现超载现象,另外由于设备层层高不同于标准层,且内部应力集中,因此应着重考虑该房间内抗震加固措施。

8.结构与电气专业协调

电气管线若以导线在金属管内沿墙或楼板暗装则对于预制结构带来很大困难,因此穿过梁的垂直管线应在预制时在梁内预留孔洞,并要保证梁宽与墙厚尽量一致,若不一致则应要求墙的一侧与梁的侧面平齐,以确保穿梁管线不外露于墙外;电梯机房内空洞、预埋件非常多其荷载相应增大,因此该房间内应进行单独计算来确定其强度,另外电梯井道一般除受竖向荷载外还受水平力作用,因此应单独校核其强度尤其是洞口处强度。建筑物尤其是高层建筑设计是一项复杂的系统工程,设计人员不仅要研究建筑地基、基础及上部结构的共同工作性,还应与各专业密切配合、协调,确保计算的准确性等方面实现建筑物的优化设计。

建筑结构优化措施篇4

中图分类号:TU24文献标识码: A

前言

随着社会经济的不断快速发展,建筑市场的竞争力也在不断的加强。为了有效的保证建筑施工企业在激烈的市场竞争中占有一席之位,使得人们可以居住的更加舒适和安全,相关的施工单位必须要对施工的设计和方法进行不断的研究。因此,在房屋建筑项目中,其结构的资金投入入占总体投入比相对较高,利用对结构设计的不断优化,不但可以保证房屋建筑的质量安全,同时还可以减少项目资金投入,增加企业经济收益。在设计人员进行房屋建筑规划时,自建筑预案形成以后,房屋的结构从选取到布置就包含能否优化的相关事情,再加之后续施工的细致规划、精确计算,就可以对建筑施工的整体过程进行结构优化。

1.建筑结构设计优化的重要性

在房屋结构的设计中,采用合理的建筑结构优化方案,不仅能够实现建筑物的实际使用价值,还能够很好地实现建筑物的经济价值和环保价值。此外,好的结构方案还可以最大程度上减少建设单位的资本投入,为企业带来更多的经济效益,还可以保护建筑施工现场的生态环境,实现经济利益与环保相结合的良好经营模式。因此,合理地使用建筑结构优化技术能够更好地实现建筑物的综合效益。建设单位开发建筑物的基本原则就是在最大程度的减少资本投入、建筑材料使用的基础上,实现建筑物的高质量和长期使用。况且建筑物只有在保证良好质量的基础上实现其美观、耐用、新颖等特点,才能够满足不同人群的需要,为企业带来更多的经济利益。与传统的建筑结构设计方案相比,建筑结构设计优化模式可以降低建筑成本。其采用的设计优化措施可以有效地实现建筑施工中各个资源的合理配置,以及各项建筑材料的充分利用,并且协调好房间的布局,使得这些布局能够有效的结合,共同发挥其使用功能。合理的利用建筑结构优化技术,在确保建筑物安全性能的前提下能够充分的体现出其创新性。此外,这种技术还能够帮助设计人员选择最为合理的设计方式。

2.建筑结构设计优化的措施

2.1、对结构设计进行优化

建筑结构的优化可以分为以下几个阶段:(1)是对变量的选择。一般情况下,建筑师决定的最终建筑设计方案起到重要的作用,这些重要的建筑数值均可以作为变量供建筑设计人员进行选择。例如:工程参数的参考,包括对房屋价格的参考、对于其损失的参考等等。设计人员若能够将变化幅度较小或考虑因素较少的参数作为设计的参考,建筑结构的设计和编程难度将会大大降低,设计人员也能够更快的找到最符合设计目标的数据。(2)是对函数的确定。设计人员要选择出最符合配筋率和房屋结构构件尺寸的一组函数,进而在最大程度上降低建设成本。(3)是对施工条件的衡量。想要进一步确保建筑结构的稳定性,就需要从房屋的受力限度、变形限度、结构的稳定性、房屋结构构件的尺寸、结构构件裂缝的限度、房屋的结构体系等方面考虑。在实际的建筑结构设计过程中,设计师应该结合建筑使用方案和房屋的施工条件,分析出实际设计中存在的约束性条件,并且要确保解决这些约束性条件的方案要符合我国现行的规范规定,以保证建筑结构的设计结果达到最优。

2.2、建筑和设计同时进行优化

在进行设计时,应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密,从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时,应同房建平面的功能需求相一致,每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁,墙与柱不可以出现错位情况,每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时,其应力集中或受力方向较多的转角区域,承重构件应尽可能选取高强建材,从而降低自重,而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠,预防出现扭转情况。

2.3、结构和排水同时优化

因为建筑中的给排水专用房间包含了大量的机械设备,其荷载强度也较普通的房屋较大。所以,尽可能将水泵房设置在地下室区域中。给排水房间中的管道较多,粗细不一,所以,应保证预留的孔径尺寸及预埋的深度符合标准,并且对楼板的穿孔位置进行加固。另外,尽可能降低水平方向的管线贯穿柱、梁等结构出现的几率。如果管道贯穿房屋建筑的承重墙,应进行加固维护。尽可能确保结构的布设同管网体系相协调,预防管道绕柱或梁的情况。

2.4、对结果分析进行优化

结果分析是房屋结构设计优化过程中非常重要的一步,它直接关系到优化设计方案的最终选择。程序运算的结果只是为房屋结构设计优化提供参考依据和备选方案,并非最终结果。由于上述模型函数主要体现的经济成本上的优化,在结果分析时,设计者需要把更多的因素纳入思考范畴中,在详细地比较分析基础上,选择出最佳的设计方案。前文已经提到,现代社会的建筑,不仅要满足实用功能,同时还需要满足使用者的审美需求。造价成本和工程质量不再是优化设计的唯二标准。设计者需要从安全性、耐久性、使用功能、经济效益、施工要求、美观程度,以及和周围环境的和谐统一等方面进行全方位多角度的考虑,要分析各种因素的影响,从使用者、建设方等多个角度考虑,综合各方意见进行比较。任何考虑上的偏颇和疏漏都有可能造成建筑设计上的缺陷,从而影响建筑的正常使用。必须平衡使用各种资源,才能实现结构设计的最优化。

2.5、概念设计优化

房屋结构设计优化的方法多种多样,每一种方法有其适用性,要根据不同的建筑设计效果和建筑环境来决定。在选择合理的优化方案过程中要对房屋建筑工程的实际情况进行了解和分析,保证优化方式的适用性和经济性。概念设计是结构优化中常用到的一种方法,可以通过设计人员的经验来选择灵活的设计方案。对于已经确定结构布置的房屋,会在考虑相同荷载作用的情况下选择不同的分析方法。房屋建筑的设计选用的设计参数指标、选择用的建筑材料和荷载标准值得去法等都有很大的不确定性,在实际工程过程中,会出现与现实不符合的情况。这些因素的影响性可以通过设计人员来判定。经验丰富的房屋建筑设计人员,可以根据自身的经验和以往的数据作为参考,对房屋建筑的情况进行全面综合的考虑,然后做出合理正确的判断。把工程中“人”的灵活性和智能型发挥的淋漓尽致。房屋建筑结构中概念优化设计的关键点是设计人员的理论知识和实践知识,理论知识和实践知识越丰富的设计人员越能够实现对房屋结构的优化设计。房屋概念优化设计的关键在于设计人员的经验积累,经验越丰富的设计人员,就越能实现房屋建筑结构的优化设计。

结束语

在目前,建筑结构设计优化在建筑行业中具有良好的发展前景和应用的意义。将这种优化的模式充分的在建筑结构设计中应用出来,就可以在建筑土地价格上升的今天,以最低的建设成本实现建设单位对建筑结构的要求。在对建筑结构优化设计的过程中,有效的控制建筑工程的造价,使得房屋建筑的成本实现最大化的经济效益。设计人员可以通过合理的结构设计,使得房屋结构在整体上达到安全、舒适和经济的目的。这种建筑结构优化模式,不仅为建设单位带来了比较客观的经济利益,还能够为广大住户提供更多的户型选择,进而有效地节约了建筑用地。

参考文献

[1]龚强.房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].江西建材,2014,13:25.

建筑结构优化措施篇5

中图分类号:TU318文献标识码:A

建筑是人们对于艺术、建筑、文化、生活等各方面理解后的一种表现形式,不同风格的建筑展示出的是不同的风情和历史,同时也是展示设计师的文化结构的一个途径。通过优化建筑结构的设计,可以极大的增强建筑的各项性能,同时也是降低施工单位的成本的重要举措,在不影响建筑性能的情况下,合理的进行结构优化设计可以最大限度的发挥出建筑材料的利用价值,因此,合理的进行建筑结构的优化,选择合适的优化方法的选择,对于实现建筑的各项性能来说都是非常重要的。

1建筑结构设计优化方法的内涵和特征

建筑结构的设计优化方法是全面考虑建筑方便的同时,把结构设计方法和艺术学、审美学充分结合到一起,把房屋建设的目的和房屋功能全涵盖的结构设计方法,再优化选择各种结构设计方案,挑选既适用又安全、美观的建设方法,确保房屋建筑质量、建设方便性及经济性。所以,建筑结构设计的优化方法有一些基本特征:美观性较强;涉及很多学科,多学科的联合性较广;实用性很强;方便建设施工管理;既环保又节能;具有较强的科学性。建筑设计师在设计建筑结构过程中,也要敢于创新,不断提出新的优化设计方法。

2优化建筑结构设计方法的重要意义

在设计房屋结构中充分运用结构设计优化技术不仅能够提升建筑工程质量,还能提升建筑企业的经济效益。我国一直提倡可持续发展理念,争取市场效益的最大化,这就要求建筑企业不仅要满足房屋建筑结构的长远效益,还要尽量减少建筑结构短期投资。和以往传统房屋结构设计比较,运用设计优化方法能够降低建筑工程建设成本,提高优化方法技术,实现建筑企业充分利用建筑材料。伴随我国高层房屋建筑越来越多,人们更加重视房屋建筑怎样既满足时展需求,又能减少建设投资的问题,而优化建筑结构设计是充分发挥机械设备和建材性能,对人们所关注的房屋建筑问题具有重要促进作用。房屋建筑结构设计如果得到优化,房屋结构各单元就能实现有机整合,进而提高建筑质量,确保人民安全居住环境。以往传统建筑结构十分注重安全质量,建筑建设成本方面控制工作做的不到位,工程设计时期成本很高,结构设计也常存有缺陷,外观也不够精美,这些都难以满足现代人们对房屋的心理需求。设计房屋结构过程中运用建筑结构设计的优化方法,既能把经济价值、审美价值、生态戒指及使用价值有效结合到一起,还能降低房屋建设成本,节省施工材料,确保房屋结构安全,具有很高的艺术性,提高房屋建筑综合效益。

3建筑结构运用结构优化技术的步骤

3.1建立建筑结构优化模型

选择设计变量过程中,要把对建筑结构具有重要影响的主要参数看出变量,例如:约束控制参数和控制目标参数。对变化范围小、影响较小或局部有关要素可以满足设计要求的参数,可以利用预定参数表示,进而减少计算数量和设计数量,变成工作量减少,工作效率自然会有所提升。确定目标函数十分重要,优化建筑结构设计过程中,需要运用满足预定条件的已失效概率函数及对应钢筋截面面积,进而降低建筑工程总的建设成本。有结构设计优化来讲,一定要保证结构具有较高可靠度,确定优化设计有关约束条件,约束条件主要含有结构强度约束、构件单元约束、裂缝宽度约束、应力约束、尺寸约束等约束条件。设计房屋结构过程中,一定有认真比较和分析目标约束条件和实际约束条件,保证每个条件均满足要求,争取获得最佳设计。

3.2合理设定优化设计方案及有关程序设计

按照可靠度所做的房屋结构优化设计有着多约束条件问题且有很多复杂变量,分析计算过程中,通常要将有约束条件的优化问题转成没有约束优化问题求解。优化设计常见的计算方法有复合形法、拉氏乘子法和Powell法。根据可靠度所进行的房屋结构设计优化模型和实际设计过程中利用的计算方式,为更好地实现它们的效果,可以把这些变成具有较强功能且运算速度非常快的运用程序,进而让优化设计方案得到全面实施。

3.3综合结果的分析

计算结构设计得出各种结果后要对这些结果进行分析与比较,通过选取各种方法的优缺点选择效果最好的设计方案。分析计算结果时,一定要全面考虑有关问题,并多角度分析这些问题。结果分析在整个建筑结构优化设计里占有重要地位,选取科学的设计方案可以确保建筑安全性、美观感和实用合理性,并降低整个结构的建设施工成本。优化建筑结构过程中,需要注意重视有关建筑技术要求,全面考虑对建筑工程具有重要影响,分析过程中,必须全面考虑科学配置,进而才能实现预期目标。

4优化建筑结构设计的措施

4.1建筑阶段性优化和寿命优化

建筑工程使用年限期间内,对各个阶段都要做相应优化。设计人员必须清楚每个阶段特征,按照实际计算分析结果确定优化方式,进而能够科学优化工程整体寿命。最终不仅确保建筑工程建设质量,而且提高建筑施工企业经济效益。

4.2建筑局部性优化和整体性优化

建筑在设计方面均具有相应复杂性与层次性特征。站在层次性角度看,含有建筑结构有关体系、整体设计体系及安装体系,每个单独体系也都含有很多下属体系。设计人员设计房屋过程中,要对应优化每个下属系统,突破关联横向性。站在复杂性角度看,建筑复杂含有选取建筑施工材料和选取建筑物零部件。对每个建筑来说,都要从整体上开始优化,才能实现真正的设计优化。

4.3建筑上部结构优化

设计建筑上部结构需要先构建对应模型再进行系统优化。科学设计剪力墙工作非常重要,剪力墙的设置要注意确保剪力墙整体质量均匀,才能使楼层平面刚度中心点和楼层整体结构重心相重合,进而减少风力或地震给建筑带来的破坏性作用。建设房屋建筑过程中,要尽量大开间构造剪力墙,加长剪力墙墙肢的长度,进而减少墙肢数量。

4.4结构优化和排水系统优化、电气优化相协调

排水系统房间机械设备的荷载强度与荷载能力都很大,一定要把机械设备布置在地下室,并确保管道预留深度和尺寸能够满足规范标准要求,加固楼板自身钻孔位置。除此之外,注意水平方向管线有可能会贯穿梁或柱,尽量降低管线贯穿梁或柱现象出现的概率。建筑里的电气管线安装通常是利用导线形式装于楼板、墙体或金属管体外部,这种安装方法会增加预制结构施工难度,因此,若要把管线穿过梁体,需要在梁体预留孔洞,并确保墙体宽度和梁体宽度相同。

5结语

建筑结构设计优化在建筑结构设计中占有重要地位,合理选择结构设计方案既能满足有关技术要求,还能节约建设成本。建筑结构的设计优化是一个综合性很强且十分复杂的系统性问题,设计人员一定要不断深入研究结构设计优化方法,不断提高自身水平,敢于创新,为人民居住提供安全保障。

参考文献

建筑结构优化措施篇6

伴随着社会经济的不断发展,建筑市场的竞争力也逐渐增强。为了确保民用建筑的安全、外观,相关施工企业就应对施工设计及方法进行深入研究。因为民用建筑建设中,其结构的资金投入占总体投入比相对较高,所以,在建筑设计的过程中,不仅仅要注重建筑的质量和功能的形成,还应该在此基础上实现建筑的成本节约和空间优化,以更好的现有的资源,发挥最大的使用功效。而这一切都要靠相关的结构设计优化来实现。

1 房屋建筑中结构优化方法的重要性

随着人们生活水平的提高,人们对于建筑的要求也不断的呈现多样化发展的趋势,也就是说现代人们在人口和土地矛盾日益凸显的情况下,对于建筑的成本控制的考虑也是非常重要的。所以,在建筑设计的过程中,不仅仅要注重建筑的质量和功能的形成,还应该在此基础上实现建筑的成本节约和空间优化,以更好的现有的资源,发挥最大的使用功效。而这一切都要靠相关的结构设计优化来实现。对建筑的结构进行设计优化可以全面发挥机械设备及建材的性能,同以往的结构设计相比,更具优势。对建筑的结构进行设计优化可以降低工程造价的资金投入,为企业赢取更高的收益。同时,还能够把房屋结构中的各个单元进行有机整合,提高建筑的质量,保证人们的居住安全。所以,对房屋的结构进行设计优化是保证民用房屋经济性更好、适用性更强的重要方法之一。目前来看,结构优化设计理论已经逐渐的进入了我国的建筑领域,其主要的意义在于对建筑过程中的建筑环境和品质进行全面的综合,以保证用户的实际使用感受得到提升。在这个过程中,建筑结构的质量控制和管理就必须要结合使用一定的经济适用原则。但是,在现实的施工设计优化中,因为受到多方面条件的限制,施展起来十分困难,无法充分发挥其优越性。例如:一些施工企业过于追赶工程进度,从而导致对房屋的设计效果造成影响;很多年轻的项目设计人员因为缺少工作经验,无法进行设计优化;还有的设计人员因为对建筑部分的过分关注,从而对整体建筑的设计预案造成忽略,影响了整体造价。从中可以看出,建筑项目的设计人员应把施工技术同经济收益紧密的联系起来,唯有规划出切实可行、效果良好的设计预案才可以保证企业获取最大收益。

2 结构设计的优化措施

2.1 整体优化和局部优化任一项目建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来,其一般包含建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等,每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行房屋建筑设计时,设计人员应对各个下属系统进行优化,将各个布局间的横向关联冲破,叠加工程;以复杂性看来,其一般包含建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以,对于任一房屋建筑来讲,就应从整体进行优化,方可真正实现设计优化。

2.2 寿命优化和分阶段优化每一个项目工程在限定的使用期限中,每一环节都有多种设计方案供以挑选,也就是每个阶段都可以进行方案优化。房屋设计人员应该依据各个阶段的性质对优化方法进行确定,从而对整体工程的寿命进行优化,保证建筑的施工质量,增加企业经济收益。

2.3 桩基础优化桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制,并且操作复杂,时间较长。所以,如果在沉降符合相关标准的基础上,应利用预制桩进行施工。另外,因为在普通状况下,伴随着桩基的不断深入,土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大,所以,应尽量选取长度较大的预制桩。

2.4 对上部结构进行优化想要对房屋建筑上部结构进行模型建立及优化,首先应合理布设剪力墙。保证剪力墙的质量均匀,使对称楼层的平面刚度中心点同楼层的结构重心相重合,从而削减地震、风力等外部荷载作用的扭转影响。假如房屋类型允许,尽可能应用大开间的剪力墙构造,同时增加剪力墙的墙肢长,这样,不但可以缩减墙肢的数量,同时还能够在保证刚度符合标准的基础上降低混凝土使用数量。另外,因为剪力墙中的暗柱一般应用钢筋建材,如果应用大开间的剪力墙构造能够缩减钢筋的使用该数量。然而,假如建筑所在地区的地质情况较差,而建筑对抗震性能的要求较高,那么,就不应采用大开间的剪力墙构造。

2.5 结构同建筑的协调优化在进行设计时,应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密,从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时,应同房建平面的功能需求相一致,每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁,墙与柱不可以出现错位情况,每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时,其应力集中或受力方向较多的转角区域,承重构件应尽可能选取高强建材,从而降低自重,而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠,预防出现扭转情况。

2.6 结构同排水的协调优化因为建筑中的给排水专用房间包含了大量的机械设备,其荷载强度也较普通的房屋较大。所以,尽可能将水泵房设置在地下室区域中。给排水房间中的管道较多,粗细不一,所以,应保证预留的孔径尺寸及预埋的深度符合标准,并且对楼板的穿孔位置进行加固。另外,尽可能降低水平方向的管线贯穿柱、梁等结构出现的几率。如果管道贯穿房屋建筑的承重墙,应进行加固维护。尽可能确保结构的布设同管网体系相协调,预防管道绕柱或梁的情况。

建筑结构优化措施篇7

伴随着社会经济的不断发展,建筑市场的竞争力也逐渐增强。为了确保民用建筑的安全、外观,相关施工企业就应对施工设计及方法进行深入研究。因为民用建筑建设中,其结构的资金投入占总体投入比相对较高,所以,在建筑设计的过程中,不仅仅要注重建筑的质量和功能的形成,还应该在此基础上实现建筑的成本节约和空间优化,以更好的现有的资源,发挥最大的使用功效。而这一切都要靠相关的结构设计优化来实现。

1 房屋建筑中结构优化方法的重要性

随着人们生活水平的提高,人们对于建筑的要求也不断的呈现多样化发展的趋势,也就是说现代人们在人口和土地矛盾日益凸显的情况下,对于建筑的成本控制的考虑也是非常重要的。所以,在建筑设计的过程中,不仅仅要注重建筑的质量和功能的形成,还应该在此基础上实现建筑的成本节约和空间优化,以更好的现有的资源,发挥最大的使用功效。而这一切都要靠相关的结构设计优化来实现。对建筑的结构进行设计优化可以全面发挥机械设备及建材的性能,同以往的结构设计相比,更具优势。对建筑的结构进行设计优化可以降低工程造价的资金投入,为企业赢取更高的收益。同时,还能够把房屋结构中的各个单元进行有机整合,提高建筑的质量,保证人们的居住安全。所以,对房屋的结构进行设计优化是保证民用房屋经济性更好、适用性更强的重要方法之一。目前来看,结构优化设计理论已经逐渐的进入了我国的建筑领域,其主要的意义在于对建筑过程中的建筑环境和品质进行全面的综合,以保证用户的实际使用感受得到提升。在这个过程中,建筑结构的质量控制和管理就必须要结合使用一定的经济适用原则。但是,在现实的施工设计优化中,因为受到多方面条件的限制,施展起来十分困难,无法充分发挥其优越性。例如:一些施工企业过于追赶工程进度,从而导致对房屋的设计效果造成影响;很多年轻的项目设计人员因为缺少工作经验,无法进行设计优化;还有的设计人员因为对建筑部分的过分关注,从而对整体建筑的设计预案造成忽略,影响了整体造价。从中可以看出,建筑项目的设计人员应把施工技术同经济收益紧密的联系起来,唯有规划出切实可行、效果良好的设计预案才可以保证企业获取最大收益。

2 结构设计的优化措施

2.1 整体优化和局部优化任一项目建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来,其一般包含建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等,每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行房屋建筑设计时,设计人员应对各个下属系统进行优化,将各个布局间的横向关联冲破,叠加工程;以复杂性看来,其一般包含建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以,对于任一房屋建筑来讲,就应从整体进行优化,方可真正实现设计优化。

2.2 寿命优化和分阶段优化每一个项目工程在限定的使用期限中,每一环节都有多种设计方案供以挑选,也就是每个阶段都可以进行方案优化。房屋设计人员应该依据各个阶段的性质对优化方法进行确定,从而对整体工程的寿命进行优化,保证建筑的施工质量,增加企业经济收益。

2.3 桩基础优化桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制,并且操作复杂,时间较长。所以,如果在沉降符合相关标准的基础上,应利用预制桩进行施工。另外,因为在普通状况下,伴随着桩基的不断深入,土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大,所以,应尽量选取长度较大的预制桩。

2.4 对上部结构进行优化想要对房屋建筑上部结构进行模型建立及优化,首先应合理布设剪力墙。保证剪力墙的质量均匀,使对称楼层的平面刚度中心点同楼层的结构重心相重合,从而削减地震、风力等外部荷载作用的扭转影响。假如房屋类型允许,尽可能应用大开间的剪力墙构造,同时增加剪力墙的墙肢长,这样,不但可以缩减墙肢的数量,同时还能够在保证刚度符合标准的基础上降低混凝土使用数量。另外,因为剪力墙中的暗柱一般应用钢筋建材,如果应用大开间的剪力墙构造能够缩减钢筋的使用该数量。然而,假如建筑所在地区的地质情况较差,而建筑对抗震性能的要求较高,那么,就不应采用大开间的剪力墙构造。

2.5 结构同建筑的协调优化在进行设计时,应尽可能保证建筑的结构同整体平面的配合紧密,从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行建筑柱及墙的布设时,应同房建平面的功能需求相一致,每个房间的进深、开间都应保持统一。建筑系统尽可能简洁,墙与柱不可以出现错位情况,每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时,其应力集中或受力方向较多的转角区域,承重构件应尽可能选取高强建材,从而降低自重,而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠,预防出现扭转情况。

2.6 结构同排水的协调优化因为建筑中的给排水专用房间包含了大量的机械设备,其荷载强度也较普通的房屋较大。所以,尽可能将水泵房设置在地下室区域中。给排水房间中的管道较多,粗细不一,所以,应保证预留的孔径尺寸及预埋的深度符合标准,并且对楼板的穿孔位置进行加固。另外,尽可能降低水平方向的管线贯穿柱、梁等结构出现的几率。如果管道贯穿房屋建筑的承重墙,应进行加固维护。尽可能确保结构的布设同管网体系相协调,预防管道绕柱或梁的情况。

建筑结构优化措施篇8

中图分类号:TU93 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01

随着社会经济的飞速发展和科学技术的不断进步,加快了各大城市的人流涌人速度,人们对建筑的需求日益增加,需要建筑企业在空间结构设计的过程中,充分了解建筑空间结构的基本特征,并采取切实可行的有效措施,实现对建筑空间结构设计的优化,从而提高建筑空间的结构设计和优化水平,提升建筑物的使用功能和价值作用,促进我国建筑业的健康可持续发展 。

一、建筑空间结构设计的基本特点

当前建筑空间结构设计具有以下特点,具体包括:

第一,别致多变的空间结构形式。新形势下,建筑的空间结构形式越来越别致而多变,就越能体现出建筑物的建筑风格和建筑水准,并且更加的具有吸引力。因此,越来越多的建筑设计师在对建筑 的空间结构进行设计的时候,都开始尝试具有多种建筑风格的组合,逐渐成为目前建筑空间结构设计的主流。例如,一些在国际上比较著名的建筑设计师的设计作品,更多的是一些风格多变的建筑组合体。丰富的空间结构形式,改变了传统 的单一的建筑空间结构设计形式,更加符合人们的需求,在当前建筑设计中得到 了充分的体现。

第二,丰富多样的空间结构架构材料。随着建筑业的不断发展,建筑结构形式越来越多,使用的空间架构材料也呈现出多样性。新形势下,建筑空间结构的架构材料更加的丰富多样。在建筑空间网络结构中使用的基础材料,一直都是比较普 通的碳素钢。随着建筑行业的发展,建筑材料越来越多,一些建筑企业开始逐渐的使用铝合金和不锈钢等新的架构材料。这些新的建筑空间结构架构材料,具有一定的防腐、装饰和承重等作用,在建筑空间结构设计过程中着广泛的应用。这些新 型架构材料的应用,有利于推进建筑空间架构的新进程。

第三,受到外力因素的影响。目前,我国的建筑结构正在向高层建筑发展,会受到一些外力因素的影响,不利于建筑物的正常使用。只有在建筑的空间结构设计中,最大化的减少这些外力因素的影响,才能进一步的保证建筑物的使用安全。比如,空间结构的动力问题是建筑设计的一个重点,在建筑设计过程中要充分考虑风和地震对建筑空间结构的影响。建筑物在风力的作用下,受到动力影响主要由于在空间建筑织物的膜结构中,结构的外形具有变化多样的特点,并且结构的自重相对较轻。我国的相关研究中,对空气动力的失稳和横风向共振响应在大跨度的索膜屋盖空间结构中展开的非线性分析取得了一定的成果,但对于膜结构来说,其风振问题较难解决,还需要继续进行研究。建筑物的抗震能力,主要是在建筑空间的网壳结构中进行研究。随着相关研究的不断深入, 目前已经取得了关于网壳结构应对地震水平方向反应的非线性计算静力分析、不同网壳的弹塑性分析等研究成果,推动网壳结构的抗震设计改善工作。

二、新形势下建筑空间结构设计的优化措施

针对目前我国建筑物的空间结构特征,建筑企业应该采取有效的优化措施,强化建筑空间结构的设计和优化管理,把控好各阶段质量管控工作,为建筑空间结构得以顺利构架奠定坚实的基础。具体优化措施包括以下方面:

1.严把建筑材料关,健全建筑材料验收制度

在建筑工程的建设施工过程中,一项重要的基础工作就是建筑材料的选择,严把建筑材料关是确保建筑质量安全的关键环节。因此,在建筑空间结构设计和优化的过程中,要充分考虑到建筑材料的合格性,在管理过程中不断建立和健全建筑材料验收制度。例如,建筑企业应严格按照相关的技术要求,对建筑材料和配件进行专业的规格和质量审查,保证建筑工程的顺利实施。在我国的建筑工程施工过程中,在材料进场时,相关负责人一般只查看是否具有出厂证明及合格证,只有当存在明显问题时才会展开进一步的验收工作。而一些原材料可能由于各种原因只能提供合格证的复印件,这时如果没有相应的验收制度,就很容易出现合格证造假问题,导致材料质量无法得到保证。这种情况在钢管材料中较为常见,因为施工过程对钢管的规格和材质有不同的要求,如果只对其规格进行查看而不进行验收,很容易造成材料不符合施工要求的情况。因此,建立相应的材料验收制度是非常必要的,是把控好材料关、 保证施工安全顺利展开的必要条件。

2.强化建筑空间结构的焊接工艺管理,保证建筑物的使用安全

焊接是建筑空间结构架构不可或缺的组成内容,图纸和相关规范中对焊缝的质量和焊接而成的构件形状都有一定的要求,任何建筑中使用的焊接成品,都必须满足相应的规范要求。因此,在对建筑空间结构设计进行优化的过程中,还应该注重强化建筑空间结构的焊接工艺管理,保证建筑物的使用安全。一方面要注意强化焊接工人的管理,严格检查焊接工人是否持证上岗,是否具有专业的焊接技术等,以保证焊接的技术和质量。另一方面进行大型焊接或进行重要焊接部位的焊接时,要先进行焊接试验,确定焊接的方式和工艺流程,确保焊接工作顺利开展,提高建筑物的使用质量。

3.重视安装用脚手架的刚性,确保建筑空间结构的施工安全

在建筑空间结构安装的过程中通常会对脚手架进行安装使用,在实际安装过程中,脚手架会不断增加负荷,在对建筑空间结构进行施工时,施工人员需重视脚手架的刚度,防止脚手架因变形而下沉,从而影响建筑空间结构的顺利安装。同时,在建筑空间结构设计的优化过程中,设计人员对安装用的脚手架必须进行科学设计,在投入使用脚手架前,要进行专业的试压测试,以保证脚手架的刚度,避免建筑空间结构施工中因脚手架的缘故而导致安全事故的出现,保证建筑空间结构安全。此外,为了保证建筑空间结构的使用时间和外观质量,建筑企业应该满足必要的消防需求。通常情况下,建筑空间结构中的钢结构外表都会涂上涂料,尤其是防火涂料。在涂料的过程中,建筑施工技术人员应该注意不同涂料之间的相容性,配套的使用地层涂料和防火涂料,从而确保建筑空间结构的施工安全。

4.注意支座超差问题和约束条件变化,避免和减少安全隐患的出现

当前建筑施工对安装钢结构的精度有着较高的要求,并对误差范围作出了明确的限制。然而,在建筑空间结构的安装过程中,相应的误差范围仍存在较大的争议,需要建筑技术人员结合实际情况,确定相应误差。在建筑工程的施工现场,由于一些建筑工作人员对建筑空间结构中支座超差的影响认识不足,不重视约束条件改变之后造成的严重后果,从而致使建筑工作人员在建筑空间结构的安装过程中出现支座埋件的轴线和标高相差甚远的现象。因此,在建筑空间结构设计和优化管理中,建筑企业应该加强对相关工作人员的培训教育,提高对支座超差问题和约束条件变化问题等的认识,重视变化后会产生的后果,以提高其安全意识,避免因建筑间结构设计的约束条件发生变化,或者因支座超差问题等而引发安全隐患,危险建筑的使用安全。

总之,建筑空间结构设计与优化工作任重道远,建筑单位需要结合实际情况,不断努力探索新的方法,新的措施,强化建筑空间结构设计与优化管理,提高建筑空间结构设计和优化水平,加强施工人员的质量安全意识,从而保证建筑物的使用安全,推动我国的建筑行业稳定的发展。

建筑结构优化措施篇9

1 引言

随着近些年来中国经济的快速发展,建筑剪力墙是随着中国经济发展越来越受到重视以及越来越常用的一种建筑结构形式,而在一些建筑中,低层建筑也开始采用剪力墙结构,它和框架结构相互结合形成的框剪结构可以使得建筑内部结构更加丰富多彩,更具有建筑美感和表现力,因此在剪力墙的设计和建造中就更应该根据墙体的尺寸和受力情况进行探讨和分析,尤其是柱子与墙体之间的特点在不同的指标与比例中进行详细的设计。

1建筑剪力墙结构的布置

剪力墙结构的布置是一个具有专业技巧的工作,因此不是一个只有一种解决方式的工作,这就需要结构专业的技术工作者能够合理的布置剪力墙结构,提高建筑结构的经济效益,一般情况下,剪力墙和建筑在主轴上应该保持一致,但是对于不太规则或、超限的建筑形式上,应根据建筑平面设计剪力墙,不应该布置仅单向有墙的形式,内外墙应拉直处理,控制好数量,避免刚度过高和过低,而且要注意质量中心与刚度中心的重合,合理的调整剪力墙的距离能够提高布置的合理性,节约空间。

2结构设计要点

2.1控制配筋

构件的含钢量对于建筑的剪力墙设计有着重要的影响,因此必须重视,要实现建筑结构的设计的经济效益,应该保证钢材在一定范围内,过高和过低都不行,因此建筑剪力墙设计应根据国家规范来进行结构优化设计,保证经济效益。

2.2墙体设计的合理性

墙体设计应该保证水平和竖直作用力,验算应该将内力进行偏压进行承载力计算。尤其是针对剪力墙计算中,要尽量减少异形墙。由于剪力墙常常是布置在门窗洞口的边缘处,因此墙体的总厚度应该是剪力墙厚度和各个翼缘厚度的综合。剪力墙的种类应该根据高度和尺寸来设计,他们在受力的形式上接近柱子和板,很多柱子的厚度和墙体设计比值比较类似,他们常属于双向的受压,因此是异形柱。根据剪力墙配筋设计以及配筋在规范中的要求,要将墙底部进行加厚,而且高度不小于层高的1/16,如果端头没有翼墙和暗柱的时候,加厚的高度不能小于层高的1/12,而这么规定不适用于高层建筑的剪力墙结构,很多业主对于建筑室内空间的要求比较高,因此这样的情况采用概念设计,应该控制好墙体的轴线,满足墙体截面的条件。在结构上适当的增加暗柱,而在具体的设计中需要大量的水平布筋以及配筋数量,尤其是梁体结构等应该详细的进行增加。

2.3高宽比的确定

剪力墙的高度以及厚度是建筑剪力墙设计中的重中之重,所以在设计中就应该控制剪力墙的高厚比。

2.4 边缘结构的合理设计

通过很多次的实验已经表明,剪力墙的延比性不太好,相对于工字型和槽型的剪力墙的延性比要比较优秀,通过计算发现剪力墙截面的两端通过翼墙边缘设计能够提高墙体的延展性。还能够避免剪力墙出现水平剪切滑动,根据力学的原理,矩形的抗剪力主要是在端柱以及转角处,而规范中对边缘结构和构建的抗震措施清晰的规定,要进行受力和类型的分析计算,对墙和洞口的两边的加强边缘设定相应的代表值,在墙肢轴压比的界限以及加强部位分为约束边缘构件以及构造边缘构件两类。

3剪力墙结构优化设计

3.1最小剪力系数的确定

短肢剪力墙是保证地震倾覆力矩第一振动模式为低于40%的基础上减少剪力墙的数量,提高剪力墙的系数,减低造价,提高经济效益。

3.2层高和楼层最大位移的确定

按照我们国家现行的设计规范的要求,建筑设计应该重点的考虑减小扭曲以及变形的状态,在增加结构刚度是不能片面的考虑层间位移,应该综合的考虑整体的情况,但是现行的大多数的建筑设计仅仅考虑了层间位移,而没有关注剪重比,在较大的情况下,应该减少相应的结构刚度,减少地震作用,也可以达到较好的效果。

3.3 侧向高度以及扭转刚度的调整

建筑的结构设计在这方面是主要考虑提高建筑平面的规则性,减少扭转力以及带来的影响,同时偶然偏离力也应该考虑进去,通过对众多的地震灾害情况进行分析从而得出结论,由于建筑结构的不规则而引发的房屋破坏情况是最为严重的,因此在设计中应该保证建筑结构的抗扭曲能力,避免因为不规则引发房屋的倒塌情况。因此在具体的设计中应该尽量的保证建筑平面的合理,以及结构竖向的构件的合理布置,提高建筑的侧向刚度。

4 建筑剪力墙结构的优化设计

本文的探讨结合实际的案例进行进一步的分析,本文的案例建筑属于十八层的高层建筑,每层的高度是2.9米,总高度是52,5米,建筑面积是6500米,该工程工程抗震设防烈度为八度,基本地震加速度是0.2g,设计地震分组是第二组,建筑抗震设防类别为标准设防类,建筑场地类别为Ⅱ类.特征周期为0.40S。二级剪力墙,混凝土的等级是C30-C35,钢筋的参数的是梁采用HRB400;板采用HPB300,直径大于12时用HRB400;墙采用HRB400。

图中的方案一是建筑工程中剪力墙结构布置图的原先设计方案,采用纯剪力墙的结构,底部加强部位是250mm宽,其上是200mm,通过分析SATWE 计算结果发现该结构设计剪力墙利用率较低,底层墙肢轴压比在0.35~0.40 之间,结构位移比较好,控制在1.2 以内,结构周期以及位移的角相对较小,针对该工程的结构和形式的特点,分析其主要是存在的问题,针对其结构布置以及墙肢的长度进行了适度的调整,调整之后的布置图是图中的方案二。

5 结束语

随着中国经济的不断发展,以及随着我国十以来,中国经济与社会环境开始出现了整体向好的调整,以及中国经济进入新常态,很多过去那些不经济、无效率的经济与建设的状况急需尽快的得到解决。本文就是再这样的大背景之下来进行写作的。但是由于笔者的能力有限,本文在写的时候经历和能力以及精力都是不足的,因此,本文只能作为一个抛砖引玉的文章希望后来的学者和从业者能够从中体会到一些有意义的观点来发展建筑结构专业的技术水平,希望能够在未来达到世界先进的建筑设计与建造的国家的行列。

参考文献

建筑结构优化措施篇10

中图分类号: TU97 文献标识码: A

前言:在诸多的新兴城市中,高层建筑已随处可见。在高层建筑的设计过程中,剪力墙结构的设计是最关键的环节。剪力墙的好坏关系到高层建筑的安全性及可靠性。剪力墙结构要承受水平及纵向的作用力,对剪力墙结构设计进行优化可以使建筑高度增加而不影响安全性,同时使室内使用空间更加优化。因此,剪力墙布置、方案选择及含钢量等是优化设计的重要内容。

1.高层建筑设计概念的特点

高层建筑的在设计过程中,设计到的结构功能主要包括两方面:一是建筑承受荷载的能力;二是抵抗侧移能力。同时,其结构功能作为表达建筑体量组成和结构艺术的基础。高层建筑在设计过程中,既不能随心所欲任意而为也不能离开实践的基础而进行单纯的演算及推理。高层建筑的结构概念设计取决于设计建筑的工程师,工程师需要经过缜密的科学性的分析及演算并结合他们敏感的判断力。在高层建筑设计的初期,设计人员们能经过严密的分析决定高层建筑结构设计概念中的各类基础性问题。在高层建筑的结构设计概念的特点中,水平荷载问题起着至关重要的决定性作用,这是由于随着建筑高度不断的上升,水平荷载对结构设计的影响作用及控制作用越来越明显。对于高层建筑的设计者来说,拥有与众不同的超前观念和理念创新是一种思维模式上的进步之举,同事是现代高层建筑设计中必不可少的一项能力。

2.剪力墙的结构设计优化措施

2.1剪力墙结构设计方案

在高层建筑剪力墙的结构设计过程中,要考虑的内容较多,不仅要考虑到位移限值,也要考虑到框剪结构中的抗侧力构件能否充分的发挥其作用。此外,在设计过程中还要注意使整体结构布局合理,应用的技术要相互匹配。使得整体的安全性达到最大值,所有结构都能最大限度的发挥其作用,这样设计出的结构才能达到既经济,又合理的目的并且节省成本。高层建筑的剪力墙结构设计时,若层数少于18层,可以采常用的现浇剪力墙结构为最佳,若层数更高,则建议选择使用普通剪力的墙结构。剪力墙的结构特点在于平面外刚度及承载力都相对来说较小,因此剪力墙平面外的弯矩在结构设计过程中应该适当的控制,还要增大剪力墙的刚度是剪力墙的结构更加合理。为实现高层剪力墙结构设计的科学性并符合标准,必须先要确定剪力墙的具体高度及宽度,而且尽量将梁柱设计在建筑的隐蔽位置, 这样能是高层建筑更具有美感及观赏性。提前做好设计规划工作,要注意剪力墙的结构设计要合理、对每一步的设计方案都要明确细化。

2.2剪力墙设计的计算方法

剪力墙结构的设计在计算时要考虑水平作用还有竖向作用,从而对结构整体进行合理的分析。在设计及计算高层建筑剪力墙拐角处的墙垛时,如果没有特别的要求或需要,在进行计算时就不必要建立这些结构的模型。除此之外,梁进行框架剪力调整与不调整两次计算也是十分必要的内容,还要注意配筋设计要与其他部分相适合。剪力墙连梁的跨高比也有一定范围的要求,建议应该不小于 2.5,否则剪力和弯矩的值很有可能超出标准限值。对于难于进行调整的梁来说,若能找到合适且可靠性较高的水平力传递路径也是可行的。同时可以选择的方法也包括对梁的弯剪刚度在一定范围内降低一些但不改变梁截面的方法来进行调整工作。隔墙要尽量选择轻质的墙体,从而使荷载能够有效的减少,对地震作用的影响也能降低一些,也能部分的节约资金。高层建筑的剪力墙结构中,楼层连梁以及配筋受高度影响较大。

2.3剪力墙布置方案的选择

从高层建筑剪力墙的结构布置上来说,选择弱连梁联系的方式较为适合,这样可以形成数量更多的联肢墙。不仅能够有效的避免刚度太大的问题, 而且在结构受力来说仍然保持了整体墙的原样。高层建筑剪力墙布置的基本原则包括以下几个方面,首先要是剪力墙的数量不要过多,还要考虑各个墙肢在进行布置时边缘构件的使用量也不要过多。剪力墙布置过程中,沿高度的方向小幅度的修改墙厚和混凝土的强度等级是可以的,而且墙肢数量的缩减影响稍小一些,这样侧向刚度在高度方向上的就能呈现逐步减小的趋势。在能够有效保证剪力墙的竖向和水平承重的前提下,要尽量是剪力墙布置时的间距扩大,从而减少在小的间距范围内剪力墙布置过多。

2.4合理控制剪力墙结构的含钢量

近年来我国各地高层建筑的逐年增加,剪力墙在高层建筑中的应用也越来越普遍。高层建筑的含钢量问题一直是影响建筑成本的关键,想要使高层建筑在进行设计及施工时能够具有更大的经济优势,节约成本,从含钢量入手是十分必要的。对剪力墙的结构进行控制,并且对结构设计和施工过程的实践经验相结合进行分析, 从实际情况出发,按照使用要求认真的分析高层建筑剪力墙结构在建设构成中最为适宜的用钢量。

3.剪力墙优化设计的其他措施及注意问题

3.1关注转换层的设计

剪力墙的转换层在设计过程中要注意刚度不宜太大,因为过大的转换层刚度会使结构受地震影响变大并且会使竖向的刚度也会有一定程度的提高,这样在建筑过程中材料的使用量也会提高对于成本来说是一种浪费。在这样的情况下,设计人员对于截面尺寸要进行分析及合理的选择,同时要注意到刚度能否适应高层建筑设计的要求。同时,剪力墙的转换层刚度也不适合太小的数值因为这样会出现沉降差,会使得配筋量的使用增加。

3.2连梁设计的优化

对于转换层结构设计,其本身的刚度与质量不宜过大,一般可通过水平力作用下的空间分析来检查转换层的位移角是否均匀。对于连梁的设计,在截面所受的剪承载力和配筋等方面都有一定的标准及要求。塑性调幅的方法为在内力计算前将连梁刚度就进行合适的减少。经过这些调整之后的连梁应该保证其弯矩和剪力的设计值比使用阶段实际值要大,同时要比地震组合计算后所得的弯矩设计值大一些,这样可以防止在正常的使用过程中,或者发生强度较小的地震作用后产生不可避免的裂缝现象,影响使用安全。

3.3合理控制设计过程中的成本

在高层建筑的剪力墙结构中,剪力墙建设过程中钢筋用量占总用钢量的比例较大。因此,暗柱及梁适宜采用高强度的钢筋,从而使配筋量有效减少。配筋只需要满足计算及标准建议所需的最小配筋率即可,这样可以有效的节约成本。墙体荷载可以扣除,明确建筑使用功能以确定活荷载,去掉不必要的荷载。此外,设计人员在设计过程中要减少一些非必须的暗柱的设置,而且构件配筋设计过程中,也不要过于随意的改变配筋量,因为这对于用钢量来说十分重要,也要为节约成本有所考虑。

4.结语

随高层建筑的大量建成,在高层建筑的剪力墙结构设计中,怎样进行合理的优化已经成为设计人员关注的热点问题。怎样既能高层建筑的剪力墙结构外观简洁,同时又能大量的节约建筑成本成为了设计过程的关键。因此,在剪力墙结构的设计,合理布置及用钢量等多方面要多加注意,同时减少不必要的成本浪费,是高层建筑的剪力墙不仅更加美观也更加稳固安全。

参考文献:

建筑结构优化措施篇11

在建筑工程领域中,建筑结构设计是极其重要的一个环节,它不同于其它专业设计,它的设计质量直接影响着工程周期、成本节约,可以说是一个工程中重要的生命线。对业主而言,在同行业中是视时间和成本为金钱的,有效地缩短工程周期和节约成本就意味着在市场中能取得先机,立于不败之地,获取更大的效益,业主对设计单位的要求就是如此。可以说能做到业主满意、以业主为服务中心就会增强设计单位的同行业竞争力。

1 建筑结构设计管理的理念

质量是产品的生命,没有好的质量,产品就没有市场,只有高质量的产品,在市场上才有竞争力,建筑设计也是同样如此。只有在建筑设计质量的优化管理上做文章,才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计,在某种意义上讲可等同于建筑产品,它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产,对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。建筑设计质量的优劣,确切地说是一个目标范围的界定,建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍,完善完美。因此,设计质量的优化管理是十分值得重视的。

建筑设计质量的优化管理,就在于强化、强调了设计的“全过程管理”,这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终,由部分到整体、由管理点到强化点,由方案到施工图,这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

2 设计前期质量管理

2.1 根据业主要求设计单位组建设计项目组,安排结构设计各阶段的设计人员、校对人员、专业负责人、审核人员并安排相应的完成时间,形成设计进度计划表。

2.2 在签定设计合同时由设计人员了解业主对该项目的明确要求和隐含要求,向业主指定的业主代表收集设计资料,包括委托书、立项文件、地质勘察报告、环评报告、规划总平等等,同时对提供的资料要由业主代表签字确认。

2.3 针对建筑工程的不同类型,由专业负责人对设计和校对人员进行事先指导,形成事先指导表。同时专业负责人应起草本设计项目结构设计统一措施,经结构总工程师批准后,结构人员保证人手一份使用。设计项目结构设计统一措施可按以下选择a.工程地质勘察要求,b.结构设计制图标准,c.工业厂房结构设计统一措施,d.多层(砖混、框架等)民用建筑结构设计统一措施,e.高层(框架、框架剪力墙,剪力墙等)民用建筑结构设计统一措施等。

3 设计过程质量管理

3.1 在方案设计、初步设计、施工图设计中设计人员应严格执行结构设计统一措施,如有异议应及时向专业负责人提出,由专业负责人和总工程师确定最终标准,而不能一意孤行,违反全面质量管理,影响设计进度。

3.2 建筑各专业在各阶段设计过程中应互提设计基础资料,形成配合资料互提单表,以此表来约束各专业人员的设计责任行为。结构设计人员应做到主动与建筑各专业沟通,做到设计严谨、不遗漏。

3.3 在初步设计结束后施工图设计过程中可根据工作情况,由各级负责人进行设计中间工作检查,形成中间检查表。各级负责人应做到主动及时发现问题及时解决问题,以免设计校对、审核时改动过大,影响设计进度。

3.4 设计人员应严格执行设计进度,如遇特殊情况不能在安排时间内完成,应及时把情况向专业负责人说明,由专业负责人另行安排设计人员协助工作,保证工作按时完成。在各阶段设计结束后进行设计校对、审核,并形成校对记录表、审核记录表。对校对过程中出现的问题,设计人员可以有自己的思路原则,说明理由经总工程师审核确认后,可以不修改,否则都应进行修改,而不能弄虚作假不修改。

3.5 最后设计图纸要进行图纸会签、加盖印章、晒图、打印、包装、交付、备份设计电子文件等工作,属于设计人员完成的要及时履行责任完成,不要影响下一步全面质量管理工作的进行。设计人员应按照本设计单位结构专业计算书的要求完成本专业计算书。

4 设计后期质量管理

4.1 根据建筑设计审图中心提出的意见及时进行修改,设计人员如遇不理解之处,要主动早与审图人员沟通修改,并按审图中心的要求提供修改后的设计文件,争取早日通过,交付业主使用。

4.2 按照业主的要求进行技术交底,形成工程设计会审记录表,做好业主与施工单位的沟通桥梁作用。

4.3 对施工过程中提出的问题如果涉及设计变更,要及时做好设计变更,按照本设计单位的相关要求处理后形成设计变更通知书表交付施工单位使用。施工过程中出现的一般问题要及时处理,不拖沓,形成现场服务记录表。

4.4 在施工过程各部位验收中,设计人员要虚心向业主和施工单位收集设计质量信息反馈,并且从中要吸取教训,形成质量信息反馈单表。

4.5 主体工程验收后,设计人员要对整个设计过程文本、底图、表格等资料存档保管并做好设计文件记录。

按照以上对建筑结构设计全面质量管理的阐述,可以形成以下组织结构表进行归纳:

从上面组织结构表可以看出,用一些规范的表格和文本是进行建筑结构设计全面质量管理的关键,这种过程可以是一目了然的,在执行时会很有条理,容易让人接受并执行。同时我们看到建筑结构设计全面质量管理很好地把握了全面质量管理八项原则,即以顾客为中心、领导作用、全员参与、过程方法、管理的系统方法、持续改进、基于事实的决策方法、互利的供方关系。

总之,建筑设计的质量管理,就在于强化、强调了设计的“全过程管理”,这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终,由部分到整体、由管理点到强化点,由方案到施工图,这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

参考文献

建筑结构优化措施篇12

0 引言

我国是一个地震灾害频发的国家,地震灾害给国民经济及国民的生命财产带来了严重的冲击和危害; 建筑房屋是地震灾害中受创比较严重的物体之一,据有关地震灾害研究专家分析,致使人们在地震中丧生的主要原因是建筑房屋的抗震性能差,难以抵挡地震灾害的冲击破坏,建筑房屋的倒塌使得人员伤亡量惊人。所以在此形势下,为了能够防御地震灾害,尽可能地减少地震灾害对社会的危害,我们必须要加强对建筑结构工程中抗震设计的研究和探讨,提升建筑结构的抗震性能。

1 建筑结构抗震设计中的三大关键问题

1.1 抗震场地的选择

选择对建筑抗震有利的场地,宜避开对建筑抗震不利的地段,不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。地震造成建筑物的破坏,除地震直接引起的结构破坏外,场地条件也是一个重要的原因。地震引起的地表错动与地裂,地基土的小均匀沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。因此,应选择对建筑抗震有利的地段,应避开对抗震不利地段,如软弱场地土、易液化土、状态明显不均匀等地段;当无法避开时,应采取适当的抗震加强措施,应根据抗震设防类别、地基液化等级,分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施;当地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、新近填土和严重不均匀土层时,估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施;对于地震时可能导致滑移或地裂的场地,应采取相应的地基稳定措施。

1.2 建筑结构体系的合理选择

建筑结构体系的合理选择是结构设计应考虑的一个重要问题,结构方案的选取是否合理,对安全性和经济性起决定的作用。具体而言,应注重以下几方面的设计:

第一,结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应具有必要的赘余度和内力重分配的功能,即使地震中部分构件退出工作,其余构件仍能将竖向荷载承担下来,避免整体结构失效或失稳。

第二,结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。在这过程中,竖向构件的布置,应尽量使竖向构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平按近均匀;楼屋盖梁系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。与此同时,整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、剪力墙、简体、支撑等组成,它们宜尽量贯通连续,若它们沿竖向要有变化,则变化要缓慢均匀。

第三,结构体系应具备必要的承载能力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。钢筋混凝土结构具有良好的塑性内力重分布能力,能较充分地发挥吸收和耗散地震能量的作用。

第四,结构体系应具有合理的刚度和强度。宜具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中;框架结构设计应使节点基本不破坏,底层柱底的塑性铰宜晚形成,应当使梁、柱端的塑性铰出现得尽可能分散;对于可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。

1.3 重视建筑平面布置的规则性

建筑的平、立面布置应符合抗震概念设计原则,宜采用规则的建筑设计方案,不应采用严重不规则的设计方案。抗震设计规范规定,对平面不规则或竖向不规则,或平面、竖向均不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;对凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内的实际刚度变化的计算模型;对薄弱部位应乘以内力增大系数,应按规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。在我国建筑中,结构的对称性主要指的是抗侧力主体结构的对称。对称的建筑如平面对称的简体框架结构、筒中筒结构、简体结构、框剪结构、剪力墙结构、框架结构等,一般比较容易实现结构的对称性。

结构的规则性主要体现在以下四个方面:一是,建筑主体抗侧力结构两个主轴方向的刚度要比较接近、变形特性要比较相近;二是,建筑主体抗侧力结构沿竖向断面、构成变化比较均匀,不要突变;三是,建筑主体抗侧力结构的平面布置,应注意同一主轴方向各片抗侧力结构刚度尽量均匀;四是,建筑主体抗侧力结构的平面布置还应注意中央核心与周边结构的刚度协调均匀,保证主体结构具有较好的抗扭刚度,以避免建筑在地震或风的扭矩作用下产生过大的扭转变形,从而引起结构或非结构构件的破坏。可以说,重视建筑平面布置的规则性在建筑结构设计中相关重要,在实践中应高度重视这方面的规范。

2 提高建筑结构抗震能力的优化措施

建筑结构抗震设计是专家们通过对大量建筑地震震害实例进行分析,归纳总结出来的实践经验。抗震设计在建筑结构设计中是非常重要和必要的,因而,应当引起高度重视。为了有效提高建筑结构抗震能力,需从以下几方面着手:首先,要合理的布局地震外力能量的传递吸收途径,保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面,从而形成构件双向抗侧力体系。使其在地震作用下呈弯剪破坏,并且塑性屈服尽量产生在墙的底部。而连梁宜在梁端塑性屈服,还有足够的变形能力。在墙段充分发挥抗震作用前,按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力,避免墙肢的剪切破坏,提高建筑结构的抗震能力。其次,要按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施确保建筑结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。为了保证钢混结构在地震作用下具有足够的延性和承载力,应按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的原则进行设计,合理地选择柱截面尺寸,控制柱的轴压比,注意构造配筋要求,尤其是要加强节点的构造措施。最后,要设置多道抗震防线,即在一个抗震结构体系中,一部分延性好的构件在地震作用下,首先达到屈服,担负起第一道抗震防线的作用,其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服,从而形成第二、第三或更多道抗震防线,这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。

3 结束语

总之,在对建筑结构的设计过程中,不仅需要对建筑结构的使用功能和使用年度进行考虑,同时还需要对建筑结构的安全防震性能进行考虑,并在建筑结构设计的过程中充分对地震的来临进行模拟,要保证建筑符合小震不坏、中震可修、大震不倒的原则。为了做到以上的抗震要求,就要对结构动力学的基本原理和方法进行充分的学习,并运用到建筑结构设计中。

【参考文献】

[1]葛振军,李彬.抗震设计常见问题浅析[J]. 工程质量,2007(07).

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