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建筑结构设计的优化方法及应用分析 何彬

建筑结构设计的优化方法及应用分析 何彬
建筑结构设计的优化方法及应用分析 何彬

建筑结构设计的优化方法及应用分析何彬

发表时间:2018-09-13T14:30:03.330Z 来源:《建筑细部》2018年2月中作者:何彬

[导读] 文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象,首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析

四川省大卫建筑设计有限公司四川省成都市 610000

摘要:文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象,首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析,随后简单介绍了建筑结构优化设计方法步骤,最后以装配式工艺为例,对建筑结构设计的优化应用进行了分析研究以供参考。

关键词:建筑结构;设计优化方法;应用分析

前言:建筑结构作为整体建筑核心组成部分,针对于建筑结构的设计不仅关系到建筑建设经济适用性,同时对于建筑整体功能性发挥具有重要的影响意义。在低碳环保理念、可持续发展理念日益深入人心的当下,需要进一步加强对建筑结构设计优化方法的应用与分析,从而有效提升建筑节能效率,最大限度地降低对环境的负面影响,促进建筑建设质量提升,推动我国建筑行业实现可持续发展。

一、建筑结构设计优化必要性

随着我国城市建设进程不断加快,国民经济水平不断提升,有效带动了我国建筑行业的发展。当下人们对于建筑建设提出了更高的要求,其不仅要求在建筑质量方面更加稳定,同时要求具备良好的建筑功能性,建筑造型设计要独特、新颖,整体建筑外观结合自身功能性不同具有一定艺术特质,给人以美的感受;还要响应国家关于绿色建筑的政策号召,能够减少建筑施工中不必要的资源浪费,提升建筑的低碳、环保性能,经济适用性更强,从而带给人更好的居住体验。建筑结构作为建筑的核心组成部分,在满足上述要求上发挥着关键性作用。首先,建筑整体结构合理与否,决定着建筑的抗震性能、质量及稳定性实现,是提升建筑建设水平与质量的关键;其次,建筑结构与建筑的整体造型设计也具有密切的联系,在建筑造型设计方面发挥着重要的作用。最后,建筑结构建设关系到建筑的用材、施工技术选择、等因素,而上述这些因素决定着建筑资源的利用率的高低,能够有效减少不必要的建筑资源浪费,使得建筑施工建设更加低碳环保。

基于以上种种分析,很有有必要加强对建筑结构设计的优化,进一步推广建筑结构设计优化应用,从而有效实现建筑成本的节约,提升建筑建设质量,确保建筑节能标准得到有效落实,有效减少建筑施工建设过程中各种违法、资源浪费、破坏问题的发生,从而推动建筑行业实现绿色健康可持续发展。

二、建筑结构优化设计方法步骤

(一)构建建筑结构优化模型

在建筑结构优化过程中,首先需要借助数学函数关系,通过构建建筑结构设计约束条件与可变条件之间的关系式,从而实现建筑结构应用模型的建立,在此基础之上,借助相应模型对影响建筑结构优化的因素进行全面的分析,从中获得最佳的优化方式,为整体建筑结构优化奠定坚实的基础。例如结合对建筑墙体保温板与墙体受压能力的分析,通过构建相应模型进行全面的数据分析,从而推动建筑结构的优化得到有效实现。

(二)制定科学合理的建筑结构优化设计方案

在数据模型运行阶段,通过对房屋建筑的模型相关条件进行处理分析,在有效保证建筑结构在实际实施中功能性得到良好的发挥的基础之上,通常对线性分析加以应用,做好线性条件的检验,通过对数学模型中的函数进行变置转化应用,以此为依据,实现建筑结构优化设计的实施方案制定,有效提升建筑结构优化设计的可实施性及可操作性,保证建筑结构设计优化得到全面有效的落实。

(三)综合应用分析建筑程序

通过利用现代测量技术与建筑结构设计相结合,进一步将抽象的数据资源转化为房屋建筑中的实际执行操作,确保建筑结构在优化后,发挥出应有的作用价值。例如在房屋墙体设计上应用建筑结构设计优化方法,以墙体建设各种因素为依据,全面分析外墙和内墙建设实施,最终形成专门针对于建筑中墙体施工实际方案,发挥建筑结构设计优化方法的引导作用,提升建筑结构优化设计水平与质量。

三、建筑结构设计优化应用,以装配式工艺为例

在建筑结构设计建造方面,相对于传统的现浇施工工艺,装配式建筑工艺作为新型建筑工业化应用典范,其在建筑结构设计方面主张在信息技术的支持下,实现对建筑结构的预制化生产、装配化施工的生产方式,以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征,通过对建筑结构设计、生产、施工等整个产业链进行整合,从而有效实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的建筑生产方式。以成都建工工业化建筑有限公司青白江生产基地办公楼建设施工为例,该建筑便是采用全装配式混凝土结构,其中主要的建筑结构如梁柱、板墙等均为预制,并且按照三星级绿色建筑标准进行设计、施工和运营,是四川省第一座全装配式的混凝土结构建筑,预制率接近100%。在完全达到传统建筑的防震、安全、耐用要求同时,还具有省时、省工、省钱、无污水、无噪声、无粉尘等优点。

在具体的装配式工艺应用中,某幼儿园建设项目作出了良好的示范,该建设项目外墙结构采用的瓷砖反打工艺。具体来说,即是将建筑外墙用饰面石材在工厂事先打到混凝土里,形成一体的建筑预制构件,这种工艺对于建筑结构起到了良好的优化作用,使得建筑结构表面更加平整,附着也非常牢固,更为重要的是,其有效提升了整体建筑装配的施工效率。通过运用该工艺,可以有效避免出现目前存在的外墙砖脱落和空鼓现象,提升了建筑外墙结构的品质及质量,对于工期缩短也有着较为积极的影响意义,但如果造型特殊,规模量小,相应单方造价就会比传统工艺要高。

建筑结构优化设计不仅包含建筑自身结构的设计与优化,还需要立足于整个建筑施工过程,并且同时也涉及了建筑工程建造过程中的方方面面。据相关数据统计,我国的年建筑量已经达到20亿平方米以上,而在建筑施工总量中,作为施工必备条件的建筑工程临时设施,如道路、围墙等,尽管在相对量上所占的比例较小,但由于使用多为一次性,因而其绝对量随着建设工程总量的增加而显著增加。这种大量使用一次性临时设施造成了建筑资源的浪费,增加了我国实现节能减排目标的难度。在建筑施工设施优化中,针对于铺装板通过进行设计优化使其具备可拆卸、可重复利用功能,若在房建工程前期的三通一平中加以利用,可以起到良好的环保节约作用。

装配式工艺不仅在结构设计层面能够体现出良好的应用价值发挥,在具体落实应用方面产生的经济、社会效益效果也非常明显。以中石油加油站的扩改工程为例,该工程使得装配式工艺的经济、社会效益价值得到了充分的体现。该工程地处成都市一环路,占地面积

建筑结构优化设计论文

关于建筑结构优化设计探讨 摘要:随着我国社会经济的高速增长,促进了城市化进程步伐,高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计方面的变化也越来越多,很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑结构优化设计是节约工程造价的一个重要手段,同时也关系着建筑物的安全性以及投资效益最大化的实现。本文通过对结构方案、结构材料、结构计算以及与其他专业的协调等四个方面,简要对建筑结构优化设计进行了探讨,以供参考。 关键词:优化设计建筑结构材料方案 abstract: with the rapid growth of the economy, promote the pace of urbanization, high-rise buildings at present in our city of construction of proportion of is more and more big, but the building structure design changes more and more, many new structure design scheme of the fast speed to present in our city construction. building structure optimization design of project cost is to save one of the important means, and at the same time, the relationship between the safety of buildings and to maximize the benefit of investment. this article through to structure scheme, construction materials, structural calculation and with other professional coordination and so on four aspects, briefly the structure

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间:2018-06-15T09:59:12.437Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要:伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发,从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施,希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词:建筑结构设计;不规则性;问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中,由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响,从而导致建筑结构不规则,这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响,因此在今后的建筑结构设计过程中,必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究,从而为建筑企业创造更高的经济效益,推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时,所表现出的不规则性主要分为两种,即平面结构不规则与竖向结构不规则,首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现,具体而言主要体现在以下三个方面,①不规则扭转,在对不规则扭转进行判断时,设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸,在进行建筑结构设计时,设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断,并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30%,这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性,关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则,体现在以下四个方面,①不规则倾向刚度,在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70%,并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80%以内。②竖向抗侧力构建不连续性,建筑物的竖向结构,抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀,这要求设计人员楼层受力程度应该低于80%。④楼层质量不均匀性,也就是和下一层相比,应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系,并且两种之间呈线性函数关系,因此在进行建筑结构设计时,为了防止出现扭转现象,提升建筑物结构设计规则性,在进行建筑结构设计时,就必须要不断的减少偏心距,这样才能通过线性函数调节,从而使整体的建筑结构更加的平均分布,而减少偏心距的方法有很多种,如通过详细的数据计算,从而对主体结构以及平面空间分布进行调整,并且在设计图纸之中,将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注,除此之外,在进行偏心距调节时,还可以采用数据分析的方式,从而对建筑结构刚度进行重新分布,这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时,会受到很多的因素影响,这些因素造成了建筑结构的不规则性转变,因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查,其发现在进行建筑结构设计时,每增加一个计算扭矩,地震扭矩也就是质心与刚心不重合时,就会与附加扭矩等比例放大,并且当位移小于等于1.2时,放大系数就会等于1,而当位移大于1.2时,位移系数也会大于1,由此可以看出,在附加扭矩不断增大的过程中,抗承载能力也会不断增加,而这会增加偏心距,而通过上述文章介绍也可以发现,偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因,因此提高建筑结构抗扭承载力,是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时,可以分为主体设计与基础设计两个部分,其中主体设计是建筑结构设计的重点内容,而在进行建筑物主体设计时,绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容,因此从某个角度分析,建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响,而通过以往的相关研究中发现,建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能,尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时,当受到地震或者外力作用时,易出现一些偏心问题,从而导致建筑结构出现不规则性,因此在进行建筑结构设计时,能够提升抗震性能,强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度,这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用,从而发挥出建筑物的弹性作用,满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时,提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的,并且通过以往的数据调查研究发现,当建筑物主体结构出现扭转效应时,会与自我震动周期出现一个平方值函数关系,利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期,并且消除主体结构的扭转效应,为此在进行建筑结构设计时,应该采用科学的计算调整方法,从而对墙体长度与墙体厚度进行调节,进而使建筑结构刚度远离中心墙体,并且采取边缘装置柱梁的方式,从而对主体结构震动周期进行调整,这样有利于建筑结构刚度值的提升,从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中,建筑行业迅速崛起,在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升,而在进行建筑结构设计过程中,不可避免的会出现一些不规则设计现象,这也为建筑结构设计增添了难度,因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求,设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究,从而不断的提高建筑结构设计的质量,满足建筑结构设计的需求,从而实现建筑结构设计工作的顺利完成,促进建筑行业长远发展。

建筑结构优化设计建议-侯善民

建筑结构优化设计建议 侯善民 201305 2013.05

第一章 第章基础 1、基础类型: ? 天然地基基础 ?复合地基→天然地基+增加体(柔性桩、刚性桩)? 桩基:常规桩基 后处理加强的后注浆钻孔灌注桩 先处理加强的劲性复合予制静压桩

第一章第章基础 ? 天然地基承载力不宜低于预期复合地基承载力的百分之四 十软土地基上采用复合地基要慎重组成复合地基的增采用复合地基应注意: 十,软土地基上采用复合地基要慎重。组成复合地基的增强体桩基,应具备一定刚度,并且不能是端承桩;随着复合地基承载力需求增大增强体桩基的支承刚度与 ? 随着复合地基承载力需求增大,增强体桩基的支承刚度与桩身强度,要求也需相应提高,对于20层~30层的高层建筑不宜采用单纯摩阻桩桩端进入较好的持力层但持筑,不宜采用单纯摩阻桩,桩端进入较好的持力层。但持力层不宜是强风化以上的岩层,桩身强度承载力要满足计算底板与桩基持力层选择需慎重 算,底板与桩基持力层选择需慎重。

第一章南京某小区复合地基事故第章基础 南京某小区复合地基事故: 该小区位于河西,七层砖混住宅,场地内有深厚的淤泥质软土层,增强体刚性桩未穿过软土层,施工也存在质量问题,建造过程中一直到结构封顶,沉降持续发展,最后采用锚杆静桩较好的才控制住降静压桩,压入深层较好的土层,才控制住沉降。最近几年,我们做了一批20层~30层100米以内的高层剪力墙住宅,采用刚性桩复合地基都取得成功。例如:淮安恒大、淮安中南、合肥融侨等都是20万~30万㎡的高层住宅小区,天然地基承载力约在200k 左右采用予应力管桩作为增加体然地基承载力约在200kpa左右,采用予应力管桩作为增加体, 复合地基承载力可达到500Kpa左右

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载,过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求,效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关,因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载,因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载,不能追求等效的精度,以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载,另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关,当结构的覆土厚度大于时,结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨(非柱网)的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心),消防车荷载是一种出现频率很高的荷载,此时应该考虑构件的裂缝和挠度,对消防车不经常出现的住宅小区,可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中,《全国民用建筑设计技术措施》中规定:地下 室外墙计算时,室外地面荷载取值不小于10kN/m2,汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定:人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度,与建筑的功能区分和区段的出口有关,与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中,结构单元内经常使用的人数超过8000人,抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分,还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用,并不应该小于规范数值,设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的,而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

浅析建筑结构设计原则及有关问题分析103

浅析建筑结构设计原则及有关问题分析 摘要:随着社会经济与建筑事业的不断发展进步,在建筑施工建设工程项目中,高层建筑施工项目越来越多,并且对于设计的要求也越来越高。随着我国城市化 进程的加快,建筑业也面临了更多的机遇和挑战。这就要求建筑形式要多样化, 建筑设计理念的要不断创新。本文对建筑结构设计中有关问题进行了探讨,以供 参考。 关键词:建筑结构;结构设计;设计原则 一、建筑结构设计的主要内容1、建筑设计的一般程序。一般情况下建筑物 的设计程序为建筑结构设计、给水排水设计,电气设计和暖气通风设计等,建筑 物的结构设计是建筑的基础,是建筑设计中最主要的组成部分,只有将结构设计 工作做好了,才能使得建筑物的功能更齐全。其结构设计主要分为建筑方案设计、建筑结构分析、建筑构件设计和绘制工程施工图四部分。 2、建筑物结构设计的基本要求。建筑结构的设计是建筑设计的基础,为有 效保证建筑物的质量达到所需的要求,必须严格遵循以下设计要求对建筑物的结 构进行设计:首先要对建筑物的结构构件的承载能力的极限值进行精准的计算, 选择承重能力强的结构构件;其次对多种构件组合的相互作用和影响进行分析, 选择相互作用和影响最有利的构建组合;最后要对建筑物的抗震性能进行研究设计,一般情况下我国的抗震设防烈度在6-9 度之间,在对建筑物的结构进行设计时,要根据施工地区的房屋高度、结构类型和烈度进行分析,采用抗震等级不同 的建筑材料和结构设计。 3、在建筑结构设计中,应该充分考虑以箱、筏作为基础底板挑板的产生的 阳角问题,还要进行大量的运算,对梁、板的跨度进行准确的计算,对主梁和次 梁的加筋问题进行研究,并制定出相应的方案,此外,在高层建筑的设计中,还 要考虑窗台高度的设计是否合理。 二、结构设计坚持的具体原则1、重大轻小。建筑结构设计中常常涉及到了 很多关键的理念,如:“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等,这些都是设计师们需要看重 的问题。尽管对于结构体系而言,其是由不同的构件协调构建起了,而由于不同 的构件都发挥着不同的作用,其在整个建筑中也有轻重之分。 2、层层设置。安全的结构体系在设计过程中必须要层层设置,尤其是当灾 难发生时将会在抵抗外在破坏中发挥有效作用。若仅仅将抗风险的希望都集中寄 托在建筑的某一个结构上,这是很不稳定的。多肢墙好于单片墙,框架剪力墙好 于纯框架好等等,这些都是层层防线的设计思路的重要表现。 3、优劣互补。科学的建筑结构体系需要坚持优劣互补的原则。结构太刚其 变形能力差,若建筑受到巨大的破坏力时,则应具备的承受的力更大,经常会发 生局部受损以至于全部毁坏,而太柔的结构尽管能够限制外力,但经常因为变形 过大而难以正常运用。 三、建筑结构设计中有关问题的探讨1、建筑结构设计图纸过于简单在建筑 结构设计中,设计图纸的作用非常重要,其是建筑施工参照的重要标准。为了保 证建筑结构设计的质量,在图纸中应该对每一个细节都详细的标示出来,对于建 筑的抗震等级、抗裂等级、施工所用材料以及墙梁柱的标号,都应该详细的标注。但是在实际操作中,由于设计人员的水平不高,考虑问题不够全面,导致关键信 息没有在图纸中详细的标识,进而在实际施工中影响到施工流程,随意性较强, 严重影响到施工质量,如果更加严重,还会影响建筑工程的施工进度,使得施工

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浅谈建筑结构设计的优化设计和现实意义摘要:在建筑物的结构设计中,选择不同的设计方案以及选择不同种类的建筑材料都会对工程的造价产生较大的影响,因此建筑物结构的优化设计方案尤为重要,本文主要阐述了建筑物结构优化设计的方法,以及对需要进行优化设计的主要部分进行了分析,同时也提出了结构设计优化的现实意义。 关键词:结构优化设计的方法、基础优化设计,现实意义abstract: in the building structure design, the choice of different design, and choose different kinds of building materials of engineering cost will be produced great influence, so the structure optimization design scheme is particularly important, this paper mainly expounds the structure optimization design method, as well as to the need for the main part of the optimization design was analyzed, and puts forward the structure optimization design of practical significance. key words: the structure optimization design method, on the basis of the optimization design, the practical significance 中图分类号:tu318文献标识码:a文章编号: 近年来,由于土地价格不断上涨,使得开发商的建筑总成本在不断地增加,这就给开发商的成本控制带来了极大压力;同时,由于

建筑结构选型实例分析报告

建筑结构选型实例分析 第一章 悬挑结构:现代MOMA 1.工程概况: 当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧,拥有首都北京的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米,其中住宅为13.5万平方米,配套商业面积达8.5万平方米,包括多厅艺术影院,画廊,图书馆等文化展览设施,还包括了精品酒店,国际幼儿园,顶级餐饮,顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。 当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授StevenHoll设计,项目规划概念是BEIJINGLINKEDHYBRID,在建筑艺术方面实现了世界的唯一,更加充分的发掘城市空间的价值,将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展,在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上,将大规模使用可再生的绿色能源。从可持续的观点出发,当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使

用可再生的绿色能源是大城市发展的方向,是真正“节能省地型”的项目。 在当代MOMA的规划设计中,更多考虑了未来城市的生活模式,引入了复合功能的概念,实现开放功能的城市社区,在这里不单是居住功能,而且能够和谐的工作,娱乐、休闲消费、交通,作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区,充满生气与活力,将创造更和谐的国际化生活氛围,不仅为社区创造更舒适的环境,更多的交往机会,也将完善城市区域功能,为北京的城市形象,为北京奥运会增添光彩。项目计划2005年初开始建设,在2008年奥运会之前建成使用。 2.结构形式: 为减轻自重,梁柱采用H型钢,并且设置了受拉的钢斜撑,提高悬挑结构的刚度和承载力.为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩,在悬挑部分增设钢斜撑,将倾覆力矩传递到塔楼上;在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。使塔楼整体承受倾覆力矩。在塔楼内除设置核心筒外。还设置了十字型剪力墙,提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。长悬挑是本工程主要设计难点之一,目前主体结构竖向构件采用了中震不屈服的性能目标,对于悬挑结构这样更加重要的部分,设计中采用了中震弹性设计的更高的性能目标,即悬挑部分的构件验算时,按中震弹性地震力(水平地震和竖向地震)与竖向荷载进行组合,考虑荷载分项系数,材料强度取设计值。经中震弹性设计验算,悬挑部位构件的应力比基本上都控制在0.9以下。 3.施工情况: 物业公司:第一物业服务有限公司 建筑面积:220000平方米 绿化率:34% 使用率:80% 容积率:2.64 建设规模:地上21层、地下两层

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

建筑结构优化设计分析

建筑结构优化设计分析 摘要:建筑结构设计的优化主要体现在通过结构设计优化达到性能及经济的完 美协调。不管对建设方或者居住者,都有着直接的影响。本文根据结构优化设计 实例进行分析。 关键词:建筑结构;结构设计;优化方法 前言 结构设计优化技术所指的是建筑结构的设计过程中,设计人员会面临着各种各样的问题,比较成本、性能和建筑材料等问题。如何通过结构优化,从而达到利用最少的资金建设出合 理科学的建筑结构。其优化的意义所在就是节省工程造价,提高建筑的质量。当前建筑结构 的成本占比较重,合理科学的建筑结构可以产生巨大的经济效益,并还能够提高工程的质量。 1、建筑结构设计优化的步骤 1.1建立合理模型 可以通过3步来实现对房屋结构设计的优化,具体步骤是:第一步,需合理选择设计的 变量。一般情况下,在选择合理的设计变量的时侯,应当将对建筑结构具有较大影响的因素 做为主要设计变量的参数。例如,结构的造价C1与损失的期望C2等有关参数使目标控制产 生较大的影响,以及诸如结构的可靠度PS等有关参数使约束控制产生较大的影响,这就需要对这些影响设计变量的参数进行合理选择。相反,对那些影响不大的因素,在进行优化的时 侯可以采取预定参数的方式来表示,使让优化过程中的计算量、设计量和编制程序的工作量 有所降低。第二步,需确立目标的函数。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行 优化过程中,应当尽可能的寻找几组可以满足有关预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的 截面积以及相应的失效的概率的函数,让工程的造价费用有所减少。第三步,确定约束的条件。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中,应当对结构的可靠性以 及用来优化设计的有关约束条件做进一步确定。其中,设计优化的约束条件包含有结构体系 约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等。在对房屋结 构设计进行优化的时侯,必需充分将实际性约束条件和目标性约束条件作对比,然而保证每 一个约束条件均可以满足需求,以便达到最佳的设计。 1.2设定计算方案 依照可靠性对房屋结构设计进行的优化也会出现非线性的优化问题以及多约束性的优化 问题,并且还会使多变量复杂化。所以,为了减少这些问题需要在进行分析计算的时侯,将 有约束的优化问题转化为没有约束的优化问题进行求解。常常采取的优化设计的计算方法是Powell法、复合形法和拉氏乘子法等3种方法。 1.3设计相关程序 依照可靠性对房屋结构设计优化的基本模型和选择的计算方法可以编写一个具有运算速 度快以及功能齐全的综合应用程序,通过程序的优化提高设计的时效。 1.4作好结果分析 在对房屋结构设计进行优化设计的过程中,应当对最终得到的有关计算结果作一定的对 比分析,以便为最终的优化设计方案提供科学、合理、有效的依据。而在这个过程当中就要 求设计人员必需全面周密的考虑问题,只有这样才能够科学、合理、有效地选择设计的方案,才可以保证建筑结构的实用、经济、合理、安全以及美观,才能够尽可能少的资金投入获得 最大的收益。尤其需要注意的是,在进行建筑结构优化设计的过程中,并不能够只一味的强 调经济上的节约而降低了技术上标准;或者仅考虑技术上的要求却忽视了经济上的节约,这 些都是不正确的。只有在众多因素中寻找最佳结合点,探索优化设计的平衡点,才能够达到 有关设计要求。因此,必须做好结构的分析与运用。 2、某工程空心楼板优化设计的实例分析 2.1原方案 原设计方案板厚300mm,拟用空心管直径200mm。相邻空心管之间设一道肋,梁宽度 60mm。肋梁区域受力钢筋上、下铁都为2Ф14(Ⅲ级钢),空心管区域受力钢筋上、下铁都

建筑结构优化设计

第一章 第章基础 1、基础类型: ? 天然地基基础 ?复合地基→天然地基+增加体(柔性桩、刚性桩)? 桩基:常规桩基 后处理加强的后注浆钻孔灌注桩 先处理加强的劲性复合予制静压桩

第一章第章基础 ? 天然地基承载力不宜低于预期复合地基承载力的百分之四 十软土地基上采用复合地基要慎重组成复合地基的增采用复合地基应注意: 十,软土地基上采用复合地基要慎重。组成复合地基的增强体桩基,应具备一定刚度,并且不能是端承桩;随着复合地基承载力需求增大增强体桩基的支承刚度与 ? 随着复合地基承载力需求增大,增强体桩基的支承刚度与桩身强度,要求也需相应提高,对于20层~30层的高层建筑不宜采用单纯摩阻桩桩端进入较好的持力层但持筑,不宜采用单纯摩阻桩,桩端进入较好的持力层。但持力层不宜是强风化以上的岩层,桩身强度承载力要满足计算底板与桩基持力层选择需慎重 算,底板与桩基持力层选择需慎重。

第一章南京某小区复合地基事故第章基础 南京某小区复合地基事故: 该小区位于河西,七层砖混住宅,场地内有深厚的淤泥质软土层,增强体刚性桩未穿过软土层,施工也存在质量问题,建造过程中一直到结构封顶,沉降持续发展,最后采用锚杆静桩较好的才控制住降静压桩,压入深层较好的土层,才控制住沉降。最近几年,我们做了一批20层~30层100米以内的高层剪力墙住宅,采用刚性桩复合地基都取得成功。例如:淮安恒大、淮安中南、合肥融侨等都是20万~30万㎡的高层住宅小区,天然地基承载力约在200k 左右采用予应力管桩作为增加体然地基承载力约在200kpa左右,采用予应力管桩作为增加体, 复合地基承载力可达到500Kpa左右

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施

分析建筑结构设计中的常见问题及其应对措施 发表时间:2016-08-22T13:42:43.237Z 来源:《低碳地产》2015年第11期作者:谷峰云 [导读] 由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高。 信阳市水利勘测设计院 【摘要】由于市场经济的高速运行,人们的物质生活水平得到了显著的提高,特别是在工程建筑工作中,针对相关建筑项目的结构设计问题也提出了更深层次的要求。建筑结构设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。本文对建筑结构设计的方法进行了分析总结,并详细分析了建筑结构设计中存在的问题,希望相关研究工作可为设计师提供一定的帮助。 【关键词】建筑结构设计;问题;应对措施 1.引言 近年来,社会不断发展前行,人们生活水平日益提高,生活环境也不断改善,建筑工程的规模也在不断攀升,人们对建筑结构质量的要求也越来越高。在建筑的设计中,结构设计是一个关键的环节,也是一项复杂、全面并且系统的工作,需要加强对其的重视,认真分析结构设计中的问题,并采取有针对性的措施来保证结构设计的合理性,保证建筑的整体质量,同时,做到美观、经济和适用。但现阶段,在我国建筑结构设计的过程中仍然存在着诸多的问题,特别是使用最多的框架结构建筑存在许多令人不满意的缺陷。此外,现代化的建筑结构设计理念较之前并没有较大的突破,工程人员只是单纯凭借单一的设计模式来建筑项目构建,在一定程度上极大地限制了建筑项目的设计质量。因此,分析建筑结构设计过程中所出现的问题,探讨其解决方案对保障建筑结构质量、安全等意义重大。 2.建筑结构设计 2.1建筑结构分类 建筑物有各种不同的使用功能要求,建筑结构按照不同的划分标准具有不同的划分形式。建筑结构的分类具体如下:(1)根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑;(2)依据建筑物的实际使用性能进行划分:工业建筑与民用建筑;(3)建筑物可以根据其结构形式进行划分:框架结构、排架结构、筒体结构、剪力墙结构等;(4)建筑物根据所使用的结构材料可以分为:砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构和混合结构等。 2.2建筑结构设计的原则 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的基本原则。建筑物的设计应该从实际出发,在满足建筑物各项功能要求的前提下,必须综合运用有关技术知识,确保结构的坚固、安全。在进行建筑构造设计时,应该改变传统设计师浮夸的设计理念,力求做到建筑物符合用户的实际需求。此外,还要通过科学的设计方案,节省投资方的资金投入。同时,应该适当融合国内外的美学原理,使建筑物具有一定的观赏性。 2.3建筑结构设计 建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分,主要包括以下四个过程:方案设计→结构分析→构件设计→绘施工图。 3.建筑结构设计中的常见问题 3.1 建筑结构设计中地基设计存在的具体问题 在工程结构的建筑设计工作中,地基和基础的建筑构造通常是工程人员比较关注的工程建设问题,在此基础上由于地基构造是制约工程后期质量的关键要素,所以地基基础建设对提高整体建筑质量具有相当积极的推进作用。建筑结构设计中地基设计所存在的具体问题主要表现在以下两个方面:(1)地基设计过程中忽视了地基沉降的问题:现如今,在建筑地基结构设计的过程中,地基沉降问题很容易被忽略,建筑物地基沉降可以导致建筑物上部结构出现裂痕,更甚者可以导致地基破坏。地基质量一旦出现问题,将严重威胁建筑结构的安全性能,对居民的正常使用造成威胁;(2)建筑结构设计中对地基埋设所进行的设计不够合理:在现实的基础地基设计中高层建筑基础有效埋置深度不足的问题非常普遍,建筑地基作为承受建筑结构物荷载的岩体埋设深度不符合建设标准,将严重影响到地基的有效承载能力,严重威胁了建筑结构的安全性能。 3.2建筑框架结构设计不合理 建筑结构设计不合理主要表现在以下几个方面:(1)在进行结构设计时,只关注横向设计,而忽略了纵向框架设计,影响建筑物的使用性能;(2)框架梁端截面的底层纵向受力钢筋和顶层的纵向受力钢筋配筋量的比值不符合规范要求,这种设计方式不仅影响建筑工程质量,降低建筑物的安全性,更为严重的是,一旦发生地震,很可能会引起房屋倒塌;(3)在建筑结构设计中,承重柱的截面设计高度过小;(4)连梁全长箍筋设计没有按规定的构造方式对两端进行加密处理;(5)连续梁的设计问题,一般在进行建筑结构设计时,往往会把连续梁按照单梁来设计。 3.3建筑上部结构的设计所出现的问题 上部结构设计中所存在的问题主要表现在以下几个方面:(1)现浇混凝土强度等级:现浇框架结构设计时,根据结构中梁、柱、板的受力特性,常常将它们设计为不同的混凝土等级,但是在浇筑一块楼板的四周设置施工缝时,由于混凝土等级不同,造成施工工艺不当;此外,在同一平面内浇筑不同的混凝土既增加了框架结构的施工难度,又会增加施工管理的难度,并且使高强度混凝土浇筑了低强度混凝土区域,既造成了混凝土的浪费,又造成了建筑结构的安全隐患;(2)钢筋混凝土保护层厚度:混凝土保护层的厚度直接影响着混凝土构件的耐久性,如果主梁、楼板、次梁交叉处的钢筋分布不当,使得楼板负筋一侧的保护层厚度不足,影响到整个工程结构的强度、稳定性。 4.建筑结构设计所出现问题的解决措施 4.1地基结构设计优化 在具体的设计过程中设计工作人员应针对施工的具体环境,对天然地基与人工的地基的沉降量进行科学的估算,并在施工过程中对建

建筑结构选型案例分析(1)

1 混合结构体系 混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点:质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低,适合6层以下,横向刚度大,整体性好,但平面灵活性差。 分类:型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 实例工程项目概况 金茂大厦(JinMaoTower),又称金茂大楼,位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区,楼高米,是上海目前第2高的摩天大楼(截至2008年)、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工,1999年建成,有地上88层,若再加上尖塔的楼层共有93层,地下3层,楼面面积27万8,707平方米,有多达130部电梯与555间客房,现已成为上海的一座地标,是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体,融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼,由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架,同时承受竖向荷载及水平荷载的

建筑结构设计的优化方法及应用分析 何彬

建筑结构设计的优化方法及应用分析何彬 发表时间:2018-09-13T14:30:03.330Z 来源:《建筑细部》2018年2月中作者:何彬 [导读] 文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象,首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析 四川省大卫建筑设计有限公司四川省成都市 610000 摘要:文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象,首先对建筑结构设计优化必要性进行了阐述分析,随后简单介绍了建筑结构优化设计方法步骤,最后以装配式工艺为例,对建筑结构设计的优化应用进行了分析研究以供参考。 关键词:建筑结构;设计优化方法;应用分析 前言:建筑结构作为整体建筑核心组成部分,针对于建筑结构的设计不仅关系到建筑建设经济适用性,同时对于建筑整体功能性发挥具有重要的影响意义。在低碳环保理念、可持续发展理念日益深入人心的当下,需要进一步加强对建筑结构设计优化方法的应用与分析,从而有效提升建筑节能效率,最大限度地降低对环境的负面影响,促进建筑建设质量提升,推动我国建筑行业实现可持续发展。 一、建筑结构设计优化必要性 随着我国城市建设进程不断加快,国民经济水平不断提升,有效带动了我国建筑行业的发展。当下人们对于建筑建设提出了更高的要求,其不仅要求在建筑质量方面更加稳定,同时要求具备良好的建筑功能性,建筑造型设计要独特、新颖,整体建筑外观结合自身功能性不同具有一定艺术特质,给人以美的感受;还要响应国家关于绿色建筑的政策号召,能够减少建筑施工中不必要的资源浪费,提升建筑的低碳、环保性能,经济适用性更强,从而带给人更好的居住体验。建筑结构作为建筑的核心组成部分,在满足上述要求上发挥着关键性作用。首先,建筑整体结构合理与否,决定着建筑的抗震性能、质量及稳定性实现,是提升建筑建设水平与质量的关键;其次,建筑结构与建筑的整体造型设计也具有密切的联系,在建筑造型设计方面发挥着重要的作用。最后,建筑结构建设关系到建筑的用材、施工技术选择、等因素,而上述这些因素决定着建筑资源的利用率的高低,能够有效减少不必要的建筑资源浪费,使得建筑施工建设更加低碳环保。 基于以上种种分析,很有有必要加强对建筑结构设计的优化,进一步推广建筑结构设计优化应用,从而有效实现建筑成本的节约,提升建筑建设质量,确保建筑节能标准得到有效落实,有效减少建筑施工建设过程中各种违法、资源浪费、破坏问题的发生,从而推动建筑行业实现绿色健康可持续发展。 二、建筑结构优化设计方法步骤 (一)构建建筑结构优化模型 在建筑结构优化过程中,首先需要借助数学函数关系,通过构建建筑结构设计约束条件与可变条件之间的关系式,从而实现建筑结构应用模型的建立,在此基础之上,借助相应模型对影响建筑结构优化的因素进行全面的分析,从中获得最佳的优化方式,为整体建筑结构优化奠定坚实的基础。例如结合对建筑墙体保温板与墙体受压能力的分析,通过构建相应模型进行全面的数据分析,从而推动建筑结构的优化得到有效实现。 (二)制定科学合理的建筑结构优化设计方案 在数据模型运行阶段,通过对房屋建筑的模型相关条件进行处理分析,在有效保证建筑结构在实际实施中功能性得到良好的发挥的基础之上,通常对线性分析加以应用,做好线性条件的检验,通过对数学模型中的函数进行变置转化应用,以此为依据,实现建筑结构优化设计的实施方案制定,有效提升建筑结构优化设计的可实施性及可操作性,保证建筑结构设计优化得到全面有效的落实。 (三)综合应用分析建筑程序 通过利用现代测量技术与建筑结构设计相结合,进一步将抽象的数据资源转化为房屋建筑中的实际执行操作,确保建筑结构在优化后,发挥出应有的作用价值。例如在房屋墙体设计上应用建筑结构设计优化方法,以墙体建设各种因素为依据,全面分析外墙和内墙建设实施,最终形成专门针对于建筑中墙体施工实际方案,发挥建筑结构设计优化方法的引导作用,提升建筑结构优化设计水平与质量。 三、建筑结构设计优化应用,以装配式工艺为例 在建筑结构设计建造方面,相对于传统的现浇施工工艺,装配式建筑工艺作为新型建筑工业化应用典范,其在建筑结构设计方面主张在信息技术的支持下,实现对建筑结构的预制化生产、装配化施工的生产方式,以设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征,通过对建筑结构设计、生产、施工等整个产业链进行整合,从而有效实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的建筑生产方式。以成都建工工业化建筑有限公司青白江生产基地办公楼建设施工为例,该建筑便是采用全装配式混凝土结构,其中主要的建筑结构如梁柱、板墙等均为预制,并且按照三星级绿色建筑标准进行设计、施工和运营,是四川省第一座全装配式的混凝土结构建筑,预制率接近100%。在完全达到传统建筑的防震、安全、耐用要求同时,还具有省时、省工、省钱、无污水、无噪声、无粉尘等优点。 在具体的装配式工艺应用中,某幼儿园建设项目作出了良好的示范,该建设项目外墙结构采用的瓷砖反打工艺。具体来说,即是将建筑外墙用饰面石材在工厂事先打到混凝土里,形成一体的建筑预制构件,这种工艺对于建筑结构起到了良好的优化作用,使得建筑结构表面更加平整,附着也非常牢固,更为重要的是,其有效提升了整体建筑装配的施工效率。通过运用该工艺,可以有效避免出现目前存在的外墙砖脱落和空鼓现象,提升了建筑外墙结构的品质及质量,对于工期缩短也有着较为积极的影响意义,但如果造型特殊,规模量小,相应单方造价就会比传统工艺要高。 建筑结构优化设计不仅包含建筑自身结构的设计与优化,还需要立足于整个建筑施工过程,并且同时也涉及了建筑工程建造过程中的方方面面。据相关数据统计,我国的年建筑量已经达到20亿平方米以上,而在建筑施工总量中,作为施工必备条件的建筑工程临时设施,如道路、围墙等,尽管在相对量上所占的比例较小,但由于使用多为一次性,因而其绝对量随着建设工程总量的增加而显著增加。这种大量使用一次性临时设施造成了建筑资源的浪费,增加了我国实现节能减排目标的难度。在建筑施工设施优化中,针对于铺装板通过进行设计优化使其具备可拆卸、可重复利用功能,若在房建工程前期的三通一平中加以利用,可以起到良好的环保节约作用。 装配式工艺不仅在结构设计层面能够体现出良好的应用价值发挥,在具体落实应用方面产生的经济、社会效益效果也非常明显。以中石油加油站的扩改工程为例,该工程使得装配式工艺的经济、社会效益价值得到了充分的体现。该工程地处成都市一环路,占地面积

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