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淺析房屋建筑設計中結構設計優化的應用

職稱驛站所屬分類:建筑設計論文發布時間:2019-04-29 10:05:22瀏覽:1

 進行房屋建筑設計時,對相關的結構進行優化設計十分有必要,其可以減少材料的使用,降低施工成本,減少施工工序,優化施工流程,縮短施工周期,而且提高建筑結構的整體的性能,保證建筑中人們的安全

   進行房屋建筑設計時,對相關的結構進行優化設計十分有必要,其可以減少材料的使用,降低施工成本,減少施工工序,優化施工流程,縮短施工周期,而且提高建筑結構的整體的性能,保證建筑中人們的安全,提高建筑安全系數。下面就結合實際工程案例,分析具體的優化措施,希望給有關人士一些借鑒。

河北建筑工程學院學報

  《河北建筑工程學院學報》(季刊)創刊于1984年,是河北建筑工程學院主辦的以建筑工程技術為主的綜合性學術期刊(季刊,國內外公開發行)。本刊以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”的重要思想為指導,繁榮科技文化,培養科技人才,促進科學技術向生產力轉化,為社會主義建設服務,為學校教學與科研服務。

  引言

  對建筑結構進行優化設計,可以把經濟實用型以及美觀性結合起來,符合人們對現代房屋居住的審美和質量要求,同時還提升了人們的文化素養。除此之外,通過對其結構分部的優化設計,能節約大量的施工成本,提高建筑材料的利用率,進而在保障質量的前提下,讓企業獲得最大的經濟利益。

  1.房屋建筑設計中結構設計優化存在的問題分析

  1.1房屋建筑選址出現的問題。進行房屋建筑設計中,建筑物的選址非常重要,如果選擇建設地基土質為軟土,或者地下水位較高,水文環境不適合,將會給以后的施工設計帶來很多問題,為了縮短施工周期,提高施工質量,必須重視房屋的選址工作。但是對當前選址工作的調查分析,選址不合理,缺乏科學性,導致建筑工程安全系數低,不利于整個工程項目的建設。

  1-2整個建筑結構沒有合理的均衡性。進行房屋建筑結構設計中,整體布局非常重要,先考慮所在街道的寬度和長度,以及周圍其他建設的標準,再考慮建筑自身的設計情況,為了保證設計的合理性,裙房和主體建筑尺度空間必須控制均衡,除此之外,建筑坐標要和城市街道布局相互適應,避免建筑位置突兀,影響整體的美觀性。將建筑、街道、環境等相互融合和協調,確保交通出行方便。

  1.3分析圖紙設計中存在的問題。進行圖紙設計中,要考慮施工步驟情況,如果圖紙設計不合理,將會影響建筑工程的整體質量,但是很多設計單位忽視圖紙的設計,設計態度不端正,設計的圖紙不嚴謹,在尺寸方面存在較大出入,對各層結構進行設計時使用不標準圖集,不清楚各層具體的墻、柱、梁的結構,因此影響房屋的整體設計工作。

  2.案例分析

  2.1工程概況分析。某房屋建筑工程為6層,總面積為6375平方米,長56.2米,寬16.2米,房屋的開間是4.8米,走廊寬度是2.4米,高度為3.6米,基礎持力層設置為粉砂層,凍土深度在1米,地下水的水位在4米左右,要求抗震要求在8度,通過對整體建筑要求的分析,在結構設計中要進行建筑結構優化。

  2.2前期工作的優化工作。進行結構優化時要先建立房屋建筑安全監管體系,確保建筑工程質量,強化監督力度,在此基礎上,靈活運用,對工程重點內容進行勘察,這樣就可以建立起監管范圍廣、高水平的質量安全監管體系。做好結構優化的前期準備工作,確保進行結構優化安全進行。

  2.3構建房屋建筑優化模型。第一點,合理選擇設計變量,可以將主要的影響參數作為變量,例如結構的造價、損失的期望等,對有關的參數進行約束,例如結構的可靠度等。在此基礎上,還可以將一些局部相關參數列入其中,可以使用預定參數表示,能夠減少計算量、編制程序的工作量、設計量等。對目標函數進行確定,優化建筑結構中,選擇符合要求的截面幾何尺寸、失效概率函數、鋼筋截面積等,有效對工程造價進行優化。

  2.4對房屋實施分步優化。在該工程結構設計中,為了優化施工流程,提高施工質量,可以對基礎拉梁進行優化設計,該房屋建筑的高度為18.2米,工程制定的抗震強度是8級,為了達到良好的抗震效果,可以將基礎設計成短柱形式,將兩端距離中心十分之一位置作為拉梁的高度,如果建筑的結構很低,設置鋼筋利用率為最小,同時為了保證拉梁抗震結構、正負彎矩相互均衡,必須將基礎拉梁設計最大。還可以優化房屋的基礎載荷,該房屋建筑只有6層,抗震能力測驗基本沒有這個必要,因此只需要優化風載荷即可化。可以優化鋼筋混凝土結構的框架,一般使用推測法進行優化。建筑截面使用有限單元格方式,需要分析所有結構的具體受力情況,再對結構的受力情況進行分解,對框架中的每一個構件都做好結構的優化設計,再通過計算公式,計算并模擬出其最優的結構設計。有必要優化建筑結構的計算周期,選擇的墻體是輕質墻體,想要提高最終的建筑質量,設計中其年限和使用年限一定要相同,這樣既保證了質量,又節約了資源。優化計算時可以將建筑結構計算周期乘以折減系數,折減系數在0.7~0.8范圍,進而計算折減情況。

  2.5對房屋上部結構進行優化設計。優化過程必須設計好剪力墻,剪力墻一定要均勻,質量過關,這樣樓層的結構重心和平面剛度才能有效重合,同時可以減少上層結構所承受的風荷載,還能有效避免發生地震時對上層結構造成扭轉。對于這一建筑而言,為了提高其質量,可以設計剪力墻為大開間,在此基礎上增加剪力墻的肢長,這樣在一定程度上縮減了剪力墻的數量,還保證剛度符合國家標準規定,有效降低混凝土的用料,節約施工成本。在剪力墻施工中需要使用大量的鋼筋材料,對上部建筑設計為大開間之后,可以很好的減少使用鋼筋的量,優化企業的經濟利益。

  3.總結

  通過以上對房屋建筑設計中結構設計優化的應用分析,發現在結構優化之前,先選擇好設計變量,然后確定目標函數,確定約束條件,設定好優化設計方案等,優化中做好整體性的優化,再進行細致分析,進行分步優化,達到優化的目的,尤其要重視對上部結構的優化設計,其對整個建筑的安全性有很大影響,希望引起設計人員的重視。

《淺析房屋建筑設計中結構設計優化的應用》

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文章名稱:淺析房屋建筑設計中結構設計優化的應用

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