浅谈如何优化建筑结构设计
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试论建筑框架结构设计问题与优化策略建筑框架结构设计是建筑工程设计中的重要环节,旨在为建筑物提供稳定的支撑和承载能力。
框架结构设计问题的主要目标是在满足结构稳定性要求的前提下,尽可能减少结构材料的使用量和成本,同时保证结构的安全性和可靠性。
在设计过程中,需要考虑诸多因素,如结构类型、荷载情况、地质条件等,并采用相应的优化策略来得到最优的结构设计方案。
建筑框架结构设计问题常常可以转化为一个优化问题,即在给定的约束条件下,寻求一个最优的设计方案。
常见的优化策略有以下几种:1. 理论优化方法:通过应用力学基础理论和建筑结构设计原理,分析结构受力状态,并采用数学模型建立优化目标函数和约束条件,通过数学方法求解得到最优解。
常用的方法有线性规划、非线性规划、整数规划等。
2. 图形优化方法:通过在二维或三维平面上绘制结构形状,利用图形处理软件进行优化,比较不同设计方案的性能指标,选择最佳方案。
3. 模拟优化方法:通过模拟物理过程或现象来求解优化问题,如模拟退火算法、遗传算法等。
模拟退火算法通过模拟固体物质的退火过程,寻找全局最优解;遗传算法模拟生物进化过程中的遗传、变异和选择机制,通过迭代寻找优化解。
4. 参数优化方法:通过调整设计参数,使结构的性能指标得到最优化。
在钢结构设计中,可以通过改变钢材的规格、数量等参数,来达到最小的重量或成本。
5. 综合优化方法:综合以上不同的优化策略,结合实际问题的特点和限制条件,采用多种方法相结合的方式进行优化,得到最佳的设计方案。
在进行框架结构设计优化时,需要综合考虑结构的稳定性、可靠性、经济性和施工可行性等因素,同时应根据具体项目的要求和环境条件来选择合适的优化策略。
也需要借助计算机辅助设计软件和先进的模拟工具,对设计方案进行模拟分析和评估,以验证设计方案的合理性和优越性。
建筑框架结构设计问题与优化策略密不可分。
通过合理选择优化策略和采用先进的设计工具,可以得到满足结构要求且经济高效的设计方案,为建筑物的安全和可靠性提供保障。
建筑工程设计优化方案一、前言建筑工程设计是一个复杂的过程,需要考虑诸多因素,如结构、功能、美学、安全等。
在建筑工程设计中,优化方案是非常重要的一环,它能够实现资源的最大利用,提高建筑的性能,降低成本,增强建筑的环境适应性等。
因此,本文将从结构、功能、美学、安全等方面分析建筑工程设计的优化方案,以期为建筑设计师提供一些有益的参考。
二、结构优化1.采用新型结构材料为了提高建筑的质量和稳定性,设计师可以考虑采用新型结构材料,如玻璃纤维增强混凝土、钢筋混凝土等。
这些新型结构材料具有很好的抗压性能和耐久性,可以大幅度提高建筑的安全性和使用寿命。
2.采用轻型结构轻型结构可以有效减少建筑的自重,从而减小地基承载压力、降低建筑成本。
设计师可以考虑采用轻型钢结构、轻质砖混结构等,以实现建筑结构的优化设计。
3.采用抗震设计在地震频繁的地区,抗震设计尤为重要。
设计师可以采用双向承载结构、剪力墙结构等抗震结构形式,增加建筑的抗震性能,提高建筑的安全系数。
4.考虑结构的可持续性在建筑结构设计过程中,设计师应该考虑到建筑的可持续性,采用可再生材料、减少能耗等措施,以实现结构的可持续发展。
三、功能优化1.灵活的空间设计在建筑空间设计中,设计师应该注重灵活性,以满足不同使用需求。
可以采用可拆卸隔断、活动墙等措施,实现空间的快速转换,提高空间的利用率。
2.优化通风与采光良好的通风与采光能够提高建筑的舒适度,减少能耗。
设计师可以设置多个通风口和天窗,引入更多的自然光,实现通风与采光的优化设计。
3.实现节能减排设计师可以考虑采用太阳能、地源热泵等节能技术,减少建筑的能耗,降低碳排放。
4.完善的设施设备设计设计师应当注重建筑设施设备的设计,包括给排水系统、空调系统、弱电系统等,以提高建筑设施设备的效率和稳定性。
四、美学优化1.注重建筑形式与外观建筑的形式与外观是其面向社会的形象,设计师应当注重建筑的外观设计,使之符合当地文化特色,形成独特的建筑风格。
房屋建筑结构设计中优化技术探讨1. 引言1.1 背景介绍房屋建筑结构设计在建筑行业中占据着重要地位,其质量和稳定性直接影响到建筑物的安全性和使用寿命。
随着科技的不断进步和建筑需求的不断增加,人们对房屋建筑结构设计优化的需求也日益增加。
传统的房屋建筑结构设计虽然经过长期的实践积累和总结,但仍存在一些问题,比如结构设计复杂、材料利用率低、施工周期长等。
如何通过优化技术来提高房屋建筑结构设计的效率和性能,已成为当前建筑领域研究的热点之一。
通过引入先进的技术和方法,可以对房屋建筑结构设计进行优化,提高其稳定性和安全性。
优化技术的应用还可以减少建筑材料的使用量、降低施工成本,实现绿色建筑的理念。
本文将深入探讨房屋建筑结构设计中的优化技术,分析其应用原则和方法,探讨技术发展趋势,并通过实例分析的方式展示优化技术在实际工程中的应用效果。
希望通过这些研究,能够为今后房屋建筑结构设计领域的发展提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究目的房屋建筑结构设计中优化技术的研究目的主要是为了提高建筑结构的稳定性、安全性和经济性,同时尽可能减少材料的使用量和建造成本。
通过深入研究优化技术在房屋建筑结构设计中的应用,我们可以更好地理解各种结构设计原则,并探索如何运用优化技术来达到最佳设计效果。
通过研究不同的结构优化方法和技术发展趋势,我们可以为未来房屋建筑结构设计提供更加科学和高效的解决方案。
通过实例分析不同建筑项目中优化技术的应用,可以帮助我们更好地了解优化技术在实际工程中的运用效果和优势。
本研究的目的是为了全面探讨房屋建筑结构设计中优化技术的价值和意义,以期为相关领域的研究和应用提供一定的参考和启示。
1.3 研究方法研究方法是本文的重要部分,是对研究目的的具体实现。
在本研究中,我们将采取多种方法来探讨房屋建筑结构设计中的优化技术。
我们将进行文献综述,深入了解当前关于房屋建筑结构设计优化技术的最新研究成果和应用情况。
通过文献综述,我们可以系统地了解各种设计原则、优化技术的应用情况、结构优化方法的特点以及技术发展趋势。
建筑结构设计的优化方法及应用分析
随着建筑工程技术的不断发展,建筑结构设计正变得越来越重要。
而建筑结构设计的优化可以有效地提高建筑物的性能,并减少其成本。
本文将介绍一些常用的建筑结构设计优化方法,并分析其应用。
1. 最小重量优化方法
最小重量优化方法是建筑结构设计中最常见的一种优化方法。
其基本原理是通过改变结构的某些参数,使得结构在承受载荷的重量最小。
最小重量优化方法可以应用于各种建筑结构,如楼板、框架、柱子等。
该方法的主要优点是简单易行,且能够显著减少结构的重量,降低建筑成本。
2. 最小挠度优化方法
最小挠度优化方法是在满足一定约束条件的前提下,使结构的挠度最小。
挠度是建筑结构的一个重要性能指标,能够反映结构的刚度和稳定性。
通过优化设计,可以减小结构的挠度,提高其刚度和稳定性。
最小挠度优化方法在高层建筑的设计中得到广泛应用,能够有效避免结构的振动问题。
4. 多目标优化方法
多目标优化方法是指在优化设计时,同时考虑多个目标函数。
通过权衡不同目标之间的关系,可以得到一个全局最优解。
多目标优化方法在建筑结构设计中的应用非常广泛,能够在不同的设计要求之间进行平衡,提高结构的综合性能。
建筑结构设计的优化方法包括最小重量优化方法、最小挠度优化方法、最小成本优化方法和多目标优化方法。
这些方法在建筑结构设计中得到了广泛应用,能够提高建筑物的性能,并降低其成本。
优化设计不仅需要考虑结构的性能和经济性,还需要考虑结构的施工可行性、可维护性和环境友好性等因素。
在实际工程中,应根据具体情况选择合适的优化方法,并兼顾各种设计要求。
建筑结构设计优化方法及应用解析建筑结构设计是建筑设计的重要组成部分,对于建筑物的安全、稳定性、经济性、美观度等方面都有着重要的影响。
而建筑结构设计优化则是在满足建筑使用功能、安全稳定等基本要求的前提下,利用最少的材料、最优的结构形式、最佳的结构参数来满足建筑物的使用效果和经济效益。
1. 结构材料优化:选择合适的材料是建筑结构设计优化的重要环节之一。
根据建筑物所处的环境条件、建筑物的使用性质以及结构本身的受力特点等因素,选用适合的材料,例如在高寒地区建筑物可以选用保温性好的聚苯板材,而在热带地区则可以选用透气性好的石材等。
2. 结构形式优化:结构形式是建筑物的骨架,根据不同的建筑用途,可以选择不同的结构形式。
例如,多层住宅可以选用框架结构或剪力墙结构,而高层大楼可以选用框架-筒状结构或框架-承重墙结构等。
3. 结构参数优化:结构参数是建筑结构设计的重要组成部分,包括结构的形状、尺寸、比例等。
优化结构参数可以提高结构的强度、刚度、稳定性和使用寿命等,同时还可以减少材料的使用量和工程造价。
1. 节能建筑:在当前提倡低碳环保的大环境下,建筑节能已成为建筑设计的重点之一。
在建筑结构设计时,通过选用适合的材料、采用节能结构形式和控制结构尺寸等方式,可以大大减少建筑能源的消耗,实现建筑节能的目标。
2. 桥梁设计:桥梁是建筑结构设计的重要领域之一。
在桥梁设计中,应根据桥梁所处的地形、气候、交通量等因素来选择合适的结构形式、材料和结构参数等,以提高桥梁的稳定性和承载能力。
3. 建筑抗震:建筑结构抗震是建筑设计的重要组成部分,在设计过程中应根据建筑物所处的地震地区、建筑物的地震烈度、结构的受力状态等因素来选择合适的结构形式和材料,以保证建筑物在地震中的稳定性和安全性。
综上所述,建筑结构设计优化是提高建筑物稳定性,减少造价、实现节能环保的有效手段,应在建筑设计中得到应用。
浅谈经济合理的建筑结构优化设计方案一、引言随着社会经济的发展以及基础设施建设的需要,建筑领域呈现出高速发展的态势。
就目前建筑结构设计的实际情况而言,通常由于各种原因会导致设计方案不能实现,从而造成大量的资源浪费,并且也会影响建筑行业的发展。
因此在建筑工程中,为了提高建筑工程的效率和质量,必须对建筑结构设计进行深入的研究,并制定出科学合理的设计方案。
本文从建筑结构设计的基本原则出发,以某工程项目为实例,对结构优化设计方法进行了深入研究探讨,并制定出了合理的建筑结构设计优化方案。
二、项目简介1.1 某项目由5栋25与8栋18层高层住宅、沿街商业、配套用房及一层地下车库组成;建筑面积约227189.61m2。
地下室车库部分采用竹节桩基础,塔楼内部分采用灌注桩基础。
高层住宅建筑物采用钢筋混凝土剪力墙结构,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度6度,地震加速度0.05g,设计地震分组为第一组,场地类别Ⅲ类,基本风压取值0.45kN/m2(50年一遇),地面粗糙度类别为C 类,设计使用年限50年,工程抗震等级为剪力墙:四级;框架:四级。
1.2 在工程建筑方案完成以后,建设方针对结构方案提出了十分严格具体的经济限额指标:三、地下室的优化措施3.1 地下室柱网采用8.1m×(2×5.7m+6.6m);地下室层高人防区为:3300mm=2200(净高)+700(设备)+400(板厚);非人防区为:3200mm=2200(净高)+700(设备)+300(板厚)。
3.2 顶板结构布置:主楼及周边1~2跨采用梁板式结构,主楼周边1~2跨沿长向布置一道次梁;周边商业柱子在顶板上采用梁抬柱;其余为无梁楼盖,无梁楼盖的板底和梁板式的梁底齐平。
3.3 顶板梁配筋:1>塔楼内构造梁箍筋采用6的钢筋,地下室的框架梁,四级抗震的框架梁箍筋间距可以按8d、hd/4、150的较大值,没采用支座箍筋间距100的习惯做法;2>梁面拉通筋,对于跨度较为大的梁采用支座负筋作为通长筋会比较浪费;框架梁通长钢筋采用搭接的最小跨度,即大于下面的跨度用直径14贯通筋较为经济:负筋为直径25,贯通筋直径14,最小经济跨度为1.2m,负筋为直径22,贯通筋直径14,最小经济跨度为2.9m,负筋为直径20,贯通筋直径14,最小经济跨度为4.1m,负筋为直径18,贯通筋直径14,最小经济跨度为6.5m。
建筑结构设计的优化方法及应用分析一、引言建筑结构设计是指按照建筑物的功能、使用寿命、经济效益和安全要求,对建筑结构的形式、尺寸、材料和连接方式等进行技术规划和设计。
随着科技的不断发展和人们对建筑品质的不断追求,建筑结构设计也越来越受到重视。
在建筑结构设计过程中,如何优化设计方法、提高设计效率和确保设计质量成为了工程师们需要解决的重要问题。
本文将对建筑结构设计的优化方法进行分析,并探讨其在实际应用中的意义和作用。
二、建筑结构设计的优化方法1. 多目标优化方法在建筑结构设计中通常存在多个设计目标,如结构的安全性、经济性和环境友好性等。
多目标优化方法通过建立多个设计目标的数学模型,并运用多目标优化算法进行求解,找到多个设计目标之间的最佳平衡点。
这种方法可以有效提高设计的综合效益,是当前建筑结构设计中比较常用的优化方法之一。
2. 参数化设计方法参数化设计方法是指通过建立参数化模型,将建筑结构的形式、尺寸、材料等设计参数与设计目标进行耦合,通过对设计参数进行调整和优化,来实现对建筑结构设计的优化。
参数化设计方法借助计算机辅助设计软件,可以实现对大量设计方案的自动化生成和快速比较,具有较高的设计效率和灵活性。
智能优化方法是指基于人工智能技术的优化方法,如遗传算法、粒子群算法、人工神经网络等。
这些智能优化方法具有一定的优化搜索能力和全局寻优能力,能够克服传统优化方法在高维空间中搜索效率低、易陷入局部最优等问题,对于复杂的建筑结构设计问题具有很好的适用性。
1. 提高设计效率传统的建筑结构设计方法主要依靠设计师的经验和直觉,设计过程比较复杂和耗时。
而采用优化方法可以通过数学模型和计算机算法,实现对设计参数的自动化调整和优化,提高了设计的效率和精度,减少了设计周期和人力成本。
采用优化方法可以充分考虑到结构的多个设计目标,找到最优的设计方案,提高了结构在安全性、稳定性、经济性等方面的综合性能,确保了设计质量和可靠性。
建筑工程中的结构设计优化技巧在建筑工程中,结构设计是至关重要的一环。
一个好的结构设计可以保证建筑物的稳定性和安全性,同时还能节约材料、提高施工效率。
本文将介绍几种建筑工程中常用的结构设计优化技巧,帮助工程师们在实际项目中提高设计水平和效果。
一、合理选材在进行结构设计时,选材是至关重要的一步。
合理选材可以减少材料的使用量,提高整体结构的稳定性。
首先,根据具体的项目需求和使用环境,选择合适的材料,比如钢材、混凝土等。
其次,在选材时要考虑材料的强度、耐久性和成本等方面的因素,以达到经济高效的设计效果。
二、合理布局结构设计中的布局也是一个关键步骤。
合理布局可以使结构的受力分布更加均匀,提高整体的稳定性和安全性。
在进行布局设计时,需要考虑建筑物的功能需求、结构形式和空间限制等因素。
同时,根据结构设计的要求,采取适当的布置方式,比如对称布局、平面布置等,以满足结构强度和美观性的要求。
三、优化设计优化设计是提高结构设计效果的重要手段。
通过对结构系统的深入分析和计算,找出结构中存在的问题和改进空间,从而实现结构设计的优化。
例如,通过减少结构的自重,优化梁柱的截面形状和尺寸,以提高结构的抗震性能和使用效果。
同时,还可以采用多种分析方法和工具,如有限元分析等,辅助进行结构设计的优化。
四、减少破坏弱点在结构设计中,要尽量减少破坏弱点的存在。
弱点是指结构中易受外力破坏的部位,如节点、连接点等。
为了减少破坏弱点的发生,可以采取一些措施,如增加材料的厚度、加强节点的连接方式等。
此外,还可以通过优化结构的形状和尺寸,使得结构的受力更加均匀和稳定,以增强整体结构的抗压能力。
五、注重施工工艺结构设计的优化还需要注重施工工艺。
合理的施工工艺可以保证结构的质量和安全,减少施工中的问题和风险。
比如,采用先进的施工设备和技术,进行精确的测量和校准,以确保结构的准确度和稳定性。
同时,还要注意施工过程中的监测和验收,及时发现和解决可能存在的问题,确保结构设计的有效实施。
结构优化设计说明结构优化设计是指在建筑设计中,通过对建筑物结构形式、材料和组合方式等方面的优化,达到提高建筑的性能、减少材料消耗、提高施工效率等目标。
本文将从结构形式优化、材料选择和组合方式优化三个方面展开,详细说明结构优化设计的相关内容。
首先是结构形式的优化。
在建筑结构设计中,结构形式的选择对于建筑物的稳定性、安全性和美观性有着重要的影响。
因此,在结构形式的选择上,应综合考虑建筑物的使用功能、技术要求、经济效益等因素。
如在高层建筑中,采用框架结构可以提高其抗震性能和整体稳定性;在大跨度建筑中,采用空间桁架结构可以提高建筑物的空间利用率和结构强度;在地下工程中,采用明挖法施工可以减少地表震动对土体的影响等。
因此,在结构形式的选择上,需要进行全面的技术经济分析,以实现最佳的结构形式优化。
其次是材料选择的优化。
材料是建筑物结构的基础,材料的质量和性能直接影响着建筑物的耐久性、安全性和经济性。
因此,在材料选择上,应综合考虑材料的强度、耐久性、施工性能和经济性等因素。
例如,在抗震设计中,应选择高强度、低开裂性的混凝土和钢材;在节能设计中,应选择隔热性能好的保温材料以减少能耗。
此外,还可以考虑使用新型材料,如高性能混凝土、纤维增强复合材料等,以提高建筑物的性能和减少施工工期。
因此,在材料选择上,需要综合考虑建筑物的功能要求和技术要求,以实现最佳的材料选择优化。
最后是组合方式的优化。
在建筑结构设计中,通过不同结构组合的方式,可以达到优化结构的目的。
例如,在高层建筑中,可以采用核心筒-框架结构组合方式,核心筒负责承受垂直荷载,框架结构负责抵抗水平荷载;在大跨度建筑中,可以采用混合结构组合方式,结合桁架结构和板壳结构优势,提高建筑物的空间利用率和结构强度。
此外,还可以通过预制装配化技术将建筑结构分为多个模块,利用现场组装来提高施工效率。
因此,在结构组合方式的选择上,需要考虑结构性能和施工效率的综合因素,以实现最佳的组合方式优化。
探究建筑结构设计的优化方法及应用建筑结构设计是建筑行业中至关重要的一环,它关乎到建筑的稳固性、安全性和美观性。
为了提高建筑结构的质量和效益,探究建筑结构设计的优化方法及应用至关重要。
本文将重点探讨建筑结构设计的优化方法以及这些方法的应用。
一、建筑结构设计的优化方法1. 结构参数优化结构参数优化是指通过对建筑结构的参数进行调整,来实现结构体系更合理、构件尺寸更经济、材料使用更有效等方面的优化。
在进行结构参数优化时,可以采用传统的试验法或数值模拟法。
传统的试验法主要是对结构的物理实体进行试验,观察结构在承载能力、变形、振动等方面的表现,然后通过试验结果来进行优化设计。
而数值模拟法则是利用计算机软件对结构进行数值模拟分析,通过模拟分析得到结构的工况、应力情况等数据,然后再对结构进行优化设计。
2. 材料选择优化材料选择是影响建筑结构性能的重要因素之一,合理选择材料可以使结构更加稳固、抗震、耐久、节能等。
在材料选择上,需要考虑材料的强度、韧性、稳定性以及成本等因素,结合建筑结构的具体要求来选择最适合的材料。
在材料的使用上还需要注意材料的搭配和组合,以达到最佳的结构设计效果。
3. 结构形式优化结构形式是指建筑结构的布局、形式和构造等方面的设计。
通过对结构形式的优化,可以实现结构更加优美、稳定、经济、高效等目的。
在进行结构形式优化时,可以借鉴传统的结构形式,也可以进行创新设计。
在结构形式的选择上还需要考虑结构的适用性、可行性、可维护性以及对环境的影响等因素。
4. 结构分析优化结构分析是对结构在不同工况下的受力、变形、振动等性能进行分析,通过结构分析可以发现结构存在的问题,并进行相应的优化设计。
在进行结构分析优化时,需要使用先进的分析方法和工具,如有限元分析、模态分析、动力响应分析等。
通过精确的分析可以更准确地找出结构的瓶颈,从而进行有针对性的优化设计。
1. 在建筑结构设计中应用结构参数优化方法通过对建筑结构的参数进行优化设计,可以使结构更加合理、经济、稳定。
浅谈如何优化建筑结构设计
摘要:设计质量直接影响工程周期、成本,是工程建设重要的内容。
本文对如何优化建筑结构设计展开探讨。
关键词:建筑设计;结构;布置;分析
Abstract: The design quality directly affects the project cycle, cost and important elements of construction projects. This article discusses how to optimize the design of building structures.Key words: architectural design; structure; layout; analysis
中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
建筑结构设计,是建筑设计的重要组成部分,它是以建筑设计的要求为基础,根据建筑工程的实际情况,确定建筑物的结构类型和结构体系,同时进行结构分析和评估,然后以分析结果和相关结构设计的规范为依据,进行施工图设计。
1. 结构的总体布置
科学合理的建筑结构设计即需要有合理的结构体系还需要有完美的结构布置。
因为结构布置会影响到建筑设计方案的效果,影响到建筑的安全和功能的使用。
1.1平面布置
平面布置的选择主要是根据建筑工程的实际情况来确定,如果是独立的结构单元,则采用形状较为简单,而且要根据相对应、相协调的原理,刚度和承载力分布要呈现出比较均匀的形状。
此外,根据抗震设计的要求,高层建筑单个的结构单元长度要控制在一定的范围内,不能太长,否则在发生地震时,结构的两端可能会出现反相位的振动,这将会导致建筑被过早地破坏,同时威胁到人们的安全。
1.2竖向布置
为了避免过大的外挑和内收,结构的竖向布置应遵循形体规则、刚度和强度沿高度均匀分布的原则,而在同一层的楼面,要设在统一标高处以防止错层和局部夹层的情况出现。
而在面对高层建筑时,还要注意解决结构刚度和强度发
生变化的情况,对于这种情况,应逐渐变化。
1.3控制结构的侧向变形
建筑的结构一般都要同时承受竖向荷载、水平荷载。
水平荷载会使侧移随结构的高度增加而变大,因此,在水平荷载的作用下,如果建筑高度超出一定的范围后,就会造成结构发生过大侧移和相对的位移,有时甚至会严重地破坏非结构构件,所以,我们要把控制侧向位移作为高层建筑结构设计的重点和难点来解决,一般情况下,要以限制结构的高度和高宽比为控制手段。
1.4缝的设置和构造
建筑结构的总体布置应该要考虑到沉降、温度收缩和形体复杂对结构带来的不利影响。
可以利用沉降缝、伸缩缝或防震缝把结构分成若干个独立单元,以消除沉降差、温度应力和形体复杂对结构的不利影响。
但如果设缝,就会对建筑的使用要求、立面效果、防水处理带来不便。
因此,在设缝上必须要谨慎对待,尽量能从总体布置上或构造上采取其他有效的措施来减少沉降、温度收缩和形体复杂引起的问题。
2. 结构的概念设计
概念设计指的是在结构方案设计过程中,在已有经验的基础上,完成结构体系的选择和布置,实现对结构特性的总体把握,保证把结构在预设的各种作用下的反应控制在预期的范围内。
其主要内容有:结构的选型、结构的平面和竖向布置、结构侧向刚度的控制、温度作用的考虑和对策等。
3.结构分析
结构分析是结构设计的重要内容之一,主要是计算出结构在各种作用下的效应。
分析结果要求能够解释和评估真实结构在预设作用下的效应。
结构分析是否科学合理直接影响到结构的安全性、经济性和实用性。
3.1计算模型
计算模型的确定是结构分析的核心环节,它包括合理选择计算简图和计算理论,这是结构分析的重点和难点。
一般情况下,建立结构分析模型时,都会做一些假定。
如:假定结构材料是均质连续的,这种假设对结构的宏观力学性能不会引起显著的误差,只有主要结构构件参与整体性能的效应。
3.2计算理论
计算理论是建模的重要组成部分。
用于建筑结构分析的计算理论主要有线性理论和非线性理论。
而其中又以线性理论最为成熟,是我国建筑结构分析所普遍采用的一种计算理论,主要用于常用结构的承载力极限状态和正常使用极限
状态的结构分折;非线性又可以分为材料非线性和几何非线性。
材料非线性是指材料、截面或构件的本构关系,如应力—应变关系、弯短—曲率关系或荷载—位移关系等是非线性的。
4.施工图设计
4.1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。
4.2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。
4.3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。
4.4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。
4.5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。
5.构件的优化设计
5.1首先要判断竖向构件的具体情况,对于剪力墙和混凝土框架以及框架-剪力墙结构,最先看的是轴压比,因为轴压比对竖向构件的延性影响最大,轴压比不满足规范相应要求,就应当加大截面或者适当提高混凝土强度等级,也可以采用配附加箍筋的办法。
5.2其次看梁和柱的配筋,梁和柱的配筋应该严格按《抗震规范》或《高规》最大配筋率要求,这也是考虑到延性的要求。
5.3对于剪力墙的配筋,超筋分三种不同的情况:
5.3.1剪力墙的暗柱超筋,剪力墙结构及框架-剪力墙结构中,暗柱相当于框架结构的柱,所以其配筋主要是体积配箍率,应该严格按照《抗震规范》或《高
规》规定数值执行,并考虑相应的抗震构造措施。
5.3.2剪力墙的水平筋超筋,说明墙的抗剪能力不够,应适当调整截面。
第三是剪力墙的连梁超筋,连梁是剪力墙结构中得第一道防线,本身就允许地震来临是先开裂释放一部分地震能量。
6. 质量管理
6.1设计质量直接影响工程周期、成本,是工程建设重要的内容。
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。
正因为如此,设计单位执行ISO9001:2008全面质量管理来保证设计质量是一种行之有效的方法。
6.2根据《建筑工程设计招标投标管理办法》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。
6.3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。
6.4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。
7.结束语
在新的《建筑抗震设计规范》及《高层建筑混凝土结构技术规程》执行后,对结构的性能设计提出了更高的要求,作为建筑设计人员,必须要对建筑结构设计的基本内容有清楚的认识,才能顺利的完成结构设计工作,才能保证设计方案的质量。