关于建筑结构优化设计的探讨
房屋建筑结构优化设计探析
房屋建筑结构优化设计探析摘要:随着我国建筑行业发展规模日益扩大,建筑市场面临着巨大的竞争压力,房屋建筑结构设计优化越来越受到行业内关注。
房屋建筑结构设计的优化是指在保证建筑安全性的前提下,对房屋建筑结构设计中可能遇到的问题进行全面地分析,在满足人们对建筑基本功能需求的同时,最大限度地提高建筑物的经济效益。
关键词:房屋建筑;结构设计;优化措施引言建筑结构设计优化是指在满足结构功能和安全要求的前提下,寻找最优或近似最优的结构方案,使得结构材料用量最少、结构重量最轻、结构刚度最大、结构振动最小、结构造价最低等。
建筑结构设计优化涉及多个学科领域,如数学、力学、计算机科学等,是一个复杂的系统工程。
1房屋建筑结构优化设计的作用优化设计能够显著提高房屋建筑的安全性。
在优化过程中,设计人员会对建筑结构进行深入分析,确保各个部位的静应力、动应力或变位不超过规定的容许值。
此外,优化设计还会考虑元件的截面或厚度尺寸、结构频率以及失稳临界力等因素,确保建筑在各种工况下的稳定性。
优化设计有助于降低房屋建筑的造价。
通过优化结构参数、选用合适的材料和施工方法,可以在满足建筑功能和安全性要求的前提下,降低建筑的重量和成本。
例如,在设计过程中,设计人员可以根据建筑物的实际需求,合理选择钢结构、钢筋混凝土结构等材料,以实现经济效益的最大化。
优化设计可以提高房屋建筑的质量。
通过优化结构设计,建筑物的刚度、抗震性能等指标得到提升,从而提高建筑的整体质量。
此外,优化设计还可以确保施工过程中的安全性和顺利进行,进一步保障工程质量。
优化设计有助于提高房屋建筑的舒适度。
在设计过程中,设计人员会充分考虑建筑物的功能性、通风、采光等因素,以满足居住者的需求。
通过优化建筑结构,可以有效提高室内环境的舒适度,为居住者创造一个宜居的空间。
优化设计有助于实现房屋建筑的可持续发展。
在设计过程中,设计人员会关注建筑物的能耗、环保等方面,力求降低建筑对环境的负面影响。
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 structureoptimization design was discussed, and the reference.keywords: optimization design structure material plan中图分类号:tb482.2文献标识码:a 文章编号:在土地资源日益趋紧的今天,高层建筑有利于节约用地、解决住房紧张、减少市政基础设施和美化城市空间环境。
关于建筑结构设计优化的探讨
传 统 的 建 筑 结 构 设 计 方法 , 其 过程大致如下 : 假 设 一 分 析 一 于 已知 的给 定 参 数 , 通 过相关理论 、 方 法, 找 到 这 样 一 个 设 计 变 校 核 一 重 新 设计 。 即 先根 据 工 程 实 践 经 验 通 过 判 断 假 定 一 个 设 量 , 使 其 既 能 满 足 所 有 约 束 条件 , 又 能 使 目标 函数 取 得 最 小 值 。 计方案和做 法, 用工程力学方法进 行结构分析 , 以检 验 是 否 满足 这里所谓的设计变量, 指 的是 在 设 计 过 程 中 所选 的描 述 结构 规 范规 定 的强 度 、 刚度 、 稳定性、 截 面 规 格 等 方面 的要 求 。如 符 合 特 性 的 量 , 它 们 的 量 值 可 根 据 设计 方案 的不 同取 不 同的 值 。这 些 要求则为可用方案; 同时, 也 可 以通 过对 少 数 几 个 方 案 和 方 法 进 设 计 变 量 所 组 成 的维 向量 可 用 维 空 间 的 一 个 点 来表 示 , 称 为“ 设 行 比较 而 得 出可 用 方 案 ,这 种 设计 方 法 只 能 凭 借 设计 者 的 经 验 计 点” 。在建筑 结构优化设计 中指 的主要是: ① 设计截面 的几 何
设 计 变 量 所 涉 及 的 内 容 可 能 有 很 多 ,但 总 体 可 分 为 连 续 型 和 离 如 拱 的矢 高 ( 1 ) 混凝土 、 钢筋 以及砌 体等经常使用 的建筑 材料费用 占了 散 型两 种 类 型 。前者 在 优 化 过 程 中 的变 化 是 连 续 的 , 而 后 者 的变 化 则 是 跳 跃 性 的 , 如 备 选 的 型 钢 截 面 建筑结构成本 中绝大部分 ,然 而这部分 的成 本大约 占建筑结构 和 节 点 坐 标 等 ; 主 体 的造 价 5 0 %以上 。通 过 对 建 筑 结 构 设计 优 化 , 可 以让 建筑 工 面 积 或钢 筋 直 径 等 。 结 构 优 化 设 计 的 目标 函数 是指 用 来 衡 量 一 个 设 计 的好 坏 , 从 程 的整 体 造 价 缩 减 1 0 3 5 % ,这 对 于 一 项 大 型 的建 筑 工 程 来 讲 , 它是设计变量 的函数 。 这 必 定 是 一 笔 十 分庞 大 的 费 用 , 并基本上不存在任 何的风险 , 同 而 在 不 同 设 计 方 案 之 间 进 行 比较 的 指 标 , 目标 函数 的选取建 立在结构 本身的技术 经济特 性基础 之上 , 目 时 也不 用付 出 很 大 的 工 作 量 ,所 以 结构 优 化 能 够 很 好 的 帮助 建 设 方缩 减 投 资 成 本 , 提 升 了 资金 周 转 率 以及 增 加 了 利 润 , 它 的 经 前应用较多的 目标 函数主要 是结构造价 、结构重量和结构体 积 三种 。 济 价值 是 巨 大 的 。 ( 2 ) 根据统计 , 建 筑 工 程 的质 量 事 故 的 发 生 主 要 的 原 因 是 由 于 建筑 结 构 设计 责任 导 致 的 , 其大 约 占据 4 0 %左 右 的 比例 。因为
房屋建筑结构设计中优化技术探讨
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。
建筑结构优化设计的研究
建筑结构优化设计的研究【摘要】论述了结构优化设计的意义和原则,分析比较了传统优化设计方法和现代优化设计方法的优缺点。
介绍了优化设计的关键技术和常用方法。
【关键词】结构设计;优化;技术建筑结构设计是指在满足约束条件及按预定目标下,对工程结构的设计求出最优化方案的设计方法,就是把各种技术工学的成果汇集并统一在一个建筑物上的表现。
可以说,“结构设计”是结构方案的方法,是把结构应有的状态原原本本地表现在建筑上,实现结构所创作出的美丽的空间调和、跃动感、紧张感,以及出色的居住性能。
在这个结构的优化过程中,高速发展起来的各种各样的技术工学被应用、被统一,建筑的安全性、耐久性、经济性的结构设计在优化过程中得到充分考虑。
一、建筑结构优化设计的原则建筑结构设计不仅仅包括建筑的结构本身,而且包括建筑的经济效益、居住的舒适度及建筑空间的使用率等等。
所以建筑结构设计需要严格按照一定的基本原则。
(1)使不规则建筑平面布置产生规则结构效应的原则。
在建筑结构优化设计的过程中,需要根据不同功能的需求,通过对调节墙柱的布局和墙肢长短,使建筑结构达到经济结构和安全使用的目标。
(2)提高建筑居住舒适度的原则。
建筑居住的舒适度是建筑结构优化设计的出发点和落脚点。
为提高建筑居住舒适度应该从建筑结构、装饰装修、电气安装等各方面进行整体优化设计。
(3)保证建筑结构整体安全度的原则。
建筑结构的安全性主要体现在建筑的抗震设计,其标准已在我国的《建筑抗震设计规范》被提出。
因此需要保证结构设计涉及到的每个部件承载能力的可靠性,最终到达建筑结构安全经济耐久的目标。
(4)针对不同构件采用不同安全系数的结构优化设计的原则。
如果为了确保建筑的整体安全性而不分构件的实际承载能力,对所有构件均给予相同的安全系数,这样反而会导致结构设计的不合理。
可以根据建筑不同部位的承载能力设计其需要的安全系数,达到整体优化的目标。
(5)降低建筑结构造价的原则。
在保证建筑结构整体性能达到指标的前提下,尽量考虑建筑的经济性。
建筑结构设计中的优化策略研究
建筑结构设计中的优化策略研究【摘要】本文主要研究建筑结构设计中的优化策略,通过对建筑结构设计的基本原则和现有优化策略的研究成果进行分析,探讨了优化策略在实际应用中的具体案例。
还介绍了建筑结构设计中的新兴优化策略。
通过总结现有研究成果和案例,为建筑结构设计中的优化策略提供了有效的参考。
结论部分总结了本文的研究成果,同时展望了未来的研究方向。
通过对优化策略的研究和实践案例的报道,为建筑结构设计领域的发展提供了有益的启示,以期为其提供更科学、更有效的优化策略。
【关键词】建筑结构设计、优化策略、研究背景、研究意义、基本原则、研究成果、应用案例、新兴策略、总结、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景建筑结构设计是建筑学中一个重要的领域,它直接关系到建筑物的安全性、稳定性和经济性。
随着社会经济的不断发展,人们对建筑物的要求也越来越高,因此建筑结构设计中的优化策略显得尤为重要。
研究背景部分将从建筑结构设计的发展历程、现状和存在的问题等方面进行探讨,为后续的优化策略研究提供必要的背景知识。
建筑结构设计的基本原则是建筑物的结构必须满足一定的强度、刚度、稳定性和耐久性要求,同时还需要考虑建筑物的使用功能、造价和施工方便等因素。
在这样复杂的背景下,如何通过优化策略来提高建筑结构设计的效率和性能成为当前研究的热点问题。
通过对建筑结构设计中的优化策略进行研究,可以为提高建筑物的安全性、节约材料和成本、降低施工难度和周期等方面提供有效的解决方案。
对建筑结构设计中的优化策略进行深入研究具有重要的理论和实践意义。
1.2 研究意义建筑结构设计中的优化策略研究旨在探索如何通过不断改进和优化设计方案,提高建筑结构的性能、安全性和可持续性,从而满足社会发展和人们对建筑物功能及美学需求的不断提升。
建筑是人类生活的重要组成部分,建筑结构的设计质量直接影响着建筑物的使用寿命、经济性和环境友好性。
研究建筑结构设计中的优化策略具有重要的意义。
优化建筑结构设计可以提高建筑物的安全性和稳定性。
建筑结构设计中的优化策略研究
建筑结构设计中的优化策略研究【摘要】本文探讨了建筑结构设计中的优化策略,包括结构设计优化方法、建筑结构设计参数优化、建筑结构材料优化、建筑结构形式优化和建筑结构施工工艺优化。
通过对这些方面的研究,可以使建筑结构在保证安全性和稳定性的前提下更加高效和经济。
文章总结了建筑结构设计中的优化策略,包括利用先进的建筑设计软件进行参数优化、选择合适的材料和形式、优化施工工艺等。
未来研究可以继续深入探讨建筑结构设计中的优化策略,包括更加智能化和节能化的设计方法,并将现代科技融入到建筑结构设计中,实现更高水平的优化和创新。
建筑结构设计中的优化策略研究对于提高建筑结构设计的效率和质量具有重要意义。
【关键词】建筑结构设计、优化策略、研究背景、研究意义、结构设计优化方法、建筑结构设计参数优化、建筑结构材料优化、建筑结构形式优化、建筑结构施工工艺优化、建筑结构设计中的优化策略总结、未来研究方向、建筑工程、结构设计、材料优化、形式优化、施工工艺。
1. 引言1.1 研究背景建筑结构设计中的优化策略研究旨在通过对建筑结构设计中的优化方法进行研究和探讨,提高建筑结构的性能、经济性和可持续性。
在当前社会发展的背景下,建筑结构设计已经不再只是满足基本的功能需求,更要求结构设计能够兼顾建筑的使用功能、美学要求、安全性和环境友好性。
如何有效地优化建筑结构设计,成为了建筑领域中一个重要的课题。
随着科技的不断进步和建筑工程领域的发展,建筑结构优化设计方法也不断得到完善和提升。
研究人员通过对结构设计参数、材料、形式和施工工艺等方面的优化,致力于寻求更加合理、经济、安全和环保的建筑结构设计方案。
针对建筑结构设计中的优化策略进行深入研究和总结,对于促进建筑领域的发展具有重要意义。
中的内容结束。
1.2 研究意义建筑结构设计中的优化策略研究具有重要的研究意义。
优化设计可以提高建筑结构的性能,包括承载性能、抗震性能、抗风性能等,进而提高建筑的整体安全性和稳定性。
试论建筑框架结构设计问题与优化策略
试论建筑框架结构设计问题与优化策略引言:建筑框架结构设计是建筑工程中的重要环节,它直接影响建筑物的承载能力、稳定性、安全性和经济性。
在建筑框架结构设计过程中,存在一系列问题需要解决,并且需要通过优化策略来改进设计方案。
本文将试论建筑框架结构设计中的问题,并探讨相关的优化策略。
1. 材料选择问题:不同材料具有不同的力学性能和成本,如何选择合适的材料成为一个重要的问题。
还需要考虑材料的可获得性、施工工艺和环境友好性等因素。
2. 结构形式问题:建筑框架结构有多种形式,如刚架、桁架、空心板和悬臂梁等。
选择合适的结构形式可以提高建筑物的承载能力和稳定性,却也增加了设计难度和成本。
3. 结构优化问题:建筑框架结构的优化设计是一个复杂的多目标优化问题。
需要考虑结构的强度、刚度、稳定性、变形和经济性等因素,并且各因素之间存在着矛盾和冲突。
4. 防震设计问题:地震是建筑结构设计面临的一个重要问题。
如何通过合理的结构设计和抗震措施来提高建筑物的抗震能力成为一个关键性的问题。
5. 建筑物功能需求问题:建筑框架结构的设计应该满足建筑物的功能需求,如空间利用率、开放度和灵活性。
如何在保证结构安全性的同时满足建筑物的功能需求也是一个挑战。
二、优化策略2. 拓扑优化:拓扑优化是一种通过改变结构的形状和布局来优化结构的方法。
通过拓扑优化可以获取到一些非传统的结构形态,提高结构的性能,并且可以节约材料和减少结构的重量。
3. 材料优化:材料优化是通过改变结构的材料性能来优化结构的方法。
可以通过选择合适的材料、改变材料的厚度、强度和刚度等参数来提高结构的性能。
5. 集成优化:集成优化是将多种优化策略集成在一起来优化结构的方法。
可以通过结合拓扑优化、材料优化和参数优化等方法来实现结构的综合优化。
结论:建筑框架结构设计是一个复杂的过程,需要解决多个问题并通过优化策略来改进设计方案。
在解决材料选择、结构形式、结构优化、防震设计和功能需求等问题时,可以采用多目标优化、拓扑优化、材料优化、参数优化和集成优化等方法。
建筑结构抗震性的优化设计与分析研究
建筑结构抗震性的优化设计与分析研究随着科技的发展和人们的需求不断提高,建筑结构抗震性的优化设计和分析研究变得越来越重要。
在地震频繁的地区,抗震是一项至关重要的工作,可以保障人们的生命财产安全。
本文将探讨建筑结构抗震性优化设计的关键因素和分析方法。
一、材料的选择与使用建筑结构的抗震性能很大程度上取决于所使用的材料。
钢材、混凝土、木材等材料在抗震性能方面具有各自的特点。
若要进行抗震性能的有效设计,首先需要根据建筑的类型和用途选取合适的材料。
在设计过程中,合理使用高性能材料和先进技术也是提高抗震性能的重要途径。
例如,使用抗震强钢材可以提高结构的耐震性能,利用纤维增强复合材料可以增加结构的延性,同时可以减小结构的自重。
二、结构形式的优化结构形式的优化是提高建筑抗震性的重要手段之一。
多种结构形式具有不同的抗震性能。
传统的框架结构、剪力墙结构以及新兴的核心筒结构等都有着各自的特点。
在进行结构设计时,需要根据地震烈度、建筑高度和结构质量等多种因素综合考虑,选取最适合的结构形式。
此外,合理采用隔离、能量耗散等措施也能提高建筑的抗震能力。
三、抗震设计的分析方法在进行建筑抗震设计时,需要进行大量的结构分析。
常用的分析方法有静力分析、动力分析和非线性动力分析等。
静力分析是一种较为简单的分析方法,可以用于初步评估结构的抗震能力。
动力分析和非线性动力分析更为精确,可以模拟真实的地震波进行分析,得出结构的位移、加速度等参数。
通过这些分析数据,工程师可以得出结构的强度、刚度等重要参数,从而进行抗震设计和优化。
四、地震对建筑的影响地震是建筑抗震性能的重要评价标准。
地震波对建筑的力学响应会导致结构的位移、应力等发生变化。
理解地震对建筑的影响有助于进行抗震设计和分析。
地震波的频率和幅度是影响建筑结构抗震性能的重要因素,地基的土质和地震波的传播路径也会对建筑产生重要影响。
因此,在进行抗震设计时,需要综合考虑地震特性、建筑特性和结构特点等因素,以确保建筑可以在地震中保持完整并降低破坏程度。
建筑结构优化设计探讨
强度等级提高一级( 提高 4%)承载力 提高 3 . 由序号② 3 , 4 %; 6
③ 可 知 : 他 条 件 不 变 , 砼 强 度 等 级 提 高 一 级 ( 高 2 %) 其 将 提 4 ,
承载力 提高 5 ; % 由序号@④ 可知 : 其他条件 不变 , 将截 面高
度增加 1%, 1 承载力将增加 1%; 4 由序号④⑤可知: 其他条件
M . = , Xh 一 aZb (A ≤ s
^
利 用 公 式 ( ) 6 ( )8 , 据 表 2给 出 的 已 知 条 件 , 5 ( )7 ( ) 根 经
过 计 算 , 果 见 表 2 结 。
由表 2序号①② 计算结果可 知 : 他条件 不变 , 钢筋 其 将
() 3
() 4
承受 的最 大 弯 矩 。
1 . 基 本 公 式 .1 2
拄
络
)
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㈤
() 6
() 7 () 8
利 用 公 式 ( )2 ( )4 , 据 表 1给 出 的 已知 条 件 , 1 ( )3 ( ) 根 经 过计算 , 结果 见表 1 。
表 1 单 筋矩 形 截 面 配 筋 设 计
1 . 公 式 适 用条 件 .2 1
已知 截 面 尺 寸 b h 砼 、 筋 强 度 等 级 , 筋 面积 , 截 面 x, 纵 纵 求
() 1 防止 超 筋 破 坏 : X≤专} b。 I 其 中 : 一 相 对界 限受 压 区高 度 。
( ) 止 少 筋破 坏 ; s h 2防 A ≥p 其 中 : 一 p 最小 配 筋 率 。
关 键 词 钢 筋 混 凝 土 : 弯构 件 : 受 承载 力
建筑结构设计中的刚柔结合与结构优化
建筑结构设计中的刚柔结合与结构优化建筑结构设计是建筑工程中至关重要的一环,它不仅要求结构的稳定可靠,还需要兼顾美观与经济性。
在现代建筑设计中,刚柔结合和结构优化成为了设计师们常常思考的问题。
本文将探讨建筑结构设计中的刚柔结合原则以及结构优化的方法。
一、刚柔结合在建筑结构设计中的应用1. 梁柱结构设计中的刚柔结合在建筑的梁柱结构中,刚性梁柱往往用于承载大荷载,确保建筑的稳定性。
而钢筋混凝土梁柱的加入则可以增加柔性,使得结构对于地震荷载的响应更为合理。
因此,在梁柱结构设计中,刚柔结合的原则可以更好地满足建筑的安全性与舒适性需求。
2. 地基处理中的刚柔结合地基是建筑物的基础,直接影响着建筑的稳定性。
刚性的地基处理方法,如加固填土、桩基等,可以有效地解决地基沉降、变形等问题。
而柔性地基处理方法,如挡墙、石垫板等,可以缓解地基沉降对建筑物的影响。
在地基处理中,刚柔结合的原则可以兼顾地基的稳定性和建筑物的整体安全。
3. 建筑外观设计中的刚柔结合建筑外观设计中的刚柔结合是指建筑的外立面设计中使用刚性和柔性元素相结合的方式。
刚性元素,如混凝土墙体、钢结构等,可以赋予建筑稳定的形象。
而柔性元素,如幕墙、玻璃等,可以营造出流线型、柔和的建筑形态。
通过合理运用刚柔结合的原则,建筑外观设计可以满足人们对于美观与舒适的追求。
二、结构优化的方法1. 材料的优化选择在建筑结构设计中,选择适合的材料是进行结构优化的重要一环。
通过研究不同材料的物理力学性能,并考虑材料的经济性、可持续性等因素,可以选择最佳的材料来实现结构的优化设计。
2. 结构形式的优化结构形式的优化是指在保证结构稳定可靠的基础上,通过改变结构的形态来减小结构自重,降低建筑成本。
常见的结构形式优化包括拱形结构、空间网壳结构等,这些形式能够减少结构材料的使用量,提高结构的抗震性能和经济性。
3. 结构施工工艺的优化在进行建筑结构设计时,合理考虑施工工艺对结构造价和工期的影响,可以进一步优化结构设计。
建筑结构设计中的性能设计与优化研究
建筑结构设计中的性能设计与优化研究建筑结构设计是建筑领域中至关重要的一环,它直接关系到建筑物的稳定性、安全性和使用性能。
近年来,随着社会对建筑品质要求的提高,性能设计与优化在建筑结构设计中扮演着越来越重要的角色。
本文将围绕建筑结构设计中的性能设计与优化展开研究,探讨相关理论和方法,并举例说明其在实际工程中的应用和效果。
一、性能设计的概念和原则性能设计是以建筑结构在服役过程中的性能为出发点,侧重于整体的系统工程优化。
性能设计的核心思想是充分发挥材料和结构的优势,以满足建筑物使用者的需求、提高设计的效果。
在性能设计中,需重视以下原则:1.多目标优化:在建筑设计中,不仅要关注结构的力学性能,还要结合其他因素,如景观、生态环境、经济性等,进行多目标优化设计。
2.协同设计:性能设计需要各专业之间的协同工作,将结构设计与建筑设计、机电设计等整合在一起,形成整体化的设计方案。
3.灵活性设计:建筑结构的设计应具备一定的灵活性,以适应不同使用需求和未来的扩展。
二、性能设计与优化的方法和工具性能设计与优化的方法和工具在建筑结构设计中扮演非常重要的角色。
以下是几种常见的方法和工具:1.有限元方法(Finite Element Method, FEM):有限元方法是一种数值计算方法,通过离散化建筑结构,将其分解成有限个小单元,并建立适当的数学模型,可以对结构的力学性能进行研究。
2.基于性能设计的结构拓扑优化:结构拓扑优化方法通过对结构的拓扑形态进行优化,实现结构的最优性能设计。
在此基础上,结合性能指标对结构形态进行进一步优化。
3.参数化设计:参数化设计是利用计算机软件对建筑结构进行建模和分析的方法,通过改变参数的数值,可以快速获得不同设计方案,并进行性能比较和优化。
三、性能设计与优化的实际应用性能设计与优化方法在实际工程中得到了广泛应用。
以某高层建筑结构设计为例,该建筑位于地震多发区,对结构的抗震性能有较高要求。
设计工程师根据地震荷载条件,采用有限元方法进行模拟和分析,优化结构的形态和材料,以提高建筑的抗震性能。
探究建筑结构设计的优化方法及应用
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。
建筑结构优化分析
建筑结构优化分析随着科技的进步和人们对生活品质的追求,建筑结构优化分析成为了建筑设计和工程领域中的重要课题。
通过优化建筑结构,可以提高建筑的稳定性、安全性和经济性,同时也能够减少材料的使用量,降低对环境的影响。
本文将探讨建筑结构优化分析的方法和应用。
一、建筑结构优化的意义建筑结构优化分析对于建筑设计和工程来说具有重要的意义。
首先,优化建筑结构可以提高建筑的稳定性和安全性。
通过分析和优化建筑结构,可以确保建筑在自然灾害和外部力的作用下能够保持稳定,减少人员伤亡和财产损失的风险。
其次,优化建筑结构可以提高建筑的经济性。
通过合理设计和优化结构,可以减少材料的使用量,降低建筑的成本。
同时,优化结构还可以提高建筑的使用寿命,减少维护和修缮的费用,进一步提高经济效益。
最后,优化建筑结构还可以减少对环境的影响。
通过减少材料的使用量和优化结构的设计,可以降低建筑对自然资源的消耗,减少能源的使用,从而减少对环境的负面影响,实现可持续发展。
二、建筑结构优化分析的方法1. 结构模拟和分析建筑结构优化分析的第一步是进行结构模拟和分析。
通过使用计算机软件和数值模拟方法,可以对建筑结构进行力学分析,了解结构的受力情况和变形情况。
同时,还可以模拟不同条件下的结构响应,如地震、风载等,以评估结构的稳定性和安全性。
2. 优化算法和遗传算法建筑结构优化分析的第二步是使用优化算法和遗传算法进行结构优化。
优化算法是一种数学方法,通过调整结构参数和约束条件,寻找最优解。
遗传算法则是一种模拟生物进化的算法,通过模拟自然选择和遗传变异的过程,逐步优化结构。
3. 多目标优化建筑结构优化分析的第三步是进行多目标优化。
建筑结构设计往往涉及多个目标,如结构的稳定性、安全性、经济性等。
通过多目标优化方法,可以在不同目标之间进行平衡,找到最优的设计方案。
三、建筑结构优化分析的应用建筑结构优化分析在实际工程中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用案例:1. 高层建筑结构优化高层建筑由于其自身的高度和复杂的结构,对结构的稳定性和安全性要求较高。
建筑结构设计的可行性与优化研究
建筑结构设计的可行性与优化研究随着城市的不断发展和建设,建筑结构设计成为一个重要的环节。
建筑结构设计的可行性与优化研究在确保建筑结构稳定和安全的基础上,还要兼顾建筑效益和可持续发展。
本文将探讨建筑结构设计的可行性和优化研究的相关内容。
首先,建筑结构设计的可行性研究是保证建筑物正确执行和实施的前提。
可行性研究应从合理性、经济性、技术性等多个方面进行考虑。
合理性指的是建筑结构设计是否符合相关法规和标准。
例如,在建筑物设计过程中,必须遵守相关建筑法规和标准,以确保建筑物在使用过程中的安全性和可靠性。
经济性是指建筑结构设计在成本、资源利用和效益等方面的合理考量。
在建筑物的设计过程中,需要充分考虑施工成本、材料选择和节能性等因素,以达到经济效益的最大化。
技术性要求建筑结构设计要考虑结构的可施工性、可维护性、可操作性等方面,在保证结构性能的同时,为建筑物的使用和维护提供便利。
其次,在建筑结构设计过程中,优化研究起着重要的作用。
优化研究是指通过合理的设计方法,对建筑结构进行全面、系统和科学的优化,以提高结构的效能和效益。
优化研究主要包括结构形式的选择、材料的选择和结构系统的优化等。
在结构形式的选择上,需要根据建筑物的用途和功能,选择合适的结构形式。
例如,在高层建筑设计中,可以选择框架结构、空心板结构或者悬挑结构等。
在材料的选择上,需要综合考虑材料的强度、刚度、耐久性以及可再利用性等因素,选择与建筑物相适应的结构材料。
在结构系统的优化上,可以利用先进的计算机模拟和分析方法,通过数值模拟和结构优化算法,寻求最佳的结构设计方案。
可行性和优化研究在建筑结构设计中是相互关联和相辅相成的。
可行性研究提供基本的限制条件和约束,确保建筑结构的稳定性和安全性。
同时,可行性研究也提供了优化研究的依据和前提。
优化研究则在可行性研究的基础上,进一步对建筑结构进行改进和提升。
通过合理的优化方法,可以降低建造成本,提高建筑物的使用效益和舒适性,并在最大限度上减少资源的消耗和环境的污染。
浅析建筑的结构优化设计
况下 , 以取代钢筋混凝土结构和钢结构 , 可 科技含量也较 高, 对 环境污染也较少, 已广泛应用于冶金 、 造船 、 电力、 交通等部 门的 建筑中,并 以迅猛 的势头进入了桥梁 工程 和高层与超高层建筑 中。在强震 国家 日本, 组合结构 高层建筑发展迅速 , 钢筋混凝土
用前景 。 智能建筑 是建筑 、 装备、 服务和经营 四要素各 自优化、 相 互联系、 全面 综合并达 到最佳组合 , 以获得高效率 、 高功能 与高
舒 适 的建 筑 物 。 能建 筑 是 通 过对 建 筑 物 的 4个 基本 要 素 , 智 即结 构 、 统 、 务 和 管理 , 系 服 以及它 们 之 间 的 内在 联 系 , 以最 优 化 的设 计 , 供 一个 投 资 合 理 又拥 有 高 效 率 的 幽 雅 舒 适 、 利 快 捷 、 提 便 高
间。
2 工程优化设计 理论的发展
() 1 工程 项 目功 能优 化 的发 展 。 经 过 可 行 性 论证 决 定 了工 在
经成熟 。 而非金属配筋、 新型预应力钢棒等混凝土增强材料技术 的不断发展,也为钢筋混凝土材料的重新崛起提供 了有利的条
件。
程项 目的任务、 规模 、 建设地点 、 建设分期等重大 问题之后 , 需 就 要考虑工程建设的总体布局及规划 , 这也是一个重大 的决策 , 直 接影响工程 的社会和经济效益 、运行 的功能和对环境的美学效
关 键 词 : 建 筑 ; 构 设 计 ; 化 设计 高层 结 优
建筑结构设计优化探讨
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住宅优化设计小结: ( 1 ) 住宅标准层剪力墙 间距 以 5  ̄ 7 m较 经济 , 剪力墙尽量布 置在 结构的外围 , 增 强结构抗扭 刚度 , 同时减弱核心 筒的墙体, 减 小周期 比, 从而减小配筋 。短肢剪力墙配筋较高 , 一般尽量避 免, 剪力墙长肢一般控制在 1 7 0 0 , 短肢要满足 3倍墙厚 , 避 免一
1 . 3 酒店 及 办公楼 设计
酒店 为框架 核心 筒结构, 办公楼 为框架剪力墙结构 。住宅 和酒店 的标准层布置平面见 图 2 。
l 结构方案及结构布 置比较
1 . 1 设计 参数
设计± 0 . 0 0 0相 当于绝对 标高 1 7 . 3 0 m,结构 设计使用 年限 5 0年, 建筑结构安全等级为二级, 建筑基础设计等级为 甲级。 抗 震设防烈度为Ⅶ度 , 设计基本地震加速度值 为 0 . 1 0 g , 设计地震 分组 为第 一组 ,场 地建筑类 别为 Ⅱ类 ,场地设 计特征周 期取 0 . 3 5 s , 基本风压为 0 . 6 0 k N / m 2 , 地面粗糙度 为 C类 。
现 在 甲方 对 结 构 设 计 要 求 越 来 越 高 , 结构 安全 , 经 济 合 理 是基本 的, 设 计 合 同 中 往 往 对 结 构 设 计 指 标 如每 平 方 的 钢 筋 含 量及混凝土用量等有严格要求 , 另一方面设计 院有相 当一部分 优秀且经验丰富 的结构设计人员到地产 公司任职 , 反 过来利用 自己的专业 知识和 经验对 设计院结构 设计人 员提出较 高的要 求, 从 结构选型 , 结构 方案 , 设计过程 等进 行成本控制 , 有的甲 方聘请结构优化咨询单位对结构施工 图进行优化 , 往往造 成结 构 设 计人 员大 量 返 工 , 增 加 设计 人 员 的 负担 。 设 计 人 员 面 对 挑 战应 顺 应行 业 趋 势 ,不 断 学 习专 业 知 识 , 提 高 自己, 总结经验 教训 , 在设计前 , 尤其是初设阶段对结 构方 案进 行 比较试算 , 选 择最经济 合理 的结构方案 , 并会 同 甲方及 行业 专家等对 结构方案进行评审 , 争取在施工 图阶段之前 达成 结构 方案 的共 识, 避 免以后大 的返工。结构方案及选型对 结构 成本 影响最大 , 结 构 方 案 一 旦确 定 , 再 通 过 施 工 图 设 计 中构 造 措施 的处理等 , 一般基本 能达到 甲方的设计要求。 下面 结合一个综 合体 的设 计简要介 绍如何 在设计 过程 中 对结构进行优化设计及 成本控制 : 江 门益丞 国际广场是一个大 型城 市综合体 , 该工程总建筑 面积约 3 3 . 2万 mz 。 包括 6栋 3 2层住宅塔楼 ( 高9 9 . 8 m ) 、 1 栋2 3 层酒店 ( 高9 9 . 7 m ) 、 1 栋 1 2层办公楼 ( 高 5 3 . 4 m) 、 4层 商业裙楼 ( 高2 6 . 8 m ) , 局部 5层 、 3层地 下室 , 裙楼屋 面为花 园及泳 池 ; 4 层为影 院、 宴会厅; 2层 、 3 层 为商铺和餐饮; 地下 1 层至 1 层为 家乐福商场和商铺 。首层在 非商业区为小区花园 ; 地 下 2层和 地 下 3层 为 平 时 车 库 , 局部为战时人防 。
浅析建筑结构设计之优化设计
1 建筑 结构 设计 优化 方 法
赏心悦 目的建筑 是建筑 的美 观与结构设计相 互协调密 切配合 的结 果。建筑 结构设计追求: 适用 、 安全、 经济、 美观和便于施工五种效果 , 而 建筑 设计优化 设计技术方法 的应用不但满足 了建筑美观 , 造型优美 的要 求又能使房屋 结构安全 , 经济, 合理 , 为实际意义上的“ 成 经济适 用” 。 房 从建筑 上分析 结构设计优化方法 , 它主要体现在房屋工程分部结构 的优 化 设计和房屋 工程 结构总体 的优化设计量方面。 房 屋工程分部 结构优化设计 包括 : 基础结构方案 的优化设 计, 屋盖 系 统 方 案 的优 化 设 计 . 围护 结 构 方 案 的优 化 设 计 和 结 构 细 部 设 计 的优 化 设计 。对 以上几个 方面的优化设计还包括选型 , 布置, 受力分析 , 造价分 . 析等 内容 , 实施 过程 中, 在 还应该按照一切从实际出发的原则 , 结合具体 23 下 部 地基 基 础 结构 设计 优 化 地基 基础的结构设计优化 首先要选择合适 的方案 ,如果为桩基础, 工程 的实际情 况, 围绕房屋建筑 的综合经济效益的 目标进行结构优化设 尽 计。进 行结构设计 时, 应在满足设计意图后 , 尽量使平面布置规则 , 小 缩 那么要根据现场地质条件选择桩基类 型, 量节 省造价 。桩端持力层对 应多进行 比较 以确定最合适 的方案。 刚度和质量 中心的差异, 这样水平荷载就不会使建筑物有太大 的扭转作 灌注桩桩长 的选择影响很大, 用 。竖直方 向上应避 开使用转换层 , 减少应力集中现象 。
21 0 2年 0 月 1
■ 村 日 爱 晦
园林 、 建筑、 规划与结构设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
浅 析建 筑结构 设计 之优 化设 计
建筑结构设计优化,提高结构设计质量
建筑结构设计优化,提高结构设计质量建筑结构设计是建筑过程中必不可少的部分之一,它直接涉及到建筑物的安全性、经济性和可靠性等方面。
因此,如何优化建筑结构设计,提高建筑结构设计的质量,已经成为当今建筑行业亟待解决的问题之一。
本文将从建筑结构设计的优化与提高结构设计质量两个方面进行探讨。
一、建筑结构设计的优化1. 考虑建筑形态与建筑结构的协调性建筑形态通常是建筑设计的首要考虑因素,在建筑设计的初期,建筑师往往会考虑建筑形态的美观性和契合度等问题。
但是,建筑师在考虑建筑形态的同时,也需要考虑建筑结构的协调性,确保建筑结构与建筑形态相互配合、协调一致。
2. 采用适当的结构材料在建筑结构设计的过程中,采用适当的结构材料能够提高建筑结构的安全性和经济性。
例如,砖混结构在承受压力方面表现出色,而混凝土结构则在受拉方面表现较好。
因此,根据建筑物承受的力的不同,选用适当的材料会使建筑结构更加合理、稳定。
3. 进行结构分析进行结构分析是优化建筑结构设计的重要步骤之一,通过模拟建筑物所承受的力,分析建筑物中各个部分的承受能力,为优化结构设计提供可靠的数据支持。
4. 采用先进的结构设计软件在当今信息化的时代,结构设计软件的应用程度也越来越高。
它们能够帮助设计师更加直观、精准地分析和计算建筑结构,减少设计时间,优化结构设计。
二、提高结构设计质量1. 严谨的计算方法建筑结构设计是一项细致而且复杂的工作,每一步都需要严谨的计算方法,确保每个构件能够承受相应的荷载,不会因设计计算不合理而造成建筑倒塌或损坏的问题。
2. 合理的结构设计在设计建筑结构时,需要根据建筑物的用途、要求和当地气候、地质等实际情况,设计出合理的结构。
例如,如果建筑物是在地震多发地区,需要考虑地震对建筑物损害的影响,设计出抗震的建筑结构。
3. 不断的改进和更新随着建筑行业不断发展,建筑结构设计也需要不断地改进和更新,以适应客户的日益增长的需求和不断出现的新技术。
建筑工程技术毕业论文(精品三篇)
建筑工程技术毕业论文(精品三篇)一、建筑结构优化设计及其应用研究摘要:随着我国经济的快速发展,建筑行业也在不断创新和进步。
建筑结构优化设计作为建筑工程技术的重要组成部分,对于提高建筑物的安全性、舒适性和经济性具有重要意义。
本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行深入研究,通过分析建筑物的功能需求、结构特点和受力情况,提出了一种基于遗传算法的结构优化设计方法。
结果表明,该方法能够有效提高建筑物的结构性能,降低建筑成本,具有较高的应用价值。
关键词:建筑结构优化设计;遗传算法;大型公共建筑;应用研究1. 引言建筑结构优化设计是建筑工程技术领域的一个重要研究方向,涉及到建筑物的安全性、舒适性和经济性等多个方面。
随着计算机技术的不断发展,越来越多的优化算法被应用于建筑结构设计中,如遗传算法、蚁群算法等。
本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行深入研究,旨在提高建筑物的结构性能,降低建筑成本。
2. 建筑结构优化设计方法本文采用基于遗传算法的结构优化设计方法,通过模拟自然界中的生物进化过程,寻找最优解。
具体步骤如下:(1)编码:将设计变量编码为染色体,每个染色体代表一种设计方案。
(2)适应度函数:根据建筑物的功能需求、结构特点和受力情况,定义适应度函数,用于评价各个设计方案的优劣。
(3)选择:根据适应度函数,选择适应度较高的设计方案进行繁殖。
(4)交叉:模拟生物的交叉过程,对选中的设计方案进行交叉操作,新的设计方案。
(5)变异:模拟生物的变异过程,对设计方案进行变异操作,提高种群的多样性。
(6)迭代:重复执行选择、交叉、变异操作,直至满足终止条件。
3. 实例分析以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行实例分析。
通过对比优化前后的结构性能和建筑成本,验证了本文提出的方法的有效性。
结果表明,优化后的建筑物在结构性能方面得到了显著提高,同时降低了建筑成本。
4. 结论本文以某大型公共建筑为例,对其结构优化设计进行了深入研究。
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关于建筑结构优化设计的探讨
发表时间:2016-11-16T13:45:37.293Z 来源:《低碳地产》2016年6月第11期作者:李稼轩
[导读] 合理的选择结构的设计方案不仅能够到达相应的技术要求,还能够减少经济上的消耗。
广州市琶洲投资有限公司广东广州 510308
【摘要】对于建筑结构设计优化来说,其在建筑结构设计中极为重要,因为合理的选择结构的设计方案不仅能够到达相应的技术要求,还能够减少经济上的消耗。
本文主要探讨了建筑结构的优化设计,希望能对建筑结构的安全性、可靠性提供参考和借鉴。
【关键词】建筑结构优化设计
伴随着我国建筑行业的飞速发展,作为其最为重要的附属行业建筑结构设计也得到了空前的跨越。
结构设计在根本上决定了建筑整体的好坏,是体现建筑质量的一种重要的表现手段。
社会经济以及生产力的发展促使人们的生活水平提高,这也使人们对建筑结构设计提出了更高的要求。
1、建筑结构的相关分析
在建筑结构工程中,对其需要采取内力、位移等各方面的计算,在计算时需要从不同的程度进行相关方面的计算,并完善计算方式以取得理想的数据。
当前,对于结构整体分析可进行以下假定:
1.1结构材料
线弹性对建筑结构的内力、位移假定时,一般想象成结构与构件处在弹性工作形势下,根据弹性理论进行研究,但框架梁及连梁等构件需要对局部塑性变形引起的内力重分布进行研究。
对计算地震环境下的建筑结构的薄弱层变形时选择弹塑性分析方法。
1.2刚性楼板
在计算高层建筑的内力与位移过程中通常假定楼板对自身平面内是无限刚性,平面外刚度极小且排除在计算外,当假定是刚性楼板时,在设计过程中就需要运用措施确保楼板平面内的整体刚度。
1.3小变形
在所有方法中是经常运用的基本假定。
但专家们在研究非线性问题(P—Δ效应)后得出了新的结论,通常在顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时,就应该将P—Δ效应考虑在计算内。
1.4计算图形
高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形主要包括了:一维协同分析、二维协同分析、三维空间分析。
2、建筑工程结构设计出现的问题及优化
2.1基础拉梁设计的优化
多层框架房屋基础埋深值大时,为了减速小底层柱的计算长度和底层的位移,可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁,但不宜按构造要求设置,宜按框架梁进行设计,并按规范规定设置箍筋加密区。
但就抗震而言,应采用短柱基础方案。
一般说来,当独立基础埋置不深,由于地基不良或柱子荷载差别较大,根据抗震要求,可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。
基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20~1/30,高度可取柱中心距的1/10~1/15。
构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限,纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力设计值的10%作为拉力或压力来计算,当为构造配筋,要满足最小配筋率。
基础拉梁顶标高通常与基础顶标高相同,当框架底层层高不大或者基础埋置不深时,有时要把基础拉梁设计得比较大,以便用拉梁来平衡柱底弯矩。
2.2框架梁、柱箍筋间距的优化
对不同抗震等级的框架梁,柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。
根据这些规定,工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm。
电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm,并以此为依据计算出加密区箍筋面积,由设计人员根据规范确定箍筋直径和肢数。
但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋,此时可适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。
对于框架柱,当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时,在某些情况下,亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。
因此,我们也应适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。
这里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求,即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。
2.3 独立基础设计荷载取值的优化
钢筋混凝土多层框架房屋多采用柱下独立基础,当地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层时,不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷载相当的多层框架厂房,可不必进行地基和基础的抗震承载力验算。
但这些房屋在基础设计时应考虑风荷载的影响。
因此,在钢筋混凝土多层框架房屋的整体计算分析中,必须输入风荷载,不能因为在地震区高层建筑以外的一般建筑风荷载不起控制作用就不输入;另一种情况是,在设计独立基础时,作用在基础顶面上的外荷载柱脚内力设计值,只取轴力设计值和弯矩设计值,无剪力设计值,或者甚至只取轴力设计值。
以上两种情况都会导致基础设计尺寸偏小,配筋偏少,影响基础和上部结构的安全。
2.4 地下室层数输入的优化
多层框架结构房屋也有设置地下室的。
由于隔墙少,常采用筏板式基础。
在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写。
这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。
同时通过对层间侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等。
当结构表现为竖向不规则时,不仅要验算薄弱层,而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数。
如果在结构总体计算中,总信息填写的地下室层数少于实际输入的层数,弯矩设计值增大系数将会乘错位置,从而在发生地震时,会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。
2.5 框架计算简图的优化
无地下室的钢筋混凝土多层框架房屋,独立基础埋置较深,在-0.30m左右设有基础拉梁时,应将基础拉梁按层1输入。
例如:某项目为3层钢筋混凝土框架结构,丙类建筑,建筑场地为Ⅱ类;层高3.2m,基础埋深1.0m基础高度0.7m,室内外高差0.30m。
在7度地震区该工程框架结构的抗震等级为三级。
设计者按3层框架房屋计算,首层层高取3.5m,即假定框架房屋嵌固在-0.30m处的基础拉梁顶面;基础拉
梁的截面和配筋按构造设计;基础按中心受压计算。
显然,选取这样的计算简图是不妥当的。
当设拉梁层时,一般情况下,要比较底层柱的配筋是由基础顶面处的截面控制还是由基础拉梁顶面处的截面控制。
考虑到地基土的约束作用,对这样的计算简图,在电算过程中,应将基础拉梁按层1输入,基础拉梁输入墙荷,配筋按电算结果设计。
2.6基础拉梁层的计算模型的优化
基础拉梁层无楼板,用TAT或SATWE等电算程序进行框架整体计算时,楼板厚度应取零,并定义弹性节点,用总刚分析方法进行分析计算。
有时虽然楼板厚度取零,也定义弹性节点,但未采用总刚分析,程序分析时自动按刚性楼面假定进行计算,与实际情况不符。
房屋平面不规则,要特别注意这一点。
2.7结构计算中几个重要参数的优化
所有的计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。
通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移比)和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、墙和柱的轴压比、柱底内力设计值、地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值及超筋超限信息等等。
为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是非常重要的,这些参数要按照电算程序软件的有关规定设置,使结构设计更加合理。
结语:
总之,随着高层建筑进一步的发展,满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂且多元化。
通过对建筑工程的结构进行优化设计处理,可以更好的实现建筑结构设计的整体优化,从而达到经济、科学及合理的设计要求。
参考文献:
[1]孙大伟,陶志军.浅析建筑结构中的优化设计与应用[J].科技创新与应用,2012(23).
[2]鄢皓,李卫华.试谈结构设计优化技术在房屋结构设计[J].佳木斯教育学院学报,2012(4).。