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什么是建筑构造优化设计?
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什么是建筑构造优化设计?
导读:构造优化设计是指在给定拘束条件下,按某种目标,如重量最轻、成本最低、
刚度最大等,求出最好的设计方案,曾称为构造最正确设计或构造最优设计,相对于“构造分
析”而言,又称“构造综合”;如以构造的重量最小为目标,则称为最小重量设计。当前,很
多建筑项目因为投资大,建设周期长,所以有效进行构造优化设计,可以相应的减少投资本额,建筑构造优化设计,是实现建筑本体功能与建筑投资成本的要点性手段。
现阶段,跟着市场经济的不停完美,建筑物的经济性能愈来愈遇到重视。所以,用最少
的资料也许最少的造价来建筑出满足规范和使用要求的建筑物,是我们不懈的追求。但同时,
我们要如何来保障建筑物的安全性能呢?所以,构造的优化设计作用就表现出来了!构造优
化设计其实不是简简单单的减少混凝土和钢筋的用量,而是要经过调整各构件刚度之间的比率
关系,充分利用各构件的受力特色,发挥它们各自的优点,使整体构造达到最优。
一、建筑构造优化设计基根源则有哪些?
、功能性原则
建筑工程作为人类基础物质生计环境,建筑构造优化的终极目标就是为了满足人类对物
质生计环境的最大化需求,其构造设计成效将会在很大程度上决定工程建设综合效率。对建
筑构造进行优化设计,除了要满足基础功能外,还需要从雅观性、协调性、酣畅性等角度进
行完美,从更大的方面来满足用户对工程综合性要求。
、安全性原则
建筑作为人类生计的基础生计环境,与人们存在亲近的联系。所以,向来以来人们对其
建设要求都比较高。在社会经济快速发展背景下,一定要对传统建筑构造设计理念与方式进行优化。此中应注意,建筑工程构造设计除了要满足基本使用需求外,还需要满足安全使用要求,即为正常生产生活供给安全的居住环境,提升工程构造建设的综合要求。一味追求建
筑构造的优化设计,忽视决策阶段、设计阶段、建设阶段的安全性,其作为建筑不仅没有任何实质意义,反而会给人类正常生产和生活带来致命的危害。
、环保性原则
建筑工程建设所需资源众多,而在连续发展理下,在进行构造设计时除了要保证功能要
求外,还应做好对资源利用的优化。即选择环保施工资料,并提升构造整体布局的环保性,
将连续发展贯彻究竟。对于建筑资源资料的选择上,要保证其可以满足构造安全性、功能性
与环保性综合要求,而且在实现主体内部构造环保基础上,做好各项废旧资料的办理与应用,
提升工程构造综合设计成效,降低对环境的影响[3]。
、经济性原则
经济性是指经过建筑构造的优化设计,最大化的节约各种资料资源,达到减少建设成本
的目标。对建筑构造进行优化设计时,还应从设计成本长进行解析,控制好构造设计造价,
在满足市场经济条件基础上提升对各项资源的合理配置。需要将经济性原则与环保性原则进行综合解析,选择能耗低类资料,并最大程度上减少各项资料的利用,降低资料投入成本。
其他,经过对构造内部的合理设计,提升对空间的利用效率,在有限的成本范围内,获取更有效的设计方案。
、提升建筑酣畅度原则
一个好的建筑物,应该是从建筑、构造、装修装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气
安装等各专业的优化设计组合,是整体优化设计,假如不过是某个专业设计得好,是不行能
被称作是一个好建筑的,构造设计也不可以例外的;建筑构造设计要能最大程度地满足建筑平
面部署、内部空间高度和建筑立面等使用功能和外形观感的要求,投入使用后,使用户在工
作和生活中感觉很酣畅,使建筑真切成为人人赞叹的好建筑,这才是建筑构造优化设计的出
发点和落脚点。所以,建筑构造的优化设计应包含构造系统的精选、传力门路的科学性、构
件部署的合理性、构件和资料采纳的正确性等内容;应该把尽可能提升建筑投入使用后的酣畅度作为建筑构造优化设计的一条重要基根源则。
、不一样构件采纳不一样安全系数原则
现浇钢筋混凝土楼板的拘束作用,可以在很大程度上提升楼盖梁的承载能力,最高时可
。而现行国内构造计算软件却不可以正确反响现浇楼板的这类拘束作用。所以,按力学计算结果进行构造设计的话,对现浇楼盖梁而言,它的安全系数就偏高了好多。
另一方面,从对出现垮塌事故的工程进行事故原由检查和解析可以得知,因为楼盖或楼
盖梁的问题而以致构造破坏的工程实例很少,除非是构造计算自己有误;从好多震害检查的
工程实例中也可得知,在地震力作用下建筑倒塌的主要原由,也大多是因为墙、柱等竖向构
件第一遇到破坏所致。
在实质的构造设计工作中,若不考虑构件的实质承载能力,对全部构件采纳同样的安全
系数,就会造成建筑构造在安全性和经济性方面的不合理。所以,在构造设计时,对独立构
件、静定构造和竖向构件应采纳较大的安全系数,而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适合
降低,这样办理既可以降低工程造价,又可提升构造的综合安全度。
二、建筑构造优化设计有哪些作用?
、降低总造价
进行构造优化设计中,多层住所和高层住所对比较,层数越多,总建筑面积增大,单位
建筑面积占用的土地面积就越小,节约了用地成本,但建筑层数的增加,建筑总高度也会加大,楼与楼之间的间距也要加大,这时占用的土地节约量就不与建筑层数增添比率同样了。
对于基础部分而言,固然也是各层共用的,但是层数增添,传给基础的荷载将会增大,我们
需要增大基础,这样单位面积的造价有所降低,但是却没有屋盖的成效那样明显。
、提升建筑构造经济性
高层建筑的建设成本成了不得不考虑的重要要素,对应的构造成本更是严格控制。一个
设计人员在保证建筑质量的基础上,采纳合理的计算模型、计算参数、设计荷载、构造措施
及合理的计算指标是达到经济合理含钢量的重要门路,应认真结合规范和详尽工程状况进行
选择,并依照规范和构造看法合理使用计算结果进行设计,必需时采纳手算复核。现笔者以
某高层建筑物工程两种状态下构造计算结果加以比较说明。
三、建筑构造优化设计应注意哪些问题?
构造设计优化设计应用于新项目的先期设计、施工图设计和旧房改造等设计的各个部
分,多种效益都是特别可观的。在模型进行实践以及依照构造设计优化方法过程中,要注意以下几个方面:
1)先期的设计参加。建筑总投资受先期方案的直接影响,所以此刻存在的问题多半
是先期方案阶段构造设计其实不参加进行,建筑师进行设计方案时大多也不考虑构造的可行性
及合理性,而建筑设计的最后结果却直接对构造设计造成影响,某些方案可能会增添构造设
计的难度,并使得建筑总投资提升。假如在方案早期,构造优化设计就能参加进来,那么我
们就能针对不一样的建筑种类,选择合理的构造形式,合理的设计方案,获取一个优异的初步。
2)地基基础构造设计。地基基础的构造设计优化第一就是选择最适合的方案,假如为桩基础,必定得依照施工现场的详尽状况选择桩基种类,节约成本,减少不用要的浪费。对灌注桩的选择影响许多的就是桩端持力层,应多进行比较以确立最适合的方案。
3)细部构造设计优化。看法设计应用于没有详尽数值量化的状况,设计过程中需要
设计人员灵巧运用构造设计优化方法,达到最正确的成效。与宏观掌握相对应,设计过程同时
要注意对于细部构造设计优化,比方现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝,应加设放射筋或划分为矩形板。在做立面设计的时候,外立面上的悬挑板及配筋,满足规范的构造要求即可,达到既安全又经济的目的。
什么是建筑构造优化设计?
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什么是建筑构造优化设计?
四、建筑构造优化设计方法有哪些?
、并行算法
高层建筑构造的主要要素是构造的抵抗水平力的性能。所以,抗侧移性能的强弱成为高
层建筑构造设计的要点要素,且是衡量建筑构造安全性、稳固性能的标准。
在建筑构造中,单位建筑构造面积的构造资猜中,用于担当重力荷载的构造资料用量与
房屋的层数近似成正比率线性关系。其他,用于建筑构造楼顶的构造资料用量几乎是定值,
不随构造的层数变化;但是用于墙、柱等构造构件的资料用量随楼房的层数成线性正比率增
加;而对于抵抗侧向挪动的构造资料用量,与楼房构造层数的二次方的关系增添。
、靠谱度优化法
在非地震灾祸区高层建筑构造的方案选型时,应优先采纳抗风性能比较好的构造系统,
也就是采纳风压体型系数较小的建筑构造系统。比方构造外形呈曲线流线型变化的建筑构造
圆形、椭圆形等,或是构造从下往上逐渐减小的截锥形系统的风压体形系数较小,有益于很
好地抗风。其他,在对构造进行平面部署时,适合采纳构造平面形状和构造刚度分布均匀对
称的构造系统种类,这样可以在很大程度上减小风荷载作用下的扭转效应引起的构造变形和内力的影响。
、高层系统优化法
建筑使用性能的不一样,所以其对内部空间的要求不一样。同时,高层建筑构造使用功能不
同,则其平面部署也发生改变。平时,住所和酒店的客房等宜采纳小空间平面部署方案;办公楼则适合采纳大小空间均有;商场、饭店、展览厅以及工厂厂房等则适合采纳大空间的的平面部署;宴会厅、舞厅则要求构造内部没有柱子的大空间。因为不一样的构造系统可以供给
的内部空间的大小不一样,所以,在建筑构造设计阶段,应该第一依据建筑构造的使用功能,采纳适合的构造种类。
五、建筑构造优化设计措施有哪些?
、增强剪力墙的设计
剪力墙墙肢的试验研究也表示,轴压比超出必定值,很难成为延性剪力墙。影响压弯构
件的延性或信服后变形能力的要素有:截面尺寸、混凝土强度等级、纵向配筋、轴压比、箍
筋量等,其主要要素是轴压比和配箍特色值。联肢墙是经过连梁连接的各墙肢联系而成,从
而增添了墙肢的拘束条件。连梁的刚度增大势必使得构造的地震作用也增大,这样连梁和墙肢分配内力也相应增大,此时一定增大构件的配筋量,明显这一设计结果必然会造成资料的浪费。
、侧重细部优化
1)在侧重整体设计的同时,也应增强构造局部构件的精巧设计。比方现浇板设计中尽量把异形板划分为矩形板,这样既达到合理受力的目的,也防备了拐角裂缝的出现。
2)底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大,此时若采纳冷轧带肋钢筋作为箍
筋,即可减少箍筋肢数或箍筋直径,达到造价的降低以及施工的方便化。还有,为减少底部
截面,采纳高强度的混凝土是柱构件不错的选择,但是水平构件混凝土可适合减少混凝土的标号,满足了受力要求,也节约了成本
3)跟着计算机技术以及构造优化设计理论的结合,经过利用计算机解析软件成立优
化设计的解析模型,采纳高效的计算机优化计算方法,成立构造设计达到的目标要求,最后实现构造设计的优化目的。在详尽的优化设计过程中,优化设计实质上已经由一个工程问题转变成一个数学问题。
、构造设计优化方法的应用
构造设计优化方法和技术的应用详尽表此刻房屋工程构造整体的优化设计和房屋工程
分部构造的优化设计双方面。此中房屋工程分部构造的优化设计包含:基础构造方案的优化
什么是建筑构造优化设计?
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什么是建筑构造优化设计?
设计、屋盖系统方案的优化设计、围护构造方案的优化设计和构造细部设计的优化设计。对
以上几个方面的优化设计还包含选型、部署、受力解析、造价解析等内容,并应在满足设计
规范和使用要求的前提下,结合详尽工程的实质状况,环绕其综合经济效益的目标进行构造
优化设计。
4、构造设计优化方法的实践价值
在满足建筑构造长远效益的前提下,应尽量减少建筑构造的近期投资并提升建筑构造的
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靠谱度和合理性。与传统设计对比,采纳设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%-30%
。
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优化技术的实现,可以最合理的利用资料的性能,使建筑构造内部各单元获取最好的协调,
什么是建筑构造优化设计?
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并拥有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,
优
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化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效门路。
对于建筑来说,架构的优化设计是必然趋向,是实现建筑本体功能与控制建筑造价成本
的重要手段。其他,无论是建筑投资者,又也许是开发商都不可以过分重申构造优化设计的经
济性,不可以不过是经过减少资料、降低技术、放低质量标准来追求经济性,你们以为呢?
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