建筑结构设计的优化措施探讨

发表时间:2020/4/3   来源:《城镇建设》2020年3期   作者: 殷 潇
[导读] 随着人们生活水平的提高和城市化建设的加快,混凝土材料广泛的应用于现代建筑中,
        摘要:随着人们生活水平的提高和城市化建设的加快,混凝土材料广泛的应用于现代建筑中,混凝土自身的优点很多,可以有效地提高建筑的性能,促进现代化结构的发展。近年来,建筑物的高度不断增加,对于建筑物的结构和施工的要求更加严格,基于此,如何进一步提升混凝土结构设计的质量,是每一个建设单位需要研究的问题。本文重点介绍了建筑混凝土结构的发展现状和优化设计,笔者通过自身的研究和大量的文献阅读提出了自己的一些看法,希望可以为混凝土结构的优化提供借鉴。
        关键词:建筑结构;设计;优化措施
        引言
        建筑结构设计指的是在规划建筑物结构方案的阶段时,建筑项目的总工程师将现有的结构形态与自身的工作经验结合在一起,从而深入探究建筑结构设计的合理性与实用性,评估其成本造价及综合效益,并在确保满足业主单位基本需求的情况下对建筑结构的整体布局进行不断优化,最终取得提高设计质量的根本目的。
        1建筑结构设计原则
        建筑结构设计过程中,设计工作人员主要遵循四项基础原则,以保障建筑结构的安全性、稳固性。首先,设计工作人员要准确、合理的计算承载力。其次,在建筑结构设计中,倘若面临很多作用效应时,针对每一种要开展科学的计算工作,并且要充分考虑计算结果中不利组合情况。再有,在建筑结构设计过程中,必须要满足抗震设防要求。一般情况下,抗震防烈度根据位置不同而有所差异,一般在Ⅵ-Ⅷ度之间。最后,要合理的设计建筑结构外观情况。它是结构设计的关键原则,在保障建筑结构设计的合理性前提下,要提高其美观性能,与此同时,在保证整个工程质量的前提下,科学合理的控制工程成本。强柱弱梁和强剪弱弯是当前建筑结构设计中广为流传的2个理念。通俗来说就是在设计中,要分清主次、抓住主要矛盾。因为建筑在外在因素的作用下,会导致建筑构件稳定性降低,建筑整体稳定性得不到保障,给人们的生命财产安全带去威胁。建筑结构设计中要注意刚柔并济的原则,不可忽视。建筑结构刚度太大,建筑物本身的变形能力会受到影响。当外在破坏力较大时,建筑物极有可能产生崩塌现象,甚至完全被破坏。相反,建筑物的设计刚度过小,建筑的稳定性则会大大降低,导致建筑物变形过大。因此,房屋建筑结构设计需要遵守刚柔并济的原则。
        2建筑结构设计的优化措施
        2.1消防结构设计优化
        首先,加强防火间距设计的合理性。防火间距的长短对于防火效果有着直接影响。对于高层建筑结构设计来说,防火间距要避免过长,以免阻碍应急处理措施的落实,降低防火效果。而防火间距过小则会造成费用的浪费及防火器材利用率低下等问题。针对不同形式的高层建筑,国家有相应的国定标准,必须严格执行。其次,安全疏散通道设计。安全疏散通道的设计要保证其合理性,且在条件允许情况下,尽可能保持2条以上的安全疏散通道,从而提高火灾发生时人员疏散效率,减少伤亡的产生。在安全疏散通道内还要设置排烟系统,隔绝浓烟侵袭。最后,按照高层建筑结构特征,设置防火层、防火墙等设施。
        2.2优化分析结构具体路径
        建筑结构设计过程中,要全面、合理的分析结构形式,使建筑结构设计越来越规范、有效。因此,设计工作人员在全面分析建筑结构时,要以该建筑的特点为基础,对各项指标开展严格、系统的分析,包括建筑高度、地质条件等,从而构建比较合理的建筑方案。可是,建筑方案具有系统、综合的特点,涉及到很多方面的内容,因此,在对建筑结构进行分析过程中,设计工作人员要具备较高的职业素养,提高责任观念和安全观念,站在整体角度思考问题,并且设计工作人员之间要相互配合、相互协作,从而能够及时查找出设计不足,进而马上采取措施处理。


        2.3整体和局部的优化
        房屋建筑通常具备以下特征。①层次性。房屋建筑主要包括了建筑的建筑体系、结构体系和安装体系,且各层次下还包含有其他的下属体系。在房屋结构设计时,设计人员应不断优化下属体系,从而打破多个格局之间的关联性,实现叠加工程。②)复杂性。房屋建筑主要包括结构类型,建筑材料和零部件的选择。经以上两点特征分析,可以发现整体或局部均不是设计的首要关注内容,而应重视整体,从而达到最佳的优化设计。
        2.4提高设计的合理性
        在施工时,需要使用混凝土和钢筋的结构需要进行合理的设计。建筑工程在确保安全使用的前提下还要保证经济性,需要高效的控制材料的用量减少工程的成本以及基础设施建设的难度。尤其是遇到高层混凝土结构时,更应该合理设计,选择优化的设计方案。合理控制结构的配筋率也是优化设计方案很重要的一方面,配筋率过大,破坏时混凝土会被压碎,造成超筋破坏,配筋率过小,会造成少筋破坏,也是脆性破坏。正因如此,设计时要在保证建筑质量的情况下,尽可能的减少用钢量,合理选择配筋率,使材料的性能得到充分的发挥和利用,节约使用的成本。
        2.5提升房屋建筑设计的严密性
        结构设计时房屋建筑施工中的根本是建筑结构设计。因此,需要对房屋建筑结构设计给予高度的重视,并有针对性地建立专业的设计队伍。在具体的设计之前,需要设计人员对施工区域的气候以及环境进行严密的考察,在环境、地域等因素的分析后针对可能出现的地质灾害等进行预防,这是需要在设计图纸中体现的方面,因而建筑企业需要保证设计图纸的合理性与精准性、严密性。例如,在针对房屋建筑的抗震性能设计时,需要设计人员在房屋延展性设计的基础上,采用合理的配筋来达到防震的标准。当然不能缺少对材料的考察,建筑施工之前需要对材料的强度进行考察,同时,还要保证施工质量,避免房屋建筑墙体发生开裂的风险。
        2.6抗风结构设计优化
        高层建筑由于高度较高,对风力的振动也较为敏感,所以在高层建筑结构设计中,需要对建筑的抗风性能进行充分考虑。高层建筑的高度会对风力产生一定的干扰,阻碍自然风的流动,进而改变流动和动能效应。所以在设计过程中,设计人员需要先对高层建筑结构的材料予以检查,确保其抗压性能符合建筑要求,降低荷载压力对建筑结构的影响。当建筑周围的气流发生变化时,会受到建筑之间的间距、高度、数量等的影响而产生狭管效应,进而降低建筑结构质量。如果在建筑结构设计中,并未将这一情况考虑其中,势必会影响建筑结构的质量,威胁人们的生命安全。
        结语
        随着人们生活水平的不断提升,人们对房屋质量和功能也有了更高的需求。使得建筑结构设计能满足人们对建筑整体质量与安全的要求,以及满足施工安全、建筑物质量的总体要求,实现现代建筑行业的进步与发展,为建筑企业创造更高的经济效益与社会效益。建筑结构设计优化在房屋结构中的应用能充分保证房屋建筑的功能和安全,同时也利于提高建筑企业的经济效益,降低建设成本。在房屋结构设计中,优化方案的选择应结合实际情况,选用最符合房屋使用者需求的优化设计方案,在满足消费者需求的同时促进建筑行业的稳定发展。
        参考文献
        [1]景毅.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的运用分析[J].科技资讯,2014,(27):36.
        [2]李文浩.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J].中国建材科技,2015,(23):226.
        [3]罗德刚.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用分析[J].建筑工程技术与设计,2014,(10):156.
       
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