土木工程建筑结构选型优化探析

发表时间:2020/8/20   来源:《建筑实践》2020年9期   作者:潘毓凯
[导读] 在社会经济的推动下,城市化进程不断加快,大量人口涌入城市,
        摘要:在社会经济的推动下,城市化进程不断加快,大量人口涌入城市,社会对住宅的需求进一步增加。对于土木建筑来说,它可以建筑在任何地方,服务于军事、娱乐等多个方面,具有一定的灵活性,而且在建筑过程中需要经过勘察、设计以及施工等阶段,其中结构设计是土木建筑中的重点环节,对于工程质量有着直接的影响。本文通过对土木工程建筑结构设计选型以及原则进行阐述,分析土木工程建筑结构选型中存在的问题,从而探讨如何根据建筑的特点合理的选择合适的结构类型。
        关键词:土木工程;土木建筑;结构设计;优化措施
        引言
        近年来市场经济发展取得了突破性进展,尤其是我国经济市场正处于扩张活跃的阶段,城市化已经成为大势所趋。为了给城市发展提供足够的空间支持,建筑行业的发展速度必须与时俱进。房屋建筑行业发展潜力巨大,能够创造理想的经济效益,因此吸引到了大量资本,这无形中加剧了行业内部竞争。房屋建筑企业必须及时更新相关技术,不断提高建设水准,才可能长远稳定地立足于市场,焕发持久生命力。目前房屋建筑结构设计中还存在一些问题,限制了设计水平的稳步提升。笔者将结合实际情况,提出房屋建设结构的选型建议,以供同行交流。
        1对土建结构工程选型优化的意义
        在工程设计中有效应用相关的优化措施可以保证整个建筑的质量,并减少企业对建筑的投资,最大化经济效益。近年来采用的优化措施与过去的方法相比,在思想上发生了更大的变化,而且在降低设计成本方面更有效。优化措施的合理应用能更好地选择建筑材料,协调不同建筑目标之间的内部关系,保证建筑质量和安全,保障人们的生命财产安全。近年来在社会经济的快速发展下,建筑行业的发展正在稳步上升,同时对建筑的标准也越来越高。因此,在建设项目中合理使用优化措施,不仅能更科学的建造土木,确保建筑特性满足人们的需求,还能提高建筑企业的经济效益,降低建设成本,实现利益最大化。
        2各类建筑结构类型的优化探析
        土木建筑结构的类型可以分为框架结构、剪力墙结构、筒中筒结构等等,根据建筑的使用功能需求,合理选择合适的结构类型,对整个项目的实用性、经济性有重要的意义,笔者从事结构设计十余年,对各种类型的结构设计中如何做到实用性、经济性深有体会,下面着重介绍几种常见结构类型的特点,以便在结构选型时能结合建筑功能需求,合理的选择结构类型。
        2.1框架结构
        框架结构是由建筑中的梁和柱共同组成的组装结构,从而承担房屋中的全部荷载。对于现阶段的建筑工程来说,一些高层建筑或者工业建筑在形式上有着一定的复杂性,普通的砖墙已经不能满足荷载过程中的要求,所以采用框架作为其中的承重结构。框架结构根据工程规模以及信息上的不同,可以分为多层、单层等多种结构,在土木建筑中,根据材料的不同可以分为混凝土框架、胶合木结构框架以及钢筋混凝土框架等,在设计过程中可以采用整体装配的形式,根据荷载能力对框架施加不同的预应力。对于框架结构来说,它的主要特点就是具有一定的灵活性,可以节省工程周期,让框架中的梁和柱变得更加标准化,提高工程的质量,使建筑具有一定的整体性。但是框架结构设计也容易由于受力特点或者设计方面的问题导致对结构上的破坏,可能影响建筑空间的合理运用。
        2.2剪力墙结构
        剪力墙结构就是通过钢筋混凝土的墙板代替框架结构中的梁柱,从而提高建筑内部的荷载能力,并且控制结构过程中的平衡作用力,这种方式已经被广泛的应用于土木建筑中,对于建筑结构的稳定性有着一定的作用。在剪力墙结构的设计过程中,它的主要承重力全部来自于剪力墙,除了可以承担竖直和水平方向上的荷载能力外,还可以对建筑内部空间进行一定的分隔,一般来说,剪力墙的高度在设计过程中与建筑内部的高度是相等的,相较于建筑空间来说,它的厚度很薄,最小的大概在16cm左右,这也就大幅度的提升了剪力墙在建筑结构设计中的空间范围。在具体的土木建筑中,可以根据建筑的规模,设置不同数量的剪力墙,但是需要注意的是剪力墙之间的距离有着标准的规范,从而提高它的空间利用率。


        2.3筒中筒结构
        筒中筒结构设计是建筑结构设计中的一种,是由心腹筒、框筒以及桁架筒构成,通过不同筒结构中的内外作用力从而抵抗建筑中的水平承重力。由剪力墙围成的筒体被称为是心腹筒,在心腹筒表面呈现有规则排布的孔状筒体被称为是框筒,由竖杆和斜杆组成的架构形式被称为是桁架筒。在筒中筒的结构设计过程中,通常都会由水平方向承载一定的作用力,长此以往会使其变成弯曲的形状,但是在普通的建筑物荷载下,它的抗侧刚度还是大于同种框架体系的。由于在筒中筒的结构设计中,内外筒之间存在一定的空间,所以提高了建筑结构设计中的灵活性,可以达到不同的建筑效果。
        3优化房屋结构选型的目的
        房屋建筑是人们生产生活的场所,其提供的功能是各项社会建设开展的基础。尤其是在社会发展日新月异的背景下,房屋建筑也面临着更为严格的要求。房屋的安全系数,为人们的正常使用居住提供了保障。质量不达标的房屋建筑工程,不仅会造成资源的浪费,一旦投入使用,还会威胁到使用者的生命财产安全。因此,在实际施工中,绝对不能忽视房屋建筑结构设计。在科学技术蓬勃发展的支持下,近年来房屋建筑结构设计技术水平有所进步,优化技术的应用切实地提高了设计的科学性和可靠性。
        4解决土木工程建设中房屋建筑结构设计问题的措施
        4.1应用计算机技术建模
        在开展房屋设计工作之前,设计者可根据计算机技术对该项工程的各项设计情况,建立起相应的BIM模型,并针对BIM模型实施各项设计分析。通常情况下,在房屋结构设计工作中,除结构设计之外,还包含:电气设计、给排水设计等各项辅助型设计。由于各项设计者的沟通不善,所导致的设计冲突问题也时常发生。在构架BIM设计模型后,各项设计的设计者可通过BIM模型以最为直接的方式,观察该工程中各项工程设计的分布情况,及时发现设计冲突点,也可对其他设计实施调节,进而避免设计冲突的情况发生。
        4.2提高认识,对设计工作加强重视
        在土木工程项目建筑结构设计过程中,施工部门要对设计图纸突出更多质量要求,在各项工作中重视图纸设计,确保工程项目能够有序开展。相关设计部门要为设计人员提供更多技能培训与工作实践的平台,引导人员积极学习,这样能够提升自身专业技能。在设计过程中,设计人员需要提升职业道德,能够端正工作态度,在设计工作开展之前深入施工现场,掌握施工现场实际情况,对考察内容进行记录。通过明确记录能够更好地整合项目施工建设中存在的各项问题,分析勘测的施工数据。对不同参数进行利用,提升土木工程建筑设计的合理性。
        4.3强化相关设计人员之间的交流协作
        在建筑结构设计工作开展之前,相关设计人员需要与不同部门之间加强联系,通过交流协作能够整合设计主要方向与施工要求,使得设计活动能够更好地提升对建筑物的要求。当工程项目发生变化之后,设计人员要与投资商之间交换意见,提升结构设计合理性。设计人员和施工人员要强化沟通交流,熟悉目前建筑市场常用的,比较成熟的技术,从而更好的应用到项目中去。
        结语
        综上所述,结构选型是建筑设计中的重要环节,其与建筑设计相互独立又相互结合,建筑结构选型一直受到结构工程师的关注和重点研究,但是在实践中,结构选型是一个复杂的决策问题,尤其在高层和超高层建筑中,其与建筑体型、功能定位密切相关,同时与建筑的造型、立面线条和美感也有一定的联系。因而,作为一个结构工程师,在选择结构类型时应充分了解建筑功能、建筑体型、建筑立面和平面等,将结构选型与它们紧密的联系在一起,即结构选型应尽量满足建筑功能的要求,对各种结构类型进行详细的对比分析,最终选择一个结构合理、经济安全的结构方案。
        参考文献
        [1]王璀瑾.浅析土木工程建设中房屋建筑结构中的设计问题[J].居舍,2019(22):109.
        [2]陆峥.土木工程建设中房屋建筑结构设计常见问题探讨[J].居舍,2018(23):122
       
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