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建筑结构优化设计的方法与措施

在建设施工的过程中对建筑结构设计进行优化是非常重要的,只有做好了建筑结构设计的优化才能提高建筑物的实用性与安全性。我们在了解了建筑结构优化设计的原则后,那么建筑结构优化设计的方法与措施有什么呢?下面就由工程造价大数据网的小编来给大家解读一下这个问题,希望对各位朋友有一定的帮助。

      一、建筑结构设计优化方法

      并行算法

      高层建筑结构的主要因素是结构的抵抗水平力的性能。因此,抗侧移性能的强弱成为高层建筑结构设计的关键因素,且是衡量建筑结构安全性、稳定性能的标准。

      在建筑结构中,单位建筑结构面积的结构材料中,用于承担重力荷载的结构材料用量与房屋的层数近似成正比例线性关系。此外,用于建筑结构楼顶的结构材料用量几乎是定值,不随结构的层数变化;但是用于墙、柱等结构构件的材料用量随楼房的层数成线性正比例增加;而对于抵抗侧向移动的结构材料用量,与楼房结构层数的二次方的关系增长。

      高层体系优化法

      建筑使用性能的不同,所以其对内部空间的要求不同。同时,高层建筑结构使用功能不同,则其平面布置也发生改变。通常,住宅和旅馆的客房等宜采用小空间平面布置方案;办公楼则适合采用大小空间均有;商场、饭店、展览厅以及工厂厂房等则适宜采用大空间的的平面布置;宴会厅、舞厅则要求结构内部没有柱子的大空间。由于不同的结构体系可以提供的内部空间的大小不同,因此,在建筑结构设计阶段,应该首先根据建筑结构的使用功能,选用合适的结构类型。

      可靠度优化法

      在非地震灾害区高层建筑结构的方案选型时,应优先选用抗风性能比较好的结构体系,也就是选用风压体型系数较小的建筑结构体系。比如结构外形呈曲线流线型变化的建筑结构圆形、椭圆形等,或是结构从下往上逐渐减小的截锥形体系的风压体形系数较小,有利于很好地抗风。此外,在对结构进行平面布置时,适合选取结构平面形状和结构刚度分布均匀对称的结构体系类型,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结构变形和内力的影响。

      二、建筑结构优化设计措施

      加强剪力墙的设计

      剪力墙墙肢的试验研究也表明,轴压比超过一定值,很难成为延性剪力墙。影响压弯构件的延性或屈服后变形能力的因素有:截面尺寸、混凝土强度等级、纵向配筋、轴压比、箍筋量等,其主要因素是轴压比和配箍特征值。联肢墙是通过连梁连接的各墙肢联结而成,从而增加了墙肢的约束条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震作用也增大,这样连梁和墙肢分配内力也相应增大,此时必须增大构件的配筋量,显然这一设计结果必然会造成材料的浪费。

      注重细部优化

      (1)在注重整体设计的同时,也应加强结构局部构件的精细设计。比如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,也避免了拐角裂缝的出现。

      (2)底部框架抗震墙的底框梁箍筋配箍量一般较大,此时若选用冷轧带肋钢筋作为箍筋,便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,采用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当减少混凝土的标号,满足了受力要求,也节约了成本

      (3)随着计算机技术以及结构优化设计理论的结合,通过利用计算机分析软件建立优化设计的分析模型,采用高效的计算机优化计算方法,设立结构设计达到的目标要求,最终实现结构设计的优化目的。在具体的优化设计过程中,优化设计实际上已经由一个工程问题转变为一个数学问题。

      上面工程造价大数据网的小编从建筑结构优化设计方法与措施两个方面给大家解读了关于建筑结构设计优化问题,通过这些问题小编相信各位朋友对建筑结构的重要性有了深刻的理解。关于建筑结构设计优化的知识,小编在以后的文章中还给大家继续推荐相关内容,感兴趣的朋友可以随时关注网站更新。