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建筑结构的优化设计基本原则 |
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| 阅读次数： 【 1583 】 | 更新时间： 【 2016-04-07 】 | ||||||
| 一、建筑结构优化规划根本准则 1.1建筑平面安置发生规矩结构效应的准则 有规矩建筑体型和平面安置的结构，因其受力较简略，造价相对较低。但由于不一样运用功用的需求，建筑的体型和平面安置是多种多样的，不可能因结构请求规矩而对建筑师的创造提出无理请求，却是能够在满意不一样运用功用的前提下，经过对结构墙、柱的规划和墙肢长短的调理，使不规矩的建筑体型和平面安置发生规矩结构的效应，一样能够使建筑结构到达经济合理和安全经用的预定方针。 1.2进步建筑舒服度准则 所谓好的建筑，应是从建筑、结构、装修装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气装置等各专业的优化规划组合，是全体优化规划，假如仅仅是某个专业规划得好，是不可能被称作是一个好建筑的，结构规划也不能破例的;建筑结构规划要能最大程度地满意建筑平面安置、内部空间高度和建筑立面等运用功用和外形观感的请求，投入运用后，运用户在作业和日子中感到很舒服，使建筑真正变成人人赞许的好建筑，这才是建筑结构优化规划的起点和落脚点。因而，建筑结构的优化规划应包含结构系统的优选、传力路径的科学性、构件安置的合理性、构件和资料选用的正确性等内容;应当把尽可能进步建筑投入运用后的舒服度作为建筑结构优化规划的一条首要根本准则。 1.3建筑结构全体安全度准则 中国早已颁布施行的《建筑抗震规划标准》(GB50011-2001)规矩的抗震规划的标准是：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，是说全部建筑结构一切构件要一起到达的方针。假如一个工程有99%的构件在大震效果下不会被损坏， 而其中有1%的构件即便在小震效果下就被损坏，致使全部建筑垮塌，那么，这个工程还能说是结构安全吗?所以结构优化规划应全面思考全体建筑的每个构件，使结构系统中每个构件都具有合理的可靠性，确保全部结构系统的安全功能，确保完成结构规划标准规矩的规划标准，到达建筑结构既安全经用又经济合理的总方针。这即是结构规划应坚持的建筑结构全体安全度准则。 1.4不一样构件选用不一样的安全系数的结构优化规划准则 由于现浇钢筋混凝土楼板的束缚效果，能够在很大程度上进步楼盖梁的承载才干，最高时可进步约1.5倍。而现行国内结构核算软件却不能准确反映现浇楼板的这种束缚效果，因而，按力学核算结果进行结构规划的话，对现浇楼盖梁而言，它的安全系数就偏高了许多。另一方面，从对呈现垮塌事故的工程进行事故要素查询和剖析能够得知，由于楼盖或楼盖梁的疑问而致使结构损坏的工程实例极少，除非是结构核算自身有误;从许多震害查询的工程实例中也可得知，在地震力效果下建筑坍毁的首要要素，也大多是由于墙、柱等竖向构件首要遭到损坏所造成的。在实践的结构规划作业中，若不思考构件的实践承载才干，对一切构件采取一样的安全系数，就会造成建筑结构在安全性和经济性方面的不合理。因而，在结构规划时，对独立构件、静定结构和竖向构件应选用较大的安全系数，而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以恰当下降，这么处理既能够下降工程造价，又可进步结构的归纳安全度。 二、房子建筑结构优化规划的必要性 为了到达结构优化规划的意图，工程规划人员有必要在确保结构安全的前提下，经过对建筑结构的全体概念剖析，选用合理的优化规划理念和办法进行优化规划，使得能有用地操控工程造价，满意投资方的经济性请求。经过以往的优化规划经历来看，对比于传统的规划办法，优化规划通常能够到达下降工程造价5%～30%的意图。可是在实践的工程规划中，许多要素都制约了优化规划的展开和施行。比方，工程的规划进度的请求，使得规划人员底子无暇顾及到结构的优化规划请求;再者，由于知识水平的限制，傻瓜化的规划软件使得有些规划人员对优化规划的了解缺少，更谈不上有用合理的优化规划，大有些规划人员在所谓优化规划中总着眼于有些部位而疏忽了结构总体计划的规划，没有从总体规划上思考造价的操控。为此，为了下降工程造价的本钱，进步规划人员在进步规划人员在实践作业中对优化规划的知道和重视十分必要，只要加强技能和经济效益的有用联系，经过合理的优化规划计划，才干到达创造更大的社会效益。 三、房子建筑结构优化规划的内容 结构规划的作业首要是依据建筑规划的请求，选用合理的规划理念和办法，来断定恰当的结构方式、安置以及详细的构件规划尺度。对多见的钢筋混凝土住所结构系统进行优化时，能够从结构全体的规划以及详细构件两方面的要从来加以思考。影响结构全体的规划的要素包含了建筑物的体型特征、柱网尺度、层高以及抗侧力构件的位置等详细构件要素首要包含结构的安置、构件的截面、混凝土和钢筋强度等级及配筋结构等。归纳思考两方方面的要素影响是有必要的，为了完成这一方针，对工程师提出了更高的请求，即需求结构工程师对结构和构件受力特征有充沛的掌握，能依据构件规划的合理经历和标准的深刻了解，选用合理优化办法进行有用规划。 3、房子建筑结构优化规划的办法 3.1建筑结构方式的优化规划 3.1.1剪力墙的规划 联肢墙是经过连梁连接的各墙肢联结而成，然后增加了墙肢的束缚条件。连梁的刚度增大必将使得结构的地震效果也增大，这么连梁和墙肢分配内力也相应增大，此刻有必要增大构件的配筋量，显着这一规划结果必然会造成资料的浪费。因而，在住所结构规划时，通常状况下不宜选用大刚度的窗下墙作为连梁，而宜将连梁规划变成截面、刚度较小的弱连梁。一起，在满意结构刚度与变形请求时，应从经济视点与抗力、变形方面归纳思考，合理安置抗侧力构件。显着，剪力墙数量越多，结构抗侧力刚度愈大，相应结构位移会减小，可是结构地震力会随抗侧力刚度增大而加大，对结构的造价操控晦气。因而剪力墙应以周边均匀、对称、涣散等准则合理安置，以标准规矩的水平位移限值为准尽可能削减剪力墙数量。 3.1.2砌体结构的规划 作为承重构件和抗侧移构件的砖砌体，其平面安置较为灵敏，但不适合做跃层结构及受力较大的突兀结构方式。门窗开洞宽度不宜超越2.1m，纵向墙体数量不宜少于三道，这一办法能够恰当削减结构柱的配筋。宜使砌体房子变成纵横刚度附近、各层束缚合理散布的空间受力系统。 3.1.3底部结构剪力墙的规划 底部结构剪力墙结构由于竖向抗侧力构件不接连，使得建筑物在变换层上下呈现刚度、内力和位移骤变，促进有些构件提前损坏，因而对建筑物在变换层上下的刚度比的请求对比严厉，以缓解构件内力、位移骤变的状况。由于底部结构剪力墙结构简单呈现刚度骤变、位移骤变等不规矩项，在规划时应尽量防止错层、楼板不接连、平面或竖向尺度骤变等不规矩项，避免构成具有较显着的抗震单薄部位的格外不规矩结构。承重墙尽量放在结构梁上，假如呈现放在次梁上的墙体时，应恰当加大该次梁、主梁、结构梁的安全系数，加厚该处的楼板厚度。 3.2重视细部优化 3.2.1在重视全体规划的一起，也应加强结构有些构件的精细规划。比方现浇板规划中尽量把异形板划分为矩形板，这么既到达合理受力的意图，也防止了角落裂缝的呈现。 3.2.2底部结构抗震墙的底框梁箍筋配箍量通常较大，此刻若选用冷轧带肋钢筋作为箍筋，便可削减箍筋肢数或箍筋直径，到达下降造价的以及便利施工的意图。还有，为削减柱构件底部截面，选用高强度的混凝土是不错的挑选，可是水平构件混凝土可恰当削减混凝土的标号，满意了受力请求，也节省了本钱。 3.3结构规划软件在优化规划中的运用 跟着核算机技能以及结构优化规划理论的联系，根据核算仿真的优化规划思路已经在工程结构规划中得到了广泛的使用。经过使用核算机剖析软件建立优化规划的剖析模型，选用高效的核算机优化核算办法，设立结构规划到达的方针请求，终究完成结构规划的优化意图。在详细的优化规划过程中，优化规划实践上已经由一个工程疑问转变为一个数学疑问。在大型杂乱结构的优化规划中，根据这一思维的结构优化规划办法具有别的算法无法代替的优势。因而，工程规划人员加强根据核算机技能的优化规划剖析十分必要。 四、结语 从理论上讲，任何建筑体型都有一种相对对比规矩的结构受力计划，由于当建筑体型断定以后，全体建筑的形心和质量基地就也断定了，结构规划师在规划时只要使结构的荷载基地和刚度基地尽可能地挨近甚至重合，该建筑结构就根本具备了安稳和规矩性的条件，经过从全体和细部的优化规划，选用合理的结构方式和安置，优化构件规划和结构，使得建筑结构契合安全经用和经济合理的请求。
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