浅谈建筑结构优化设计基本原则

     布局优化设计不应仅仅在布局本身,而是应包括建造的各方面,比方进步建造空间利用率、添加建造投入运用后的温馨度和进步建造的经济效益(性价比)等,为此迷信地肯定
建造布局优化设计几项基础准绳并有效地按照这些基础准绳去举行建造布局设计,是非常重的。 

关键词建造布局优化设计;强度和稳定性;温馨度 

说到优化建造布局设计,可能有人认为优化布局设计嘛,只经由过程受力盘算,正确地盘算出所需的钢筋用量和安插体式格局,使布局构件受力最佳、钢筋用量最省、功效最齐全,切实这是不对的,至少是不全面的。因为任何一幢建造的布局设计计划提出之后,从布局选型和构件安插开始就已经具有能否优化的问题,再加上随后的每个
设计法式也都需布局工程师去举行经心思考、正确盘算和平正选用建造资料等全过程的优化设计,才能终究
产生优化的布局。布局优化设计不应仅仅在布局本身,而是应包括建造的各方面,比方进步建造空间利用率、添加建造投入运用后的温馨度和进步建造的经济效益(性价比)等。为此,迷信地肯定
建造布局优化设计几项基础准绳并有效地按照这些基础准绳去举行建造布局设计,是非常重的。 

1 不划定规矩建造平面安插产生划定规矩布局效应的准绳 

有划定规矩建造体型和平面安插的布局,因其受力较简单,造价绝对较低。但因为差别运用功效的需,建造的体型和平面安插是多种多样的,不可能因布局求划定规矩而对布局设计师的创作提出无理求,却是能够在餍足差别运用功效的前提下,经由过程对布局墙、柱的布局和墙肢长短的调节,使不划定规矩的建造体型和平面安插产生划定规矩布局的效应,同样能够使建造布局到达经济布局和保险运用的预定目标。 

固然
,从理论上讲,任何建造体型都有一种绝对比拟划定规矩的布局受力计划,因为当建造体型肯定
以后,全体建造的形心和品质中心(重心)就也肯定
了,布局设计师在设计时只使布局的荷载中心和刚度中心尽可能地濒临乃至重合,该建造布局就基础具备了稳定和划定规矩性的前提,而且,楼层平面面积越大,外部

暮气可分隔的空间越多,就越能做到划定规矩的布局安插,建造布局的全体稳定性和保险度就越有保障。从力学观点来说,布局的荷载传递路径应力图简单和间接。建造布局中空间关系较复杂的部位,在设计时常会涌现多次转换的布局构件,犹如转换层,如许,会招致造价进步,也容易发生因失稳而引起的保险问题。布局构件的传力路子有多种多样,其支持
构件也可按照传力需按迷信、平正的计划举行变换,因而,能够说不固定不变的布局安插,也不一成不变的传力路子。而如果设计师采取
最间接、最简单的传力路子,就能够省去许多中间传递的布局构件,从而也可减少布局的保险隐患,使布局受力更明确,资料更省,其造价天然也会更低些。 

2 尽可能进步建造投入运用后的温馨度准绳 

所谓好的建造,应是从建造、布局、装潢装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合,是全体优化设计,如果仅仅是某个专业设计得好,是不可能被称作是一个好建造的,布局设计也不能例外的,建造布局设计能最大程度地餍足建造平面安插、外部

暮气空间高度和建造立面等运用功效和外形观感的求,投入运用后,运用户在事情和糊口中感到很温馨,使建造真正成为各人赞美的好建造,这才是建造布局优化设计的起点和落脚点。因而,建造布局的优化设计应包括
布局体系的优选、传力路子的迷信性、构件安插的平正性、构件和资料选用的正确性等内容。我们应该把尽可能进步建造投入运用后的温馨度作为建造布局优化设计的一条重基础准绳。 

3 建造布局全体保险度准绳 

我国早已颁布实行的《建造抗震设计规范》(GB50011-2001)规定的抗震设计的标准是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,是说整个建造布局一切构件配合到达的目标。如果一个工程有99%的构件在大震作用下不会被破碎摧毁,而其中有1%的构件即使在小震作用下就被破碎摧毁,招致整个建造垮塌,那么,这个工程还能说是布局保险吗?所以我们认为,布局优化设计应全面考虑全体建造的每个构件,都具有可靠的承载才能,确保整个布局保险度的可靠性,确保完成布局设计规范规定的设计标准,到达建造布局既保险又经济耐久的总目标。这就是布局设计应坚持的建造布局全体保险度准绳。 

4 特殊情况重点增强,确保布局全体保险准绳 

布局构件在建造中所处部位差别,其受力状态和受力大小差别,布局设计师在设计时应有差别的盘算和处置计划,应逐个予以正确地解决,而不能机器地按规范条文和电算软件去处置。比方,高层建造的转换层布局构件,当墙、梁、柱构件涌现偏心时,应对相干
构件作出出格增强布局措施;而功效复杂的综合性建造,当剪力墙上洞口较多时,应按照错洞情况用暗柱予以出格增强;一字形剪力墙两端应采取较大截面的暗柱作出格增强;框架柱应重点增强其延性设计;对异形柱应对其长肢端部作增强处置;静定布局的构件应加大其保险储备;大悬臂梁、板构件则应添加在竖向地动力和风荷作用下强度及稳定性设计;非布局受力构件应增强连接布局,以增强建造布局全体稳定性;受水土侵蚀影响的构件应充分考虑水土的侵蚀作用对构件的影响力大小,以便采取相应的抵御措施;不设后浇带的超长布局和高低差异布局应采取出格措施处置,以确保布局的全体保险等等。 

5 对差别构件采取
差别的保险系数的布局优化设计准绳 

有数布局实验证明因为现浇钢筋混凝土楼板的约束作用,能够在很大程度上进步楼盖梁的承载才能,最高时可进步约1.5倍。而现行国内布局盘算软件却不能正确反映现浇楼板的这种约束作用,一方面,按力学盘算了局举行布局设计的话,对现浇楼盖梁而言,它的保险系数就偏高了许多。另一方面,从对涌现垮塌变乱的工程举行变乱缘由调查和分析能够得知,因为楼盖或楼盖梁的问题而招致布局破碎摧毁的工程实例极少,除非是布局盘算本身有误。从许多震害调查的工程实例中也可得知,在地动力作用下建造倒塌的主缘由,也大多是因为墙、柱等竖向构件起首受到破碎摧毁所致。而布局工程师为确保建造的全体保险,往往不分构件的实际承载才能,对一切构件均给以相同的保险系数,这就是造成布局设计不平正的重缘由。因而,我们认为在布局设计时,对独立构件、静定布局和竖向构件应采取
较大的保险系数,而对楼板和楼盖梁的保险系数可予以恰当下降,如许处置既能够下降工程造价,又可进步布局的综合保险度。 

6 关注实际布局与盘算模子差别的准绳 

一般来讲,电脑可按输入的法式作盘算,但它不会做分析,如果布局工程师想依赖电脑将它的盘算了局举行布局分析的话,会给布局留下较多的隐患。现行应用软件中墙板构件是经由过程假设来完成的,它在某种特定布局布局下是不符合假设前提的,如许的电算了局是容易涌现问题的。因而,除了全体电算需野生调整外,很多手算的局部构件也具有同样的问题,可见实际布局的受力状态与盘算模子是不一样的,设计时务必出格予以关注。 

7 下降布局造价准绳 

建造布局优化设计的终究
目的,就是使设计进去的布局不仅各个构件受力平衡,技术应用迷信、平正,而且布局全体保险、可靠,每个
构件都能充分发挥其最大作用,如许才能使设计进去的建造布局终究
到达既受力平衡、坚韧耐久,又经济、平正和保险可靠的目的。因为布局设计的主任务是在餍足建造运用功效的前提下,确保建造投入运用后的保险性和温馨度,使其具有更强的生命力,而布局造价在建造产品中的比重很大,经由过程经心思考后的优化设计能给建造产品带来可观的经济效益,这也是办一切事业的基础起点和落脚点。布局工程师在对建造布局优化设计时,务必把下降布局造价当作重的基础准绳来予以注重,千万不可掉以轻心。