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建筑结构优化措施赏析八篇

时间:2024-03-22 16:46:12

建筑结构优化措施

建筑结构优化措施第1篇

【关键词】框剪结构;优化设计;措施;内力分析

框剪结构是一种框架结构和剪力墙结构组成的结构体系。框剪结构在建筑设计中由于拥有较大的平面空间,其抗震性和整体性能都相对较为良好,因此在建筑中得到非常广泛的应用,适合用于很多大型高层公共建筑设计。目前来看,这种结构能够更好的发挥其应有的优势,并且为建筑提供了更好的设计方案,但是在实际设计当中,依然存在着种种问题,需要更好的解决。

1、基本概况

1.1结构承重体系设计

结构承重体系设计需要根据不同的环境来进行,在设计中,裙房部分要考虑荷载效应的发生,主楼的部分也要考虑竖向的荷载效应,同时对于水平地震作用下产生的荷载效应也要加以重视。因此裙房结构需要采用混凝土框架结构的形式,而主楼采用框架一剪力墙承重结构体系。

由于主楼的抗侧力构件是重要的部分,在设计中剪力墙要承担主要水平荷载,同时框架承担少部分水平荷载作用和大部分的竖向荷载作用。如果要提高主楼的抗扭能力,在设计中要加强剪力墙和楼梯主楼结构的相互位置,其中主要要注意建筑结构设计的变形限值,将其进行综合匹配,以刚度、承载力和延性来进行综合。

1.2建筑缝的处理设计

建筑缝的处理设计是通过主楼和裙房之间的连接部分来进行设计的。由于主楼和裙房有着本质的不同,两者连接处需要设计出防震缝和沉降缝。防震缝的设计是为了减少主楼和裙房之间出现较大的缝隙,从而增加裙房的防水难度,结构设计的过程中,也需要将主楼和裙房看做一个整体的设计方案来进行设计计算。而沉降缝的部分是主楼按照实际的需要,将主楼基础设计成桩基础,与此同时,裙房的基础设计成柱下条形基础,二者在调整彼此间的不均匀差,从而保证设计的合理性。这也是建筑缝最常见的处理设计方式。

2、结构优化设计策略

高层的建筑结构设计中,采用较多的方式是钢筋混凝土框架一剪力墙结构,这种体系的建立有效的提高了框架结构的灵活性,并且更好的提升了使用空间,使建筑更为优质。由于剪力墙结构的整体性相对较好,因此也保证了建筑结构的完好。在一定条件下,采用框架结构设计能有效的提高水平变形曲线能力。然而钢筋混凝土一剪结构具有多种效果,从力学的角度来进行分析的话,存在着一定的难度,进行设计优化设计也难以完成。因此,及时国内外很多的专家进行了多种实验,但框剪结构中依然存在着很多难以解决的问题,解决在这些问题,对于提高工程质量和科学的发展也有着重要的意义和积极的作用。

2.1框架结构的分部优化设计技术

钢筋砼框架结构属于具有多个多余约束的超静定结构,其荷载效应不仅与外荷载大小有关,还与结构构件的材料特征、几何构造特征有关。钢筋砼框架结构的分部优化设计,即是在结构整体内力分析完成后,根据梁柱各构件的控制内力进行截面优化设计,确定满足荷载效应水平要求的各结构构件的几何特征和配筋量的优化结果,由此导致原结构的几何特征和荷载特征发生变化,优化结构在现荷载作用下内力分布特征发生变化,各构件控制截面上的控制内力也发生相应变化,据此再进行新一轮的优化设计。因此框架结构的分部优化设计实际上是一个迭代、渐进的寻优过程,计算结果虽不总能等价于整体优化设计结果,但通常能给出工程实用的满意结果。

钢筋砼框架结构的分部优化设计方法的具体步骤为:

(1)初始选型:根据结构平面、立面布置及建筑物设计使用功能,分析结构所受的竖向荷载和水平荷载及其传力路线,并考虑施工因素,归并框架梁、柱的类型,初选梁柱的几何尺寸;

(2)结构分析:按照结构的实际几何构造特征,计算结构所受竖向荷载及水平荷载,对钢筋砼结构进行空间内力分析。根据结构分析结果,将截面尺寸相同的构件的控制截面内力,根据其大小进行分类,并确定每一类构件的设计控制内力;

(3)截面优化设计:截面优化设计是对优化的结果进行控制的过程,设计过程中,保证其整体设计方案的准确性,提高设计质量是关键的步骤;

(4)可行性判断:对优化设计结果进行一次内力分析,检验其可用性。若整体分析能够满足工程设计要求,则可按此方案进行配筋和构造处理,作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整,直到方案可用为止。

2.2框—剪结构的三阶段优化设计策略

框—剪结构的设计主要涉及三个方面的优化问题:一是结构最优设防水平的决策,二是框架与剪力墙结构协同工作,以及承载力、刚度与延性变形能力间的最佳匹配设计,三是框架—剪力墙结构构件的优化设计问题。

高层框—剪结构在水平荷载作用下的协同工作问题,主要是水平荷载在框架和剪力墙结构之间的分配设计,因此剪力墙数量和位置的设计是关键问题。这里,我们将框)剪结构的优化设计过程分为三个阶段进行,对不同阶段的不同问题,采取不同的优化准则进行优化设计。

(1)第一阶段:最优设防水平Id的优化决策

以地震的危险性为前提,分析地区地震的相关强度,从而评测出相应的结构优化方案,在进行设计前,将相关的数据进行综合评测,从而把设计方案综合在内。

(2)第二阶段:剪力墙构件的优化设计

剪力墙结构构件的优化设计主要是结构刚度与延性指标的最佳组合,可用力学准则进行优化。结构刚度对结构的影响主要为结构的自振周期和侧向位移,结构延性对结构的影响主要为保持承载力前提下的变形能力。因此,可用结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性。我们根据高层结构设计规范对结构层间位移和顶点总侧移的限值来控制结构的刚度设计和延性设计。

(3)第三阶段:框架结构的优化设计

框架结构的优化设计准则是一个结构准则,在一次整体分析完成之后,可按照前述方法对框)剪结构中的框架部分进行优化设计。

3、结论

综上所述,框剪结构存在着框架和剪力墙结构的特点,融合了二者之间的优势,其效果也得到了更好的互补,如果涉及合理的话,优势将会更为突出,对于建筑物整体性能的提高有着重要的作用。所以,我们在进行研究的过程中,要进行综合的考量,设计时要在整体的情况下进行结构的布置,从而分析出其中的优势和不足,以便更好的进行调整,使建筑的受力充分的均匀,这样不仅保证建筑质量,同时也有效的提高了经济效益,对于我国建筑业未来的发展也有着积极的促进作用。

参考文献

建筑结构优化措施第2篇

【关键词】民用建筑; 结构设计; 剪力墙; 简体结构

随着国民经济的不断发展,人们对于居住环境和质量的要求越来越高,因此,合理设计和优化民用建筑结构是势在必行的,这样才能满足人们的需求,使我们的建筑更加具有较高的舒适度和稳定性,不仅如此,还能实现民用建筑建设成本的最大化降低,使民用建筑不仅具有经济效益,还能满足社会效益,实现最大化利益。

1 民用建筑结构设计原则及几种常见的民用建筑结构设计

1.1 民用建筑结构设计原则

民用建筑在进行设计时,必须以民用建筑结构的设计原则为参考标准,在设计简化的基础上,使民用建筑结构设计更加具有科学性和有效性,进而使民用建筑结构的使用周期和稳定性得到保障,避免出现各种问题在结构设计中,甚至是在使用过程中。

1) 经济适用原则: 在设计建筑结构时,要以建筑环境为依据,选择适合的建筑结构设计要求和施工工艺,使施工环境与施工流程相符。 除了考虑适用性外,还必须考虑经济性,所选择的建筑材料必须具有较高的性价比,实现工程成本的最大化节省,使施工单位的投入降到最低;

2) 安全坚固原则: 在设计建筑结构时,应该充分使用新的建筑结构技术,不仅能够确保建筑结构的安全性,还能保证其合理性,只要保证建筑结构具有安全性和合理性,才能使人们的财产安全和建筑工程质量得到保障,这样建筑在使用时,不仅可以保证施工现场的安全,降低施工事故的发生率,还能确保使用的稳定性;

3) 美观实用原则: 现阶段,人们生活水平逐步提升,人们的居住观念也有了较大变化,不仅要保证建筑结构的实用性、 稳定性、 安全性,还必须具有美观性,只有在设计时,考虑到这一原则,才能与人们审美需求相符合。

1.2 几种常见的民用建筑结构设计

在设计民用建筑结构时,必须是建筑具有足够的使用空间,确保建筑物的相对稳定性及设计的合理性,与人们的要求相符。

1) 砖混结构: 在建筑物中,砖墙或其他类砌体为竖向受力构件,钢筋混凝土结构为横向受力构件,主要承受的压力来源于屋面、 楼面和梁,此种结构为砖混结构。 试用范围为多层建筑、 房间面积较小或是开间进深不大的低层。 在结构设计时,主要的受力构件就是墙体,因此,墙体必须具有抗震性和足够厚度以及稳定性。 同时,在设计时,还应该考虑施工过程的方便性与快捷性,以最短工期确保施工工作的顺利进行;

2) 框架结构:在建筑物中,框架主要由梁和钢筋混凝土组成,这种结构体系可以承担侧向水平力和竖向荷载。 在平面布置中,框架结构较为灵活,有利于较大空间的布置,且具有良好的抗弯能力和抗震性能,可以进行多功能使用。 由于构件截面尺寸有限,框架结构在设计房层高度上也受到影响;

3) 剪力墙结构: 侧向水平力荷载和竖向荷载是由钢筋混凝土墙来承担,这种结构体系就是剪力墙结构。 钢筋混凝土墙具有承受荷载和分割空间的双重作用。 由于钢筋混凝土墙为主要受力构件,所有此结构具有较多优点,比如较强的整体性、 较好的抗震性与较大的刚度,且剪力墙结构具有较大的适用范围,有利于建筑物的高层设计。 但是,由于受到间距影响,剪力墙具有较大的开间距,因此,结构的灵活性比较差;

4) 简体结构: 在现代建筑中,简体结构广泛应用于高层建筑中,具有较强的防震能力和较好的刚度结构。 简体结构的主要组成部分就是框筒结构和核心筒组成,此种结构具有较好的整体性、 较大的抗侧刚度和灵活性,且使用空间比较大。 对于来自水平的荷载,简体结构能够实现有效的抵抗,因此,对于超高层建筑较为适合。

2 民用建筑结构设计中存在的相关问题

1) 如今,在民用建筑结构设计中,很多不合理设计现象存在较多,多数设计人员在设计建筑结构时,以最大化的使用空间为主要目的,而忽视了防震墙的设计,使建筑物在使用过程中,存在较大的安全隐患;2) 设计方案与施工不相符,在实际施工过程中,一旦存在此种问题时,施工人员就会对设计方案进行擅自更改,致使设计过于粗糙简单,使建筑施工存在较大不合理性; 3) 设计图纸存在较多漏洞,没有详细标注安全等级、 耐火等级及消防等,使得建筑结构与实际施工存在差异,不能满足居住标注。

3 民用建筑结构优化措施

3.1 保证和提升设计质量

现阶段,在民用建筑结构中存在较多问题,比如设计粗糙、 标注不全、 违反规范条文等,在施工之前,这些问题都应该得到解决,因此,对设计人员具有较高要求,必须具有较强的职业素养和专业知识。设计人员应该定期参加各种专业培训,使自身的责任心和专业水平得到提升,在设计过程中,能够端正态度,使建筑结构的设计质量和水平不断提升。 在进行设计方案选择时,必须严格审查设计方案的资质和相关证书,不仅可以从源头上保证整个工程的质量和安全性,还能使建筑结构具有较高的设计质量。

3.2 民用建筑结构模型的优化

民用建筑结构的好坏,与国计民生息息相关,即建筑工程与人民群众具有紧密联系,因此,在设计民用建筑结构模型时,应该对设计方案进行合理性优化,保证房屋的各个细节都能得到合理性优化,比如围护结构、 结构体系等,使建筑具有较好的承重能力。 在设计建筑结构模型时,经济性原则、 安全性原则是不可忽视的,同时,想要最大化实现经济效益,必须使建筑结构成本降到最低。

3.3 民用建筑结构设计安全性的提高

如今,自然灾害频繁发生,而多数民用建筑结构缺乏相应的抗震设计,结构设计不合理现象比较严重。 因此,合理科学的民用建筑结构设计,才能保证建筑结构的使用寿命和安全性。 在进行民用建筑结构设计时,选择的结构类型必须具有合理性。 现阶段,钢结构应用的较为广泛,与传统结构相比,此结构具有工期短、 质量轻、 强度高等特点,与民用建筑结构设计安全性的提高是相吻合的。

3.4 进行计算机编程

虽然利用计算机来计算和分析结构设计优化的模型函数存在一定的优势比如简单易行,但是利用计算机来进行分析操作的同时要先做一个计算机的编程,建立好这个编程才能进行运算,进行建立计算机编程的操作也是需要一定的资费的,因此也要合理设计所建立的计算机编程,使其能够合理计算并分析出函数模型的结果,此外,也要考虑到建立计算机的编程所需要的费用,合理运用经费,保证操作的合理性、科学性和经济性。

3.5 实例分析

在运用上述优化理论对某七层民用建筑工程设计中,将建筑工程所处地区的水文地质、温湿度、风向风速及降水量等因素进行了全面分析,并进行了结构优化工作。包括:1)建筑基础拉梁设计优化,针对高层较低设计较大基础拉梁,保证建筑抗震结构及拉梁正负弯矩与建筑上部混凝土框架处于一致状态。2)基础荷载设计优化,因该建筑层数不多,在进行优化时,只需考虑到风荷载问题。3)框架结构设计优化,应用准则法,通过递推公式,最终获得优化结构。4)计算周期设计优化,对建筑结构计算周期进行一定的折减.如填充墙砌体属于轻质型,则折减系数控制在 0.7~0.8 范围内;如填充墙砌体为重质型,则其折减系数控制在0.6~0.7 范围内。

4 结束语

综上所述,设计和优化民用建筑结构是一项庞大且复杂的系统工程,在不断探索和改革的基础上,使民用建筑结构更能符合设计要求,更具有合理性和科学性,与当今社会的环保理念并驾齐驱。 想要优化民用建筑结构设计,提升设计人员的素质和能力也是必不可少的环节,能够保证设计方案的合理性、 科学性、 安全性及可持续性。

参考文献

建筑结构优化措施第3篇

关键词:剪力墙结构;建筑结构;设计

中图分类号:TU318文献标识码: A

引言

随着经济建设的快速发展,城市人口不断增加,建筑用地资源非常紧张,在这种情况下,高层建筑以其大容积率得以在城市中快速发展起来。高层建筑垂直高度较大,而且结构较为复杂,这就需要选择适宜的结构形式,来确保高层建筑的稳定性。目前框剪结构不仅能够有效的确保使用空间的最大化,而且抗侧力刚度也较好,所以在当前高层建筑结构设计中得以广泛的应用。在进行框剪结构设计过程中,需要对其设计进一步优化,确保建筑结构能够更好的满足建设可靠性的要求。

1框架剪力墙结构概述

框架-剪力墙结构,即框剪结构,是在框架结构布局中,应用一定数量的剪力墙来构成灵活自由的利用空间,从而满足不同建筑功能的要求。这种结构要具备足够的剪力墙、相当大的刚度、以及框剪结构的受力特性,这就需要把两种具有不同抗侧力的框架结构和剪力墙结构组成新的受力形式,所以它的框架与其他纯框架结构中的框架不同,剪力墙在框剪结构中和剪力墙结构中的剪力墙也不尽相同。

框架-剪力墙结构体系是由框架和剪力墙两种结构重新组成的结构体系,框架和剪力墙等竖向承重单体一起承担着竖向荷载,而水平荷载主要由具有较大刚度抗侧力单元的剪力墙来承担。这种结构体系不仅具备了框架和剪力墙结构的长处,而且在某种程度上达到了扬长避短的目的,使建筑功能要求和结构设计得到更好的协调。根据框架-剪力墙结构的概述可以得知,这种结构不仅具有框架结构布置灵便、使用简单的特点,而且也有较大的刚度和较强的抗震能力,因而被高层办公建筑和旅馆建筑广泛应用。

2建筑结构设计中剪力墙结构优化设计

2.1结构布置。在高层住宅的框架 - 剪力墙结构中,剪力墙与普通剪力墙结构相比存在一定的差异。下部楼层中,剪力墙的位移较小,因此,可以拉着框架按照弯曲型曲线变形,由剪力墙承受大部分水平力;而在上部楼层,剪力墙的位移会越来越大,并且呈现出外侧的趋势,因此,框架趋于内收,拉着剪力墙按照剪切型曲线变形。框架除了负担外负荷产生的水平力,还需要负担拉动剪力墙的附加水平力,而剪力墙不会承受任何的荷载水平力,还因为给框架一个附加水平力,而承受负剪力。因此,在上部楼层,即使外荷载产生的楼层剪力很小,框架中也会出现相当大的剪力。作为主要的抗侧力构件,剪力墙在结构中的作用是非常巨大的,如果在设计时,仅仅在一个主轴方向布设剪力墙,很可能造成两个主轴方向抗侧刚度的巨大的差异,在没有设置剪力墙的主轴方向,会因为刚度不足,无法与另一个主轴方向相互协调,在振动作用下容易导致结构的扭转破坏。因此,该工程设计中,在两个主轴方向都布置了剪力墙,形成了双向抗侧力体系,可以有效减少层间侧移。

2.2剪力墙结构设计的优化

(1)对于剪力墙的结构设计应该按照主轴的方向或者是其他的方向进行双向的布设,这样能够进一步优化空间结构,为了更好地体现抗震的性能,不能进行单向的剪力墙设计,同时还要尽量把两个方向上的抗侧刚度保持相对比较接近的水平上,这样能够增强剪力墙结构在空间上的性能和表现,能够将剪力墙结构的性能得以充分的发挥,从而使得可用的空间进一步加大,同时剪力墙的密度不能过大,使其在侧向刚度上有比较好的表现。

(2)在剪力墙的肢截面设计上应该尽量确保其具有比较简单的结构,剪力墙各个方面的刚度不应该有太大的差距,同时剪力墙的门窗洞口不应该出现参差不齐的现象,将其进行成列的布置,使得墙肢结构和连梁结构都非常的明显,同时还要按照一定的规则对应力进行一定的控制,还要能够很好地符合设计图纸的要求,设计最终要达到相关标准的规定,保证其安全性和可靠性,在各个部分的强度上也不能出现非常大的差异,如果剪力墙结构出现了施工和设计上的失误要在剪力墙的内部将配筋设计成框架的形式。

(3)对于较长的剪力墙结构应该按照相关的要求开设洞口,将其的程度均匀地分成若干段,墙段之间可以采用弱连梁进行连接,每段墙的高度都应该进行严格的控制,其与总高度的比值要在2 以上,这样可以很好的防止剪力出现减弱的状况,在进行抗震设计时应该框架柱的相关要求进行设计。

(3)剪力墙的特点是平面内刚度及承重力大,而平面外度及承载力都相对很小,应控制剪力墙平面外的弯矩,保证剪力墙平面外的稳定性。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应采取足够的措施减少梁端部弯矩对墙的不利影响。

(4)在剪力墙结构设计过程中,应当注重抗震的作用,尽量避免单向布置,按照双向布置的原则,使受力方向的抗侧刚度逐渐接近,形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性,减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置,墙肢截面简单,与连梁分布规则,当出现错洞或者叠合错洞的情况下,腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大,如果出现突变的情况,对抗震非常不利,在对剪力墙进行结构设计时,要坚持从上到下连续布置的原则,改变墙体的厚度和混凝土的强度等级,减小侧向沿高的高度。站在多种角度,从多方面出发,进行结构分析,注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。

2.2剪力墙结构计算优化

在剪力墙结构计算方面进行优化时,应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则、连梁超出限值的调整原则、楼层最大位移和层高之比的调整原则、结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则,使计算结果无限地接近规范值。

剪力墙结构的刚度不宜过大,在满足楼层最大层间位移与层高之比满足规范的基础上,以规范规定的楼层最小剪力系数为目标,使计算结果无限接近规范值;控制好结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9;在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍。剪力墙连梁是否超限;剪力墙底部加强区的轴压比是否满足规范要求。

结构工程师应针对不同的项目进行合理的分析,选择与实际情况最接近的受力模型并充分了解所使用软件,合理选用计算参数,只有这样才能够做到结构安全,技术经济合理。

结束语

综上所述,社会经济的发展,使土地利用率大幅度提高,土地资源越来越贫乏,高层建筑成为建筑业发展的一种趋势,剪力墙由此诞生。相对于其他建筑结构而言,剪力墙外观精美,经济适用,并且受到广大开发商和业主的喜爱,在建筑结构中应用越来越广泛,经济发展刺激着人们的生活需求,剪力墙的优化设计势在必行。

参考文献

[1]JGJ3-2010,高层高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[2]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].

[3]屈佳.高层剪力墙结构合理优化的方向和措施分析[J].商品与质量・建筑与发展,2014(4).

建筑结构优化措施第4篇

关键词:高层建筑;梁式转换结构;最优设计;改进措施

中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:

0 前言

随着我国人民生活水平提高,建筑事业的呈现出高速发展态势,建筑结构和功能日益复杂,平面布置和立体构造复杂度也逐渐增加。当建筑物某楼层的上、下部因平面使用功能不同,而需采用不同建筑结构,,这就需要在上下层之间设置转换层来满足建筑设计与功能的需要。目前,转换层结构应用广泛,形式也呈多样化[1~2]。其中,以梁式转换层结构应用最为广泛。本文就结合工程实例,探讨梁式转换层结构的最佳设计方案及一些改进方法。

1 工程概况

某高层建筑由2塔楼和裙楼构成,地下1层,地上12层。1-3层作商业房,4层为文化娱乐场所,转换层设在第4层,层高5.7m;5层为空中花园,。由地质勘查资料得知,现场地质结构稳定,为抗震有利区,本工程6度设防,设计风压值0.70kN/m2。

2结构方案及布置

2.1结构设计难点分析

由于同一层的户型差异较大,为了最大限度地增加有效建筑面积,本建筑工程采用短肢剪力墙结构。底部4层采用框支剪力墙结构体系。由于该类结构缺失抗震功能,故在总体设计过程中必须控制转换频率,简化传力途径。另外,在施工中还需要解决的问题有:一是为确保建筑结构在竖向方向的刚度保持均匀,需要最大限度地设置上下贯通构件。二是需对裙楼柱网进行科学设置,确保凌空剪力墙可架在转换层托梁之上。

2.2抗震等级的确定

本建筑以第4层转换层为界,以上为短肢剪力墙结构,以下为框肢剪力墙结构,所以其抗震等级也需要针对不同部位的结构而单独设计。由于工程区抗震烈度为6度,且转换层属于高位转换,根据相关规定,将框支框架及剪力墙底部加强部位的等级设定为二级,而非剪力墙底部加强部位的等级设为四级。

2.3 结构竖向布置

一般而言,高层建筑侧向刚度从上到下,均匀递增,差异性较明显,但设有转换层结构尤其是高位转换结构的高层建筑并非如此。此类建筑的转换层侧向刚度上下基本一致,比例宜接近于1.0[3]。设计中要注意加强下部结构,消弱上部结构,但要防止建筑出现薄弱环节,还还需要从以下几个方面的做好加强工作:

(1)对于具备落地条件的剪力墙,就好尽量使其落地,甚至可考虑于建筑底端增设一些剪力墙,加大底部支撑力度。

(2)适当加强底部结构,弱化上部结构,以转换层为界,下部设置厚350mm的剪力墙,上部设置厚200mm的短肢剪力墙。

(3)在满足轴压比的基础上调整框支柱大小及短肢剪力墙长度。

通过以上措施,本设计采用楼层刚度算法-剪弯刚度算法,X方向等效刚度比= 0.9965,Y方向等效刚度比= 1.0637,能有效控制上、下侧向刚度比。

2.4 结构平面布局

因本工程带有转换层,结构布置不对称,经过反复地核算,将质量中心和刚度中心偏差控制在1m之内,效果较好。除了中央核心筒,其他的剪力墙布置都达到分散、均匀的设计要求。

为了提高建筑的抗扭能力,就应加大周边刚度,削弱中央核心筒刚度,并在不影响建筑功能的条件下,将建筑物边长短肢剪力墙调整为剪力墙。通过分析计算可得,扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值在0.9以内,可以同时满足抗扭能力及平面布置的需要。

3 结构的计算与分析

利用SATWE软件采用三维壳元有限元模型进行结构的计算和分析,主要处理的数据为扭转耦联时的振动周期、转角、平动系数及扭转系数,具体结果见表1、2所示:

表1 SATWE软件1塔计算结果

表2 SATWE软件2塔计算结果

由以上计算结果可以看出其相关数值在都处于规范设定的范围之内,这显示建筑结构布置较为合理。此外,要针对受力较为复杂如转换梁部位分析其应力情况,并相应地做好配筋设计校核。

4 转换结构设计与改进

4.1框支柱

框支柱截面尺寸的设计主要是采用控制轴压比来满足其剪压比的方案。本工程设置一级抗震的框支柱,轴压比≤0.6,对于一些截面偏大的短柱,轴压比≤0.55。为充分保证建筑安全性,将柱端剪力和弯矩都乘上适当的扩大系数,每层框支柱承受剪力大小取的基底剪力值的30%。另外,配箍率对柱截面延性也有重要的影响,一般应控制在1.5%以上;箍筋要确保在Φ10@100以上,采用全长加密。此外,为确保转换层具有良好的衔接能力,框支柱上部墙体范围内的纵筋应深入上部墙体内一层;墙体范围内的其他纵筋全部水平锚入转换层梁板内。

4.2 框支梁

框支梁截面尺寸主要由剪压比控制[4~5],宽度不小于其墙上厚度的2倍,且不小于400mm, 高度不应小于计算跨度的1/6。本工程框支梁宽度为700~800mm。由于框支梁受荷载较大且受力情况复杂,,因而在设计时应留有较多的安全裕度,一级抗震等级的框支梁纵筋配筋率不得小于0.5%,此外,在偏心受压处还应配置足够数量的腰筋,腰筋宜采用Φ18,间距不大于200mm,并且应锚入支座内,受剪处可采用Φ16@100箍筋全长加密,使配箍率达到1.18%。框支柱在满足计算前提下,配筋率不得小于0.8%。

4.3 转换层楼板

框支剪力墙结构以转换层为分界,内力在上下两部分的分布规律各不相同:在上部楼层,外荷载产生的水平力大致按各片剪力墙的等效刚度呈比例分布; 而在下部楼层,由于框支柱与落地剪力墙间的刚度差异,水平剪力主要集中在落地剪力墙上,即在转换层处的荷载分配发生突变。由于转换层楼板承担着上下部分剪力重分配的任务, 所以转换层楼板必须保证有足够的刚度。本工程转换层楼板采用C30的混凝土,厚度180mm,Φ10@150钢筋双层双向整板拉通,配筋率达到0.31。另外,为了使转换层楼板更好的完成剪力重分配,将该层上下各层楼板也进行适当的加强,厚度达到150mm。

5 结束语

在建筑设计前就要对整个体系有一个清楚的把握,分析设计方案的弊端,对结构薄弱的环节,要有一个清楚的认识。框支剪力墙结构体系是不利于抗震的,因此,可通过加强转换层等关键部位的设计采加以改善。如果为高位转化层,即3层以上,就必须对底部框支层刚度采取加强措施,避免底部发生移动突变,如果转换梁和上部剪力墙共同工作处的支座约束较强,对于梁抬柱或抬小墙肢处的转换梁可以设计为全跨偏心受压构件,以加强整体的抗压、抗剪性能。

参考文献

[1]李春富.浅析高层建筑梁式转换层的设计[J].中国科技信息. 2005,(12).

[2]刘喜平.转换梁对高层框剪结构受力性能的影响[J].低温建筑技术. 2012,(02).

[3]刘跃平.高层建筑框支剪力墙转换层结构的设计[J].湖南工程学院学报(自然科学版). 2008,(04).

建筑结构优化措施第5篇

关键词:建筑结构;概念设计;结构措施

近年来,建筑行业已经成为我国经济体系中的重要组成部分,其发展受到人们的广泛重视。在建筑工程中建筑结构的设计更是重中之重,为优化建筑结构设计,寻找最佳结构设计方案,则必须将结构设计与概念设计相结合,在遵循概念设计的同时更要结合结构设计的实际情况,充分发挥个人经验,以减少建筑结构成本,提高建筑工程的经济性,保证建筑工程的质量。

1建筑结构设计中概念设计的内涵与意义

概念设计是我国建筑设计中的重要内容之一,其所指的并不仅仅是计算上的精确性,更要求设计者能够充分结合实际情况,并在此基础上设计出最优方案,遵循“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件”原则,发挥出建筑设计的最大功能。高品质的概念设计对建筑结构乃至于整个建筑工程都具有重要的意义。优质的概念设计有利于提高建筑设计的可靠性,确保建筑工程的安全性,提升建筑设计的实用性,降低建筑工程的成本,从而提升建筑工程的整体经济效益。

2结构措施在建筑结构设计中的基础内容

在建筑设计中既要重视概念设计,也要做好结构设计措施。结构措施的好坏将直接影响到建筑设计的效果,因而一定要将其与概念设计有效结合,需做好以下几点:一是选择合适的建筑场地,应当考虑日照长短、防护距离、建筑物间距;二是需要考察场地所处的地貌地形,结合建筑场地的使用性进行分析,以此实施合理的桩基础工程和箱型基础工程;三是选择结构材料和建筑构件时应仔细对待,需保证其质量,以此来提高建筑结构的承载力。

3概念设计与结构措施在建筑结构中的应用分析

3.1概念设计和结构措施的应用关系

概念设计是结构师深入了解整个建筑项目,根据自身的设计经验来设计出最具效益的方案,其必须对建筑物的各项性能进行研究和分析,以保证结构框架的适用性。而结构措施的基础便是概念设计,其需要对结构师的概念设计进行相关研究,根据力学和设计原理来制定设计措施,这是一种定量设计到定性设计的转换。在建筑设计中如果不能制定出切合实际的概念设计则无法实施结构措施,会影响建筑工程的安全性;而如果结构措施制定的不合适,那么概念设计就无法按要求实施,因此,只有将概念设计和结构措施相结合起来并发挥其各自优势,才能保障建筑结构的完整性。

3.2在结构措施中概念设计的相关应用

在结构措施中概念设计主要应用于协同工作。协同工作的概念存在于工业产品设计中,指的是建筑物结构构件之间的配合,将每个构件的作用发挥到极致。良好的协同工作,能够确保建筑结构构件在承受最大重力的同时还具有稳定性,如在设计框架结构的时候,电梯井壁的设计不可使用砖墙承重,而应是实施黏土砖砌筑;在验算抗震时,应充分应用概念设计和结构措施,若要使建筑结构的抗震性能提高,则应当最大化的加剪力墙;在设计结构框架的时候,可采用双向梁柱刚接体系。除此之外,概念设计的协同工作还表现在另一个方面,即在实施结构设计的过程中,需要通过概念设计来确保每个结构构件能够均匀受力,使建筑结构中的每个柱能够均匀承受压力。由于建筑物楼层的增加,则会增加建筑结构底层柱的截面,若要改善这种情况,则可根据实际情况于柱子截面中设置竖槽,以减少短柱的使用,增加建筑结构的承受力,从而为建筑结构的安全性提供重要保障。概念设计在结构措施中的应用还体现在材料方面,建筑工程中材料的使用也不容忽视。在使用建筑材料的时候应当遵循概念设计原则,将材料利用与设计工作相协调,以充分发挥材料的作用,尽量减少材料成本。建筑材料利用率的高低与协同工作配合度的高低有着重要关系。如果协同工作程度高,那么在材料的利用上效果便会好,能促进材料利用率的提高;反之,则会降低。随着我国建筑行业的高速发展,如何提高建筑效益已经成为人们关注的重点之一。用最少的成本做最好的设计,是结构设计的重要目标,例如,在建筑结构中梁构件的材料利用率一直不太高,主要表现在矩形受弯梁截面上,通常来说梁的长度将会对梁的弯曲程度产生决定性影响,这就削弱了梁在大多数曲段上的应力;另一方面则表现在中和轴附近,建筑结构中的梁截面是一种应变梯度,这就使得此部分的材料应用受到构件中心受力情况的影响。只有将构件中心的受力发挥到最佳状态,才能够有效的提升材料利用率。而一般采取的措施便是掏空梁的内部,以此来降低梁自身的重力,减少材料成本。

4结束语

综上所述,为保障建筑工程施工的质量,需要制定完善的概念设计方案,将结构师的设计能力发挥到极致,一切从实际出发,结合建筑场地的实际情况以制定出更为合理的设计方案。除此之外还应当做好结构措施,将其与概念设计相结合,以此促进建筑设计整体效果的提高,保证建筑设计的科学性,提高建筑施工的质量,从而推动我国建筑行业的可持续发展。

作者:丁 可 单位:江苏省建筑材料研究设计院有限公司

参考文献:

[1]杨俊华.概念设计与结构措施[J].工业建筑,2003,(2):38-40.

建筑结构优化措施第6篇

关键词:混凝土结构;抗震;设计

中图分类号:S611 文献标识码: A

一、抗震设计的目标

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中规定了三个水准设防为按规范进行建筑抗震设计的设防目标,即“当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受高于本地区设防烈度的地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。”简称“小震不坏,中震可修,大震不倒”。

“小震不坏”要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算要求及建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。

“中震可修”要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

“大震不倒”要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

另外,为实现该设防目标,在设计验算时须遵守两个阶段的设计步骤。首先要对绝大多数的结构进行多遇地震作用下的结构及构件承载力验算和结构弹性变形验算,对各类结构按规范要求采取抗震措施。其次要对规范所规定的部分结构进行罕遇地震下的弹塑性变形验算。

二、建筑抗震概念设计的基本内容

建筑抗震概念设计的基本内容大致有三部分。一是建筑设计应重视建筑的规则性;二是应合理的选择建筑结构体系;三是对抗侧力结构和构件的延性设计。

1、建筑结构的合理布置,对建筑结构在地震反应中,能够起到重要的作用。为减小地震作用对建筑结构的不利影响,建筑平面形状宜规正,避免过大的外伸或内收。规范规定,若房屋平面的凹凸角不大于该方向总长度的30%,可认为建筑外形是规则的,否则即为凹凸不规则。

2、合理选择结构体系。对于钢筋混凝土结构,一般来说纯框架结构抗震能力有限;框架-剪力墙性能较好;剪力墙结构和筒体结构具有良好的空间整体性,刚度也较大。对于结构体系来说,首先应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。结构平面布置力求简单、规则、对称,避免凹角和狭长的缩颈部位;避免因局部结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力。如框架为强柱弱梁,梁屈服后柱仍能保持稳定;剪力墙结构的连梁先屈服;框架-剪力墙的连梁首先屈服,然后才是墙肢、框架破坏等。其次结构应有足够的刚度,控制结构顶点总位移和层间位移。在小震时,应防止过大的变形使结构或非结构构件开裂,影响正常使用;在强震下,结构应不发生倒塌、失稳或倾覆现象。另外,结构应有足够的结构承载力、变形能力以及耗能能力,具有较均匀的刚度和承载力分布、局部强度、刚度太大会使其他部位形成相对薄弱的环节。主体结构或者非结构构件的不规则、不连续布置也可能引起结构刚度的突变。

3、结构构件的延性。结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。可以采取如下抗震措施,以提高结构构件的延性水平。

1)采用水平向(圈梁)和竖向(构造柱、组合柱)钢筋混凝土构件,加强对气体结构的约束,或采用配筋砌体;使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落,地震时不致丧失对重力荷载的承载能力。

2)应防止构件脆性破坏,保证构件有足够的延性。如采取提高抗剪能力、加强约束箍筋等措施。

3)避免钢结构构件的整体和局部失稳,保证节点焊接部位(焊缝和母材)在地震时不致开裂。

4)突出屋面的塔楼必须具有足够的承载力和延性,以承受鞭梢效应影响。

三、高层建筑抗震设计应遵循的几点原则

1、选择有利场地,避开不利的场地,采取措施保证地基的稳定性。危险场地不宜兴建高层建筑,如基岩有活动性断层和破坏带、不稳定的滑坡地带等等;而为不利场地时,高层建筑要采取相应措施以减轻震害,如场地冲积层过厚、沙土有液化危险、湿陷性黄土等等。

2、保证地基基础的承载力、刚度,以及足够的抗滑移、抗倾覆能力,使整个高层建筑形成稳定的结构体系,防止在外荷载作用下产生过大的不均匀沉降、倾覆和局部开裂等。

3、合理设置防震缝。一般情况下宜采取调整平面形状与尺寸,加强构造措施,设置后浇带等方法,尽量不设缝、少设缝。设缝时必须保证有足够的缝宽。

4、节点的承载力应大于构件的承载力。要从构造上采取措施防止地震作用下节点的承载力和刚度过早退化。

5、减轻结构自重,最大限度降低地震的作用,积极采用轻质高强材料。

四、高层混凝土结构抗震设计中的几点优化措施

1.优化场地选择

在地震灾害发生时,不同地质环境下的建筑遭受的地震破坏的程度有较大的差别,建筑场地的优化选择对于建筑抗震尤为重要。掌握工程的地质、地震等相关资料,掌握地震的活动情况,合理选择建筑场地。对地震危险地段进行综合评估,对于地震多发地段应主动避开,无法避开时应采取相关补救措施措施,选取具有良好的抗震能力的地质环境,岩石、半岩石和密实的地基土有利于建筑抗震,松软的粘性土不利于建筑抗震。同一结构单元的基础应该设置在性质相同的地基上,同一结构单元应该采取相同的地基。建筑场地选择还应该远离有其他重大威胁的场地,例如核电站、大型石油保存设施等等,防止地震引发的核泄漏、石油泄露等其他灾害带来的安全隐患。

2.优化结构参数

优化高层钢筋混凝土建筑结构的震动周期、扭转角度、相关刚度比例等相关参数。运用剪摩理论(砌块结构)和主拉应力理论(砖砌体结构)等力学模型,对建筑结构进行地震作用下内力和变形的分析,计算弹性状态下的建筑结构的地震作用效应,与风荷载效应、重力荷载效应组合,引入相关地承载力抗震调整系数,进行构件截面的优化设计。运用计算机对结构参数进行反复计算和优化,对计算结构进行调查研究,在保证结构的抗震性能的前提下,确定结构的相关参数。

3.优化结构设计

高层钢筋混凝土建筑要满足国家规定的建筑抗震能力的标准,保证主体结构有具备变形调节能力,结构在强大延性作用下,可以恢复到正常状态,削弱主体结构变形对整个建筑结构造成的伤害,保证结构长期稳固。合理布局结构构件,注意协调高层混凝土建筑结构构件之间的受力,按照规整、对称、均匀的原则进行布置,尽可能减小地震发生时结构的弯曲变形、剪切变形、整体平移和整体转动,有条理地设计结构,增加建筑结构的整体抗震能力。注意记录地震灾害信息,根据地震引发的结构变形采取相关的防震措施,对于关键性的微小部位进行处理,维护建筑结构受力的整体一致性,削弱水平方向和竖直方向的不规则的地震力带来的破坏,达到相应的抗震效果。

4.优化抗震防线设置

一般情况下,强烈的地震会伴随着多次余震,有些高层混凝土建筑由于刚度过于柔和,所以在搜到强震破坏之后,主体结构受到损毁,继而在余震破坏下持续破坏直至坍塌,因此高层建筑的防震,出改善建筑结构本身的防震性能之外还要注重设置多道防线,减少第一次强震破坏之后余震带了的持续破坏。建筑的破坏程度主要取决于钢筋混凝土结构的变形程度,因此地震多发地区的高层钢筋混凝土建筑应该按照延性结构进行设计,设置多道抗震防线,进行极限状态的验算避免出现薄弱环节,尽可能减少地震的破坏性,提高了高层钢筋混凝土建筑的抗震性能。

5.优化扭转效应的控制

地震的破坏作用包括水平作用、竖向作用以及扭转作用等,多种力综合作用,产生巨大的破坏效应。建筑结构特别是平面不规则结构的扭转效应会加剧结构在地震中的震害,高层混凝土建筑结构的抗震设计应该注重对于扭转效应的控制。高层钢筋混凝土结构扭转效应的控制措施:优化墙肢布置,减小刚心质心的偏心率;加大周边构建的截面,加长结构四周脚部墙肢,增加平面抗扭刚度;在平面不规则处加设拉梁,增设拉接楼板,增强结构的整体性和抗扭刚度;设置钢骨外框架,在外框架的角部或四边设置钢骨混凝土柱,形成钢骨框架,增加外框架的抗扭刚度和延性。

结语

结构工程师在设计过程中,必须遵守规范要求进行结构设计。混凝土结构的抗震设计就是在结构相对应的地震设防烈度下,合理地确定结构的选型、布置,进行抗震计算,并通过进一步的抗震措施,满足抗震等级的要求,使结构具有足够的强度、刚度和延性,从而保证结构实现抗震设防的目标,真正的使建筑物实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”,尽量减少人员伤亡,经济财产的损失。

参考文献:

[1]高小旺,龚思礼,苏经宇,易方民.《建筑抗震设计规范理解与应用》.中国建筑工业出版社.

[2] 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001). 中国建筑工业出版社.

[3] 吕西林.《高层建筑结构》. 武汉理工大学出版社.

建筑结构优化措施第7篇

关键词: 结构优化设计施工

Pick to: with the rapid development of our country's economy, the acceleration of urbanization process, the backbone of the construction industry status more and more get highlighted, save construction cost is very important in the position in national economy. To save construction cost it is necessary to optimize the construction design and construction design. Combining with the basic characteristics of concrete structures of tall building and the construction requirements, puts forward how to optimize the concrete structures of high-rise building design, in order to and colleagues to discuss.

Keywords: structure optimization design and construction

中图分类号: TG580.23文献标识码:A文章编号:

在当今倡导可持续发展的时代,建筑业进行节约成本建设是必然的选择,这就需要对建筑设计的反方面面进行优化设计。对于混凝土结构设计来说,优化设计的前提是考虑到施工的特点,结合施工的特点才能做到真正的优化设计。现在,国内建筑行业混凝土施工中逐步引进了一些新技术和新建材,这些新技术和新建材在很大程度上提高了建筑混凝土行业的施工效率,减少了很多不必要的浪费,达到了节约的目的。我们知道混凝土拌制物一个最明显的特点就是可塑性,可塑性的主要作用就在于它能够促使混凝土和钢筋牢固地结合在一起。使用混凝土的目的是它具高强度、经济且耐久、坚固抗震的优点。因而在现代建筑中钢筋混凝土结构已经越来越在建筑施工中的占有重要地位。此外,随着建筑行业越来越火热的发展趋势,建筑浪费尤其是混凝土结构上的浪费现象也越来越明显。要减少浪费,做到可持续发展,就必须对混凝土的结构设计进行优化改造。下面首先介绍一下高层建筑混凝土结构的基本要求。

一、高层建筑混凝土结构的基本要求和类型。

建筑因其高低的不同,它承受力的大小和方向也是不同的。对高层建筑来说,建筑结构承受力的方向同时有水平和竖向两种力的作用。这与低层建筑是不同的,低层建筑结构承受的离力的方向主要是竖向的荷载,几乎没有水平力和作用的承受,或者说可以忽略。所以,对于低层建筑结构设计来说,主要考虑的控制因素就是竖向荷载。这种设计方法不能应用在高层建筑结构中设计,因为高层建筑的高度影响,它还有水平荷载的压力。水平荷载不仅仅在高层建筑中是一种主要的荷载,而且它和竖向荷载相互影响,相互作用,共同对建筑施加影响,成为混凝土就够设计中主要考虑的因素。

考虑到高层建筑的这些特点,在混凝土的选用上就需要提高混凝土的质量和数量。首先,我们要对混凝土出厂前进行相关的技术处理,目的是减少水泥的水化热作用,这样可以降低混凝土自身的温度,保证其质量。其次,施工前必不可少的要进行一些必要的应急措施准备,以防在施工时出现意想不到的情况,以确保精心组织、精心施工,万无一失地完成任务。最后,在施工当中,最好采用预拌泵送混凝土,加大对混凝土施工细节的注意,比如混凝土施工缝等。我们讨论的混凝土结构优化设计以及节约建筑成本,都应该在达到高层建筑混凝土结构的基本要求的基础之上进行。

现在,我国采用的高层建筑混凝土结构按照时间的发展顺序主要以下几种:

1、钢筋混凝土结构:

与钢结构相比,钢筋混凝土结构的优点在于整体性好、耐高温性强、舒适度较好、抗腐蚀强、成本低、刚度大、位移不大、维护方便等。现在,随着我国混凝土技术的发展和混凝土理论(高强混凝土、钢管混凝土、钢混凝土、轻混凝土)的发展,我国的钢筋混凝土的发展已经达到了成熟的中后期水平。所以,在我国钢筋混凝土材料受到了很高的重视,应用在很大一部分高层建筑中。

2、组合结构:

相对于钢筋混凝土来说,组合结构更具优点。这些优点主要在于节约钢材、减少污染、提高科技含量、加快施工进程等。所以,对于高层建筑来说,组合结构可以在一定程度上取代钢筋混凝土结构,这就较少了高层建筑的横向和纵向的压力。不仅如此,组合结构在冶金、造船、电力、交通等方面也逐步开始得到应用。

3、新型结构:

相对于钢筋混凝土结构和组合结构,新型结构体系的区分标准时筒体的组成方式。新型结构体系主要由三种类型:框筒体系、筒中筒体系、多束筒体系。之所以称之为新型结构主要是因为与传统的单片平面结构相比,筒体结构可以承受更多的荷载力。在我国,筒体结构的应用并不少见,主要应用的高层建筑的特点是功能多、用途多、楼层高、层数多等。

二、建筑混凝土施工技术的注意点。

1、混凝土裂缝:

混凝土裂缝的预防与控制是混凝土施工中常遇到的问题。由于一些人为的或者非人为的因素,包括作业影响、机械操作、天气变化、技术限制等,常常会遇到裂缝现象,主要出现在建筑墙体和地面。所以,在设计和施工时都必须照顾到这些外在的因素,认识到由于外在因素的不同,同样的混凝土结构也会发生不一样的变化,然后根据裂缝大小、深浅的不同,选择相适应的控制措施。

工程质量问题必须做到未雨绸缪,这就是说在建筑物出现裂缝之前,,技术人员就必须想办法提高混凝土的韧性和抗压性。假如等到问题出现,再采取补救措施,很难收到理想的安全效果,同时在美观上也会收到影响。所以,现在国内建筑混凝土结构设计在施工时就注意对裂缝问题的预防,增强施工期间的强化和监管。可是,实际的施工过程往往会遇到很多临时出现的问题,加之混凝土使用量很大,有一定的不可控制性,这就不可避免会出现建筑物墙体裂缝现象。因此,施工人员在具体操作中,应该严格按照比例标准来,以保证混凝土的强度和抗荷载力,同时不影响后期的美观和安全系数。

2、技术要点:

混凝土的浇筑技术要点主要是指在混凝土进行浇筑之前,施工人员要对几个重要的数据进行检查,同时,把统计到的数据结果记录在案,主要数据有:

(1)混凝土模板的刚度、强度、标高、尺寸和放置预定位置;

(2)预埋件以及钢筋的预定位置、数量多少、保护层厚度等数据;

另一个需要注意的方面就是,在混凝土浇筑前,确保模板内的清洁,这就要求施工人员提前清除模板内存在的杂物和淤泥,确保模板的缝隙和孔洞已经堵严。然后,必须用清水对木模板进行湿润,湿润完成后还要及时清理积水,不能让积水残留在模板上。

浇筑混凝土的方向大体上是由低往高,进行分层浇筑。在混凝土的厚度方面不可以一成不变,每层的具体厚度要依据混凝土结构的配筋情况、捣实方式、天气情况等因素判断。在对于竖向结构的混凝土,在浇筑之前,要提前在底部填入厚厚的一层与混凝土成分相同的水泥砂浆,这样做的目的是保证混凝土结构不会发生裂缝。在每一个完整的结构的浇筑中禁止发生离析现象,这就为混凝土的稳定性打下了基础。同时,在这个过程中应该不断仔细观察预埋件、钢筋、模板、支架、预留孔洞等是否出现变形、移位等不合理现象时,如果出现及时采取措施进行处理。

3、养护措施:

现在,随着人们生活节奏的加快,对工期的要求也越来越短。在建筑施工过程中,泵送混凝土的施工技术就得到了很广泛的应用,因为这种技术不仅可以大大缩短工期,而且在改善混凝土的整体性能方面也很有优势。但是,在具体的施工过程中,往往会出现混凝土强度难以达标的现象,这主要是因为施工人员在进行原材料配比、振捣、浇灌填充等技术时没有严格依照标准进行。这时就需要对混凝土进行养护,具体措施主要有:

(1)顶板混凝土浇捣完成并终凝后,为了避免出现起皮、起灰等情况,要在6h内禁止浇水养护;根据凝结情况,在8h- 12h内可以用薄膜将混凝土覆盖严密,气温低的时候还要在表面加上几层麻袋进行保温、养护。经过3d到4d,大多数情况下混凝土的核心温度高峰期已经过去,这时就可以进行正常洒水养护,洒水养护应该一直持续到14d。

(2)浇捣后,养护措施大体上和顶板混凝土一致,只是在时间上有一些差别。对墙板混凝土进行带模养护的时间不应该少于7d;拆模后同样要用两层麻袋保温措施,然后洒水养护至14d。

三、 高层建筑混凝土结构的优化设计的具体方法:

根据前面介绍的高层建筑混凝土结构的基本要求和类型、建筑混凝土施工技术的注意点等知识,再来探讨高层建筑混凝土结构的优化设计的具体方法就有了依据,即设计应与施工相互衔接,设计时要考虑到施工的情况。

我们追求的目标是混凝土结构的各个构件的内力都能够达到最大的承载力。但是经过了很多研究人员的研究,都没有形成一个最优化的设计规范。因而,尽可能低达到这个标准就成了我们追求的目标。我们知道任何整体都是由局部构成的,进行结构的优化设计就必须有整体和局部的概念,要依据局部服从整体、局部和整体相互呼应的原则。

结合本人的实际工作经验,提出三个混凝土结构的优化设计的具体方法:

1、总造价内容:

要进行建筑结构的优化设计,必须首先了解建筑总造价包括的内容,即上部结构的材料、基础及施工等费用。如果使用了不必要的高强度水泥和钢筋,必然会影响造价。因而能,构件的截面大小和钢量使用的多少对造价的影响非常大。在设计时合理使用高强钢筋,可以有效降低用钢量,减少不必要的浪费,达到节约成本的目的。这里有两种特殊情况需要提出:

(1)在深厚软弱地基上的高层建筑,地基的荷载力非常大,这时就要使用高强砼及高强钢筋,这样可以优化构件截面尺寸,从而减轻结构本身的重力,减少地基的荷载力。。

(2)在地震区地基上的高楼,建筑自重的大小直接影响地震作用力的大小,这时如果能够减轻建筑自重,就能够直接减少地震荷载,显而易见这样就提高了结构的安全度。

2、独立单元:

在建筑的每一个独立单元都有相对独立的结构单元。对这种独立单元内的结构平面形状的要求就是规则、简单、刚度和承载力分布均匀。对于竖向体型的混凝土结构,最好采用均匀变化的规则结构,减少过大外挑和内收的结构的使用。设计时在考虑到施工的可行性的前提下,不可忽视概念设计,即设计人员应该在自己的脑海里形成一种预设的方案,这种方案要在自己的专业知识和实用、美观的原则以内。理论来源于实际,但又高于实际,只有把预设方案和施工的可行性相结合,每个独立单元内的设计和施工图才会有实际意义,才能达到节约成本的目的。

3、剪力墙的平面布置的注意点:

(1)在平面布置中,结构在满足要求的建筑功能的基础上,剪力墙最好分散开来,即沿周边平均分散、重点突出。剪力墙的布置主要看建筑物的的荷载力的大小,例如电梯间、楼梯间等部位的荷载力比较大,这时的剪力墙的布置就要相对集中。

(2)在剪力墙本身的结构中,为了保证结构的稳定性,剪力墙要避免单向有墙的结构,最好的方式是沿主轴方向或其他方向双向均匀布置。

(3)在设计时要在最大可能上减少短肢剪力墙的数量,更不能采用全部是短肢剪力墙的剪力墙结构,这样就减小了结构的稳定性,同时也不利于分散承受重力。

四、结束语:

总而言之,高层建筑混凝土结构的优化设计方法多种多样,但是不论使用哪一种方法都要建立在施工的可行性的基础之上,施工技术必须严格依照设计标准,如果出现施工不可行的情况下,重新审视设计规范。高层建筑混凝土施工技术是科学元素和技术元素的融合和应用,它的实现过程必然需要建筑施工各环节基础技术的支持和管理理论的强化。所以,设计与施工的相辅相成才是实现合理、科学节约成本的有效措施。

参考文献:

[1] 杨克家,梁兴文,张茂雨.带加强层超高层建筑结构基于能力谱法的抗震设 计[J].地震工程与工程振动,2010.

[2]张小龙.建筑混凝土裂缝的施工技术[J].建材发展导 向,2011,(17):138-139.

[3]沈守全.建筑施工技术中混凝土的管理[J].建材世界, 2011,( 4):22-24.

[4]陆明军.论述建筑工程混凝土施工技术的若干问题[J]. 建材与装饰(上旬),2011,( 9):174-174.

建筑结构优化措施第8篇

关键词:智能建筑;电气保护;广泛使用;服务性能

作者简介:张丽(1979-),女,陕西省西安市人。大学本科学历。现供职于陕西西安长庆油田分公司矿区服务事业部兴隆园物业服务处。研究方向为电气工程及自动化

要保证智能建筑内部的借助结构稳定、安全,才能使智能建筑的使用者在使用的过程中具有安全、舒适的使用环境。这些目的想要达成,必须依靠智能建筑的电气系统,只有电气系统正常运行,保证智能建筑中的各个部分在运行时安全,准确,才能为使用者打造良好的生活和办公环境,因此智能建筑的电气保护就非常重要。

1智能建筑概述

对于智能建筑,主要是指在对建筑物进行研究分析之后,针对建筑的内部结构和构成因素,对建筑物的内部结构进行调整和优化。这里所讲的调整和优化具体分为:结构优化、建筑物的系统优化调整、建筑物内部的服务优化、以及管理优化,只有保证这四个方面的内容进行有效的结合和连接,才能使最终的优化方案在建筑结构优化调整中得到实施,确保智能建筑使用者能够在良好的生活和办公环境中进行工作生活。如果从专业的建业行业角度来进行分析,智能建筑的发展方向,是最终朝着科学和智能相结合的方向发展,这有这样,才能满足人们对建筑和生活环境的要求。

1.1智能建筑的含义

智能建筑的含义主要包括对建筑物的内部结构、系统调整、服务升级,以及管理效率四个方面进行合理的优化升级,通过对着四个方面的优化设计,为智能建筑使用者打造一个安全、舒适的生活、办公环境。智能建筑能够为使用者的生活和工作带来很多好处,比如,优美的环境、高效安全的设施,以及建筑成本的合理性。智能建筑中包含了高效的服务和人性化的管理模式,为人们的生活安全打好了基础。智能建筑的结构优化主要包含三个方面:首先,是楼宇自动化系统;其次,是办公自动化系统,最后,是智能建筑的核心部分,这部分是依靠综合布线系统来实现的,智能建筑通过统一一体化的管理和服务体系,打造良好的智能建筑,满足了现代人们对生活和办公环境的要求。

1.2智能建筑的关键技术

智能建筑的关键技术主要包括:

(1)智能建筑的基础技术是电子技术。电子技术确保了智能建筑的自动化实现。

(2)智能建筑采用了计算机技术。

(3)智能建筑中运用了通信技术。这些技术的使用,使智能建筑的性能更强,为人们的生活、工作营造了一个良好的环境。智能建筑的楼宇自动化系统,是智能建筑的核心系统,通过和其他的系统进行网络连接,把其他的系统汇集到自己的系统内部。

2智能建筑的电气保护设计

智能建筑的电器保护设计非常重要,电器保护系统是为整个智能建筑提供电能的部分,智能建筑中对电器的设计关系到供电系统的安全和整个智能建筑的运行,因此,对智能建筑电气系统的保护就显得非常重要。由于每个智能建筑对电气系统设计的要求不相同,因此,市场上也没有统一的设计标准,这就决定了,电气系统的设计可以根据智能建筑的运行情况进行合理的设计,充分发挥智能建筑的优势。

2.1电气保护的设计目的

电气保护工程是智能建筑工程中非常重要的一部分,对于智能建筑的使用者有着非常重要的影响,因此,为了保证智能建筑的各种性能正常工作,要在智能建筑内部的施工建设中,要保证智能建筑内部的建筑结构稳定、安全,只有这样,才能使智能建筑的使用者在使用的过程中具有安全、舒适的使用环境。

2.2电气保护的设计计划

对于智能建筑的电气保护设计计划主要从以下前几个方面进行分析:

2.2.1是TN-C系统的设计

这个系统虽然在智能建筑的运行会出现一些故障,但是由于应用和连接上非常简单,被广泛使用。

2.2.2是TN-C-S系统设计

这个系统能够保证电气之间的连接,虽然在智能建筑中,通常会出现建筑内部结构的变化,但是这个系统内部基本上是不带电的,系统从而达到了保护建筑物和人身安全的目的。如果要引接地线,就要对智能建筑中每个部分的接地系统进行检查,优化调整,保证接地电阻处于电气涉及的正常范围内,保护电气系统安全运行。接下来是TT系统的设计,这类系统在智能建筑中起到的是连接公共电网的作用,这个系统能够有效地保证电气系统在运行时,出现负荷失衡的状况,及时的进行调节,保证电力系统的正常运行,起到电气保护的作用。由于智能建筑的发展,在一定程度上推动了电气技术的发展,电气技术在日常的电气系统应用起到了非常重要的作用,超大容量的漏电保护设备和电气保护技术先后出现,为电气系统的运行打好基础。

2.2.3使IT系统的设计

这个系统的最大优势就是保护接地设备在电流发生故障时,也能够正常工作,为智能建筑的照明部分提供保障。另外,这个系统还具有连接的所有设备,这些设备的外露可以导电的部分,都是经过这些设备各自的接地线进行接地处理。这些设备之间存在无电磁联系,这种设计方式也适用于对智能数据的处理、以及精密供电仪器的检测。

2.3电气保护接地措施

对于电气保护的接地措施,主要分为以下几个方面:

(1)是防雷接地措施。因为智能建筑中存在着很多设施设备,这些设备都是与电气相关的,这些设备和设施分布在智能建筑内部的各个地方,因此要加强对智能建筑的防雷接地措施的应用。雷对建筑的损害非常大,通过防雷系统可以把雷的电流接入地下,防止对智能建筑造成破坏。

(2)是工作接地,直接把电力系统中的一个点和大地进行连接。

(3)是安全接地。

(4)是防静电接地。

(5)是等电位接地。

3结束语

智能建筑因为具有安全、舒适、高效等特点,以及建筑结构的稳定性强、服务性能好等优势,已经被广泛使用,但是智能建筑的优势特点的发挥和电气保护以及接地保护是分不开的。

参考文献

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