房屋结构设计中的建筑结构设计优化.pdf
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1、房屋结构设计中的建筑结构设计优化*戚世锋(广西桂川建设集团有限公司 广西 玉林 5 3 7 7 0 0)摘 要 在建筑物的选择与布置上兼顾其实用性与安全性,同时兼顾其经济性与艺术性,以满足其多元化的需求。住宅的建筑结构构造与很多方面有关,既要确保住宅建造的总体品质,又要通过最优方案来减少住宅中的钢筋,减少住宅造价,取得较好的经济效益。笔者结合工程实例,对该建筑结构进行优化设计,以期为同类建筑提供借鉴。关键词 房屋结构 建筑结构 设计 优化;中图分类号:TU 3 1 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 2-2 8 7 2(2 0 2 3)0 9-0 1 2 1-0 41 建筑结构设计技术优化概
2、述1.1 基础结构设计优化重点基础质量的好坏直接影响到建筑物基础的稳定性,设计单位既要对以往的设计经验进行总结,又要与建筑施工单位密切配合、有效地沟通,广泛吸纳建筑基层设计及施工方面的专业人士的观点,最终制定出一份适合于项目实际的基层施工方案。比如房屋的抗震能力不仅取决于抗震墙体的建造要求,还取决于房屋的上、下两部分结构的配合1。因此,在进行房屋的结构设计时,既要考虑抗震要求,又要考虑基础的构造形式,从而使基础的构造更加科学合理。1.2 建筑整体结构设计优化重点建筑工程的总体结构的设计质量和总体结构的设计水平对建筑工程的各个方面都有很大的影响,如建筑结构的抗震性能、抗剪能力、建筑资源消耗情况等
3、。所以在进行建筑整体结构设计时,一定要根据工程需要,有针对性地对建筑设计方案进行技术上的优化。目前,我国建筑结构的总体结构设计主要有框架结构、短肢剪力墙结构、框架-剪力墙结构等,都具有独特的构造优势。因此,在进行建筑设计时,要根据建筑产品的使用目标以及建设项目的实际条件,对其所包括的各项因素进行科学合理的技术优化。1.3 建筑结构细部设计优化重点在建筑结构中,将多个矩形板彼此相连,以增加结构上的应力。同时,通过多个矩形板的组合方式,可以很好地控制墙体的角缝。此外,由于抗震墙体主要使用的是冷轧带肋钢筋,因此,在结构抗震墙体的设计过程中,应将其用量保持在一定的范围内,以便于后期的现场施工作业,并减
4、少工程造价成本。在对建筑物进行细节设计的过程中,为保证细节的精度,经常使用3 D建模方法来构建细节建模,使得细节建模更直观、更精确2。2 建筑结构优化措施2.1 概念设计优化技术措施为了确保建筑结构设计的连贯性,在进行设计前,设计团队应该对建筑物所在的区域进行实地考察,获得第一手的设计资料,一起讨论建筑结构设计的思路,着重讨论建筑材料的设计标准和相关的参数。在讨论关于建筑结构概念的问题时,既要有设计团队中的相关人员,也要有建设单位中的相关人员,力求在设计方案的形成过程中,对建筑的结构设计概念达成一致。通过对建筑结构设计的前期内容探讨,提升对建筑结构设计的准确性和完备性,并降低因建筑结构设计概念
5、和设计方案内容模糊而导致的后续施工进度推迟的可能性3。此外,在建立建筑结构设计概念时,把建筑的各个方面都结合起来进行系统性的讨论,可以有效的加深相关人员对建筑项目和结构设计的理解。2.2 建筑安全结构技术优化措施在施工过程中必须贯彻“安全第一”的方针,以保证施工质量的持续提升。基于此,建筑结构的设计者必须对周围的自然环境有一个较为透彻的了解,并做出合理的判断,特别是在连续降雨或较大的季节降雨121(建筑科学)2 0 2 3年0 9月 陶陶 瓷瓷 CC ee rr aa mm ii cc ss *作者简介:戚世锋(1 9 7 8-),硕士,高级工程师;研究方向为建筑工程施工管理。区域,要注意降雨
6、对建筑物本体的不利影响,在进行设计时要有针对性的应对措施。在此基础上,工程设计者要充分认识到在特定的自然条件下如地震等,对工程进行合理的防护,使其在特定的自然条件下,仍然具有较强的抗灾能力。在建筑结构的抗震性能分析中,应考虑建筑结构的抗震性能。3 建筑结构设计优化3.1 工程概况笔者选择了一栋住宅楼作为研究对象,该大楼的总高度为8 0m,是一种具有A类高度的钢筋混凝土高层建筑。本项目的主要结构是一种现浇钢筋混凝土剪力墙结构,安全等级为三级,抗震设防级别为乙类,它的设计使用年限为5 0年,抗震设防烈度为8度,建筑场地类别为I I类,设计基本地震加速度为0.0 5g。该地区的基础风压力为0.3 6
7、 2k N/m,积雪压力为0.4 6 2k N/m。本工程的风荷载系数为1.4,地表的粗糙度为B级。该区域的原有地形为涟水河流域的冲沉积阶地。井眼孔口标高大约为4 8m。该地基属于中等强度的软黏土,该地基属于二类。从上到下的各个层次如图1所示。图1 工程地基各个土层3.2 结构选型3.2.1 竖向结构选型本工程为2 6层8 0m的多层住宅,根据住宅楼的高度和用途,有两种结构型式可供选用。然而在纯住宅小区中,框架柱的存在会在某种程度上影响到整体的空间感受,而且住宅小区中的房屋划分也不够规范,这就导致框架柱的网络化布置很难做到规则均匀。尽管在承载力方面,柱的抗侧向承载力比剪力墙低,但是柱的抗侧向承
8、载力更强,且柱的抗侧向承载力也更强。将中部圆柱与剪力墙结合,可以构成一种抗侧能力很强的结构体系,特别适合于多层结构体系。但若在低烈度区,又不是高层建筑时,因结构刚度过大,容易造成地震效应过大且成本过高4。通过比较两种方法的优缺点,最终确定采用剪力墙承重结构。3.2.2 水平承重结构选型剪力墙既要承受竖向荷载,又要连接竖向荷载。所以,水平受力的设计对保证建筑物的总体稳定和水平荷载的有效传导起到了很大作用。对于水平荷载作用下的结构形式,可分为板式、无梁式、密式、带肋、带肋和带肋等。鉴于 高层建筑混凝土结构技术规程 对5 0m及更大高度的剪力墙采用了现浇板,本工程采用了目前广泛采用的现浇板来进行水平
9、受力。另外,根据现行规范,对于现浇式建筑,其混凝土强度一般为C 2 0C 4 0,故本次工程选用C 3 0。3.2.3 底部结构选型在工程建设中如何选取合适的基础,直接影响到工程建设的安全,同时还影响到工程建设的成本和进度。所以,在建筑物的设计中选用稳定性好、承载能力大、沉降量少的土层为基础的承载层。此外,所选取的基础形态也要具有一定的稳定性,刚性大、变形小,而且要有很强的抗倾覆和抗滑移的能力,尽可能的避免由于地面不均匀的沉降而造成的倾斜。在多层结构中,常有筏形基础、箱形基础、桩形基础等5。该项目采用钻孔灌注桩法,采用现场浇筑水泥土作为围护结构。它是人工开挖成孔洞,然后在孔洞中放置钢筋笼子并灌
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