建筑结构设计优化包括哪些内容
一、结构的概念优化设计:
主要包括结构体系的选择、建筑场地的选择、建筑外形、建筑布局的合理化。要求结构优化设计在确定建筑方案确定阶段就要介入。选择合理的体系,采用尽可能规则的平面形式,避免大开洞和大悬挑,以及立面刚度突变,这些不仅可以大大提高结构的安全性能,也是结构设计、结构优化设计的重中之重,对节省建造成本尤为重要。
二、主要构件的优化设计
主要包括结构的布置、建筑材料的选择、构件尺寸的选择、钢筋配置的合理化。一个合理的结构设计其大部分构件配筋都应该是在合理的构造配筋范围内。一味的加大配筋不是好事。拿强柱弱梁来说,其目的就是让梁先坏来保证柱不坏以防止结构发生整体垮塌。如果设计者不理解规范的意图,通过盲目加大材料用量来解决安全问题,以为结构更安全了,实际上起了反作用,使结构变的更不安全了。
三、细部节点的优化设计
细部节点,如立面线脚、挑檐、圈梁、压顶的设计优化,往往会被设计人员忽视。但其却也是建造成本的重要做成部分。进行严格控制,避免非计算要求之外的额外浪费。
泰大建科的建筑结构的优化设计,主要是对设计总图中关于钢结构部分优化和细化。一般来说,原始设计图纸是从满足建筑物功能要求出发进行钢结构设计,主要考虑点是满足建筑外观、使用功能、结构强度。
而泰大建科进行钢结构深化,主要从实际施工角度出发,对于使用原始图纸进行钢结构施工过程中所可能遇到的一些列问题作出细化调整,在实际开始施工前就解决这一系列问题。深化的内容因此也包括了对原图纸不合理之处作出调整,对原图纸不详细部分进行补充,做到降低结构用钢量,节省成本。
但并不是所有的工程都能进行优化,而可以进行优化的图纸也不是不合格。对于钢结构施工图,以下几点原因造成了大部分图纸存在优化的空间:
1) 结构设计是一项非常复杂的工作,设计师的水平并不一样,有时候利用巧妙地设计思路,可以节省大量的用钢量。
2) 设计师在做项目的时候时间是有限的,在有限的时间内,一个项目不可能做得非常精细。
3) 设计师没有动力去做一个优化的设计,因为用钢量节省了对他没有好处。
4) 有一些专利方案,只有拥有专利权的人才能使用,设计院的专利方案较少。而是利用泰大建科这些专利方案,可以节省较多的工程造价。
所以说,一般来看钢结构设计图纸均有优化空间
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。
二、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。
三、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。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。
科技名词定义中文名称:结构优化设计;
定义:工程结构在满足约束条件下按预定目标求出最优方案的设计方法;
应用学科:水利科技(一级学科);工程力学、工程结构、建筑材料(二级学科);工程结构(水利)(三级学科);
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布。
传统的结构优化设计,实际上指的是结构分析,其过程大致是假设-分析-校核-重新设计。重新设计的目的也是要选择一个合理的方案,但它只属分析的范畴;且只能凭设计者的经验作很少几次重复以通过“校核”为满足。结构优化指的是结构综合,其过程大致可归纳为:假定-分析-搜索-最优设计四个阶段。其中的搜索过程是修改并优化的过程。它首先判断设计方案是否达到最优(包括满足各种给定的条件),如若不是,则按某种规则进行修改,以求逐步达到预定的最优指标。