关于结构设计方面论文范文文献,与关于住宅建筑结构优化设计的相关论文摘要

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【摘 要】住宅工程项目的建造成本是项目开发成本的重要组成部分,通过结构设计优化可以降低工程建设成本,提高经济效益.文章就如何实现住宅结构的优化设计进行了探索,并提出了相应的设计思路.

【关 键 词】住宅建筑；结构优化设计；钢筋混凝土；影响；建议

1结构优化设计对工程投资控制的影响

住宅工程开发项目的建设全过程可划分为决策、设计和施工三个阶段.工程项目投资控制的关键在于决策阶段和设计阶段.工程设计费用一般不超过建设工程总成本的1%,但在项目投资决策确定后,设计阶段对投资控制的影响程度却高达70%以上.

由于建筑产品单一性的特点,特别是不同地质条件对基础造价的影响很大,致使开发商难于确定针对每项具体工程的经济合理的限额设计指标.在进行建筑方案设计时,开发商和设计人员一般只重点关注使用功能的合理性和建筑立面的美观,而对不同建筑平面布置、不同进深与开间尺寸、不同立面形式、层高与层数等对投资的影响,很少进行考虑.在结构设计时,由于结构设计人员经济意识不强,缺乏经济技术比较手段,结构设计时间紧等原因,在结构方案的选择及结构材料选用时,往往只凭经验进行确定,很难使结构设计达到经济合理.

作者通过对多家设计单位、多项工程的结构施工图进行优化分析,在满足同样建筑功能的前提下,通过结构优化设计后,一般可比常规设计降低土建工程造价5%～10%左右.特别是对于面广量大的多层住宅开发项目,进行结构优化设计具有很好的经济价值和现实意义.

2结构优化设计的基本方法

结构优化设计是在保证建筑使用功能和建筑总体效果的前提下,通过选用合理的结构体系,优化结构布置,对结构受力进行详细计算分析,使整个结构体系既安全可靠,又经济合理.优化后的结构设计,既要满足现行结构设计规范的要求,又使结构各构件之间达到最合适的比例关系,以提高结构整体的抗震性能、抗风性能等功能.同时,优化后的结构设计必须方便施工,易于在工程实践中实施.结构优化设计一般可从下列五个方面进行.

2.1结构优化分析方法

工程结构的优化分析包括两个层次:一是结构体系的优化,主要是确定结构形式、柱网尺寸和墙体布置等；二是对结构构件进行优化,在己确定结构体系的前提下,确定构件的截面尺寸和混凝土强度等级.

在传统设计中,结构体系的确定和构件截面尺寸是凭经验假定的,然后进行分析计算,校核是否满足规范要求,是一种被动的设计方法.优化设计也需要先进行假设,但假设目的不一样,所采用的分析方法也不同,优化设计需按一定的优化方法进行搜索,从而达到结构造价最优,是一种主动的设计方法.

2.2荷载精细化计算

为取得良好的优化效果,在荷载取值上要进行精细化计算.在计算墙体荷载时,应考虑实际墙体高度、长度和开洞影响,墙体高度的取值应扣除钢筋混凝土梁板的高度,墙体长度的取值应扣除钢筋混凝土墙柱的长度,并应扣除洞口面积.消防车等荷载宜按等效荷载取值.楼面活荷载按实际使用功能合理取值,并按规范规定考虑楼面活荷载的折减.正确取用抗震防护烈度、场地类别,合理确定风荷载标准值和风载体型系数,必要时可根据风洞试验确定风载体型系数.根据不同荷载组合和不同计算内容选用荷载分项系数.在进行基础设计时,当上部结构传给基础的荷载为设计值时,应将设计值转换成标准值.

2.3准确理解和使用规范

认真学习国家和当地有关设计规范,理解规范实质,并注意规范的适用范围和规范使用的配套性.如采用《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008),《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)进行桩基设计,在计算桩数时,荷载效应采用标准组合,对应的抗力采用单桩承载力特征值,在确定承台高度及配筋,验算材料强度时,荷载效应取基本组合,采用相应的分项系数,对应的抗力计算采用材料强度设计值.设计人员必须概念清晰,避免混淆.

2.4构件尺寸及配筋的合理设计

构件尺寸一般先按经验确定,然后进行强度验算.在优化设计时,应对不同构件布置方式和不同截面尺寸进行配筋计算,并作经济比较,以确定最优构件布置方式和截面尺寸.剪力墙如能合理布置,可使大部分剪力墙的配筋不是由内力控制而是构造配筋.抗震墙分加强部位和非加强部位,边缘构件分约束边缘构件和构造边缘构件,这两种边缘构件的配筋相差很大,应分别按不同的构造要求进行配筋.对于截面宽度较小的梁,配筋量较大时需放2～3排钢筋,可将梁宽适当放大,尽量布成单排,以增大梁的有效高度.跨度较大的悬臂梁,除角筋外可在跨中切断,既节省钢筋又方便施工.

2.5合理的构造设计

按构造配置的钢筋,只需满足最小配筋率要求,不必提高其配筋.较大直径钢筋优先采用焊接或机械连接,钢筋搭接和锚固长度应按规范公式进行计算,不必加长.剪力墙结构中存在部分短肢剪力墙时,不应整体提高抗震等级,只需对短肢剪力墙的抗震等级提高一级.

2.6选用高性价比材料

要降低钢筋混凝土结构的用钢量,应尽可能采用性价比高的高强度钢筋.HRB400的强度设计值比HRB335高20%,HRB335比HPB235约高43%,而不同强度等级钢筋的价格相差一般不超过5%.可见,性价比从高到低依次为:HRB400,HRB335,HPB235.对于配筋按强度控制的构件,直径≥12mm的钢筋应优先选用HRB400钢筋；直径<12mm的钢筋,宜选用HRB400,HRB335钢筋.

通过对受弯构件经济配筋率的计算分析可看出,当混凝土强度等级>C30时,采用HRB400比HPB235可降低20%用钢量,当混凝土强度等级等于C30时,采用HRB400比HPB235可降低7.5%用钢量,当混凝土强度等级C30时,应优先采用HRB400钢筋,而当混凝土强度等级
该文来源 http://www.sxsky.net/jingji/0657493.html

3推行结构优化设计存在的困难

3.1对设计的经济性缺乏考核指标

由于设计工作的特殊性和建筑产品的单一性,不同的工程有各自的特点,难于确定每个工程项目的合理经济指标,所以针对不同项目的设计成果,对设计的经济合理性缺乏明确的量化考核指标.施工图审查单位在审图时,重点是审查设计单位的资质、建设手续、设计施工图是否满足强制性条文和设计规范的要求,强调结构的安全可靠性,而对设计是否经济合理不作审查.

3.2开发商对优化设计的意识不强

开发商往往把投资控制的重点放在施工环节上,而对设计对投资影响的重要性认识不够,对设计环节控制重视不够.开发商很重视施工招标,在施工招标中,施工单位通过投标报价让利和其它优惠条件争取中标,从而使开发商的工程建造成本得到有效控制,但往往忽视了设计方案的优化会带来更大的经济效益.虽然目前已普遍实行设计招投标,但在设计招标评标时,往往过于看重设计方案的效果和设计费报价,而对设计方案的经

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在方案设计阶段,为了获得满意的设计效果,开发商往往愿意花费较长的时间对设计方案进行反复修改,而设计方案一旦确定,对初步设计和施工图设计的时间往往抓得很紧.特别是结构设计,设计计算和绘图的工作量大,结构施工图又是最先用于施工的,出图时间很紧,结构设计人员往往要连续加班,才能满足业主的出图时间要求.在这种情况下,设计人员根本没时间进行多方案的经济技术比较.

3.3设计单位对优化设计缺乏动力

由于目前尚缺乏公平的设计市场竞争机制,设计收费是按建筑面积或按造价的一定比例计取,几乎跟投资的节约和设计质量的优劣无关,不能做到优质优价,使优化设计失去动力.由于设计是否经济合理与设计人员的利益无关,

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