建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的優(yōu)化方法與措施

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建筑工程在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)特別是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中占有舉足輕重的地位,與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。經(jīng)過(guò)審查合格的設(shè)計(jì)圖紙是整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的指導(dǎo)和依據(jù),對(duì)建筑工程項(xiàng)目的順利實(shí)施尤為重要。從建筑方案階段入手,建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4建筑體型及其構(gòu)件布置的規(guī)則性中的要求。建筑體型盡量規(guī)則,避免出現(xiàn)特別不規(guī)則建筑,杜絕出現(xiàn)嚴(yán)重不規(guī)則建筑。對(duì)建筑設(shè)計(jì)的每一個(gè)組成部分和細(xì)節(jié)進(jìn)行全面研究,并達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)水平。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)最大限度地利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù),以終為始,從而能夠有效地控制建筑成本。

  設(shè)計(jì)使用年限是影響建筑成本的重要因素,建筑設(shè)計(jì)初期,應(yīng)明確該建筑的設(shè)計(jì)使用年限。設(shè)計(jì)使用年限為5年、25年、50年、100的建筑,其結(jié)構(gòu)重要性等參數(shù)都是不一樣的。應(yīng)根據(jù)甲方要求的設(shè)計(jì)使用年限,進(jìn)行建筑工程做法選擇,結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置及計(jì)算,避免過(guò)度設(shè)計(jì)的出現(xiàn)。

  一般高層住宅類(lèi)建筑優(yōu)選剪力墻結(jié)構(gòu),別墅類(lèi)建筑優(yōu)選混凝土異形柱框剪結(jié)構(gòu);多層辦公類(lèi)公共建筑優(yōu)選混凝土框架結(jié)構(gòu);單層鋼結(jié)構(gòu)廠房?jī)?yōu)選門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)。這些只是一般情況,具體工程還應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況具體分析。例如:高烈度區(qū)的多層公共建筑,如選擇混凝土框架結(jié)構(gòu)可能會(huì)造成梁柱截面過(guò)大,影響建筑的使用功能,這時(shí)鋼框架結(jié)構(gòu)可能更為合適。

  結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化設(shè)計(jì),是在選定結(jié)構(gòu)形式后,結(jié)合實(shí)際建筑使用功能,進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)布置。同樣的結(jié)構(gòu)形式,結(jié)構(gòu)布置不同,整個(gè)工程的結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也會(huì)有著較大的差別。經(jīng)過(guò)近些年的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié),使用頻率最高的便是單向次梁和主梁+大板式這兩種形式,一般當(dāng)?shù)叵萝?chē)庫(kù)柱網(wǎng)在6米左右時(shí)常采用大板式,當(dāng)?shù)叵萝?chē)庫(kù)柱網(wǎng)為8米左右時(shí)常采用單向次梁模式。選用抗地震作用及抗風(fēng)荷載性能好的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置方案,所選用的結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力簡(jiǎn)捷、合理,結(jié)構(gòu)布置中盡量避免出現(xiàn)三級(jí)、四級(jí)次梁。結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位,薄弱部位以及施工操作有一定困難的部位應(yīng)采取加強(qiáng)措施,設(shè)計(jì)中適當(dāng)留有余地,以策安全。基礎(chǔ)是上部結(jié)構(gòu)的嵌固端,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的地勘報(bào)告進(jìn)行。對(duì)于地基承載力較好且基底壓力不太大的項(xiàng)目,首選天然地基,天然地基設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,施工難度小,施工成本較低。當(dāng)天然地基不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),可選擇進(jìn)行地基處理或者樁基礎(chǔ),在工程設(shè)計(jì)中最常用的是強(qiáng)夯、換填、CFG樁、預(yù)制樁、灌注樁。

    在優(yōu)化設(shè)計(jì)的后期,可以引入BIM技術(shù)來(lái)提高設(shè)計(jì)參數(shù)的準(zhǔn)確性,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的空間布局。BIM技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目可視化,解決一些技術(shù)問(wèn)題,如管線碰撞、結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)高錯(cuò)誤、建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)圖紙不一致等。裝配式技術(shù)的運(yùn)用可降低施工現(xiàn)場(chǎng)的人工成本,提高施工效率。BIM技術(shù)所代表的現(xiàn)代信息技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,使之能夠利用BIM技術(shù)建立三維建筑設(shè)計(jì)模型,將建筑信息納入系統(tǒng),優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)效率,并根據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果,確定每一個(gè)建筑細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)選擇。信息技術(shù)有許多優(yōu)勢(shì),如視覺(jué)、結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù),比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)更精確,三維模型更清晰,使設(shè)計(jì)人員能夠在改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面做好大量工作,使建筑設(shè)計(jì)能夠?yàn)殡S后的施工提供重要指導(dǎo)。


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