结构设计开端研究论文

2022-05-02

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《结构设计开端研究论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。摘要:房建结构体系设计与抗震设计是房屋建筑设计的重点内容,对房屋建筑设计质量及其设计水平提升都有着十分重要的作用和影响。本文将结合房建结构设计的要求,对房建结构设计体系选型及其抗震设计进行研究,以促进房建结构设计与抗震设计的合理性提升,推动房屋建筑施工与建设的不断发展。

结构设计开端研究论文 篇1:

房屋建筑结构优化设计研究

【摘要】随着时代的发展以及人们生活品味的提高,对于房屋建筑的结构设计要求也越来越高。在房屋建筑的结构设计中应用优化技术,有助于在保证房屋建筑的功能性、安全性和耐久性的同时,降低投资成本,强化结构性能。本文通过对结构设计优化方法进行分析,研究其在房屋结构设计中实际应用的具体方法。

【关键词】房屋建筑;结构设计;优化技术

房地产行业的发展越来越迅速,建筑结构设计也成为该行业的重要环节,对结构设计的要求也越来越高,结构设计优化技术能够为建筑整体方案的设计提供有效参考,是实现建筑“安全、经济和适用”的设计目标的有效路径。因此有必要进行房屋建筑的结构优化设计。

1、结构设计优化的概述

结构设计优化,就是通过充分发挥房屋建筑材料本身的性能,以实现各个构件以及各个环节设计的相互配合,优化结构设计,达到房屋建筑结构的优化。。通过结构优化方法,对实际工程中的建筑结构进行全面的研究,使建筑的总体结构以及建筑各个分部衔接得到完善以及优化。与传统设计的结果相比,优化结构不仅提高传统结构设计的安全性,而且把社会中所具有的价值学以及审美学完美结合其中,不断提高结构设计水平,促进建筑设计应用的整体性协调发展。结构设计优化具有传统结构设计的安全性能,同时还具有审美和实用的特点,降低建筑成本,协调建筑的完整性,并使其具有较高的经济效益。结构设计优化目的在于使房屋建筑的设计方案、设计决策更为科学性,提高建筑安全性和抗震性的要求,有效地达到房屋建筑的安全实用、经济美观效果,提高房屋建筑结构的设计水平。

2、房屋建筑结构设计优化技术分析

建筑结构优化设计的主要内容是建筑基础结构、屋盖结构、维护结构等,在这些结构的设计过程中必须要以工程实际情况为依据,加强关注工程进度与发展,并以适当控制工程造价,这样才能使建筑结构优化符合设计理念。房屋建筑中结构设计的优化技术旨在满足设计标准和建筑结构功能的基础上,充分考虑设计进程中可能遇到的问题,在经济最合理的情况下实现结构设计的优化。基本内容是:对房屋建筑进行全面的受力分析后进行结构选型,对建筑构件的布置方式进行合理分析和优化设计。

2.1建立结构优化模型

建筑结构优化计算方案和优化设计模型是建筑结构优化设计的两个重要组成部分。结构设计优化就是在众多的变量中选出重要的参数,针对这些参数进行函数模型的建立,从而计算出最优解。设计人员最终设计方案中起决定性作用的参数主要包括房屋价格、预期产生的损失参数或房屋构架性能参数等。如考虑因素变化幅度较小,则建筑结构设计、编程以及计算难度就会降低。通常来说,模型的建立总共分为两个部分,首先是选择较为合理的设计变量,这对模型的构建有着至关重要的作用,同时变量设计也会影响到参数的选择,合理的计算变量能够有效地减少计算编程的工作量;其次是确定目标函数。目标函数的确定要先找出能够满足函数条件的最优解,然后对约束条件进行确定,约束条件包括尺寸、强度、弹塑性以及应力等方面。在进行建筑结构优化的时候,要保证这些约束条件都在规定的范围中,满足设计所需的要求。在实际设计过程中,设计者应严格遵守各项规定,确保各种条件均能符合相关规定要求,以便实现设计结果最优。

2.2结构决定计算方法执行

在房屋结构设计过程中会遇到很多计算程序,房屋结构的优化设计是运用数学方法对所有结构重新计算以达到最优结果,因此在计算过程中,要确定各种可能性,选择最优方案; 在没有约束条件时,先进行有效计算,再根据约束性得到最佳结果; 在计算过程中充分讨论,及时提出并解决问题,以实现计算工作效率和效益的同时提高。同时,要全面地考虑到变量的因素,运用科学合理的计算方法进行建筑结构的优化设计工作。

2.3程序设计

程序设计就是在设计优化计算好方案的基础上,进行程序的编写,将程序导入计算机中,在后期的计算过程中只需要将相关的数据输入系统中,通过计算机计算就更加直观的得出结果。

2.4结论分析

在进行结构优化设计的时候,要全方面地考虑到各种阻碍因素,最大程度地保证建筑的结构优化设计工作的完成。在统计各种情况后,设计者需根据所有统计情况确定设计最佳方案。在分析结论过程中需要征求各方意见,平衡各方利益,同时需多方位、多角度分析问题,不能遗漏任何可能发生的情况和细节。在选择方案时,也要兼顾技术改进,用技术地提升节约资金地投入。

3、房屋建筑结构设计优化措施

3.1房屋结构优化的前期设计

前期设计是房屋结构优化设计的关键环节,对于房屋住宅的整体设计以及工程项目的资金投入等都会产生直接的影响。在施工前期,我们会设计出各种各样的房屋建筑物结构布置方案,面对这些方案,须选择科学、规范的方案。如果优化设计技术在前期的方案设计中被忽视,将导致结构设计优化技术的应用受到阻碍,结构设计的合理性和可行性都会出现偏差,增加结构设计的难度和成本。因此在进行房屋住宅的整体结构优化设计时,必须优先考虑前期设计,采用科学合理的设计方案,保证工程初期能够有一个良好的开端。

3.2整体性与局部性考虑

房屋建筑是一項具有复杂性与层次性的工作,想要进行结构上的优化设计就要综合考虑建筑的整体与局部的优化设计。从整体性的特点上来看,房屋建筑的结构设计包含了设计体系、结构体系和安装设计体系等相关内容,每个提下下面又包括了若干下属体系。在进行房屋建筑的设计时,相关的设计人员应当对各个下属系统和体系进行优化,促使各个布局间的横向关联冲破,保证各环节之间能够协调搭配。因此,房屋结构设计中的建筑结构设计,都需要以整体性为基础,展开局部性与整体性的优化工作,从而实现房屋结构设计中建筑结构设计的优化,全面提高房屋建筑质量。

3.3建筑结构优化与建筑格局

在房屋建筑的结构设计优化中,进行优化的过程中想要实现房屋的外形和结构的合理的融合,就要做到建筑的整体平面和整体结构的配合。而想要使得房屋建筑的整体平面和整体结构实现紧密配合,具体的表现首先就是要保证房屋建筑的简洁原则,例如: 保证房建筑墙体与建筑支出间不会产生错位现象,时刻保持房屋建筑高度与建筑截面面积的高度适应,达到建筑整体结构与整体平面的配合性目的。并且,房屋建筑结构设计的过程较为复杂化,诸多转交部位的承受性能有待加强。在这一现实要求下,需要进一步加大转角部位的承载能力,在优化设计过程中,增强施工材料的强度值,采用强度值较高的施工材料展开工程建设。此外,要最大程度保证房屋建筑结构的整体钢芯与重心力、质心之间交叠的准确性,防止扭转局面的出现。

结语:

总之、建筑结构设计优化在房屋结构设计中有着重要的影响,对房屋结构的优化设计,可以使得建筑的功能与外形都得到一个科学的规划与提升。因此,相关设计人员在满足建筑使用要求与质量的前提下,需要不断精益求精的对房屋建筑结构进行优化设计,才能够满足人们对于住房的需要。

参考文献:

[1]许宗雨.探析房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].江西建材,2014.

[2]齐建民.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].科技资讯,2015.

作者:施新华 孙华锋

结构设计开端研究论文 篇2:

探究房建结构设计体系选型及抗震设计

摘 要:房建结构体系设计与抗震设计是房屋建筑设计的重点内容,对房屋建筑设计质量及其设计水平提升都有着十分重要的作用和影响。本文将结合房建结构设计的要求,对房建结构设计体系选型及其抗震设计进行研究,以促进房建结构设计与抗震设计的合理性提升,推动房屋建筑施工与建设的不断发展。

关键词:房建结构设计体系选型抗震设计研究

随着城市建设的不断推进,我国建筑行业的快速发展,使得当前城市建设中的建筑工程数量及规模也不断增加,另一方面,为缓解城市化发展中城市人口数量快速增长与土地资源严重不足之间的矛盾问题,作为城市建筑主要形式的高层建筑,在当前我国的建筑行业发展中越来越受关注。值得注意的是,结合当前我国高层建筑工程的施工建设与设计情况,由于其设计水平并不能满足当前的时代发展需求,导致高层建筑工程设计中存在的质量和安全问题较为突出,对建筑行业发展以及城市建设的不断推进都形成了较大的制约影响。此外,房建结构设计体系选型与抗震设计作为房屋建筑工程设计中的两大重要项目和内容,对建筑工程设计的整体质量和水平存在着重要的影响,因此,围绕房建工程结构设计体系选型与抗震设计的有关内容进行研究讨论,从而推动我国建筑工程设计的不断发展和提升,具有十分积极的作用和意义。

1房建结构设计体系选型分析

1.1房建结构设计体系选型的影响因素

结合房建结构设计体系选型的具体内容和情况,在实际设计与分析中,需要从以下几个方面对其主要影响因素进行分析和考虑。

首先,进行房建结构设计体系选型时,需要从工程地区的施工环境与周围条件等因素层面,对其建筑结构的具体设计与体系型式进行分析思考,从而确保其结构设计与结构体系形式的选择合理,提高房建结构设计的质量和水平。一般情况下,对房建结构设计,为确保设计质量和效果,需要对施工地区的地质/水文条件以及周围环境进行综合分析/评估,并根据评估结果进行房建结构设计,以避免各种施工环境与条件对房建结构设计的不利影响。此外,在进行房建结构设计中,对其结构类型的选择也需要结合施工地区的周围环境和条件进行综合分析,由此可见,施工地区的环境与条件对房建结构设计体系选型存在重要的影响。

其次,房建结构设计体系选型还需要从建筑功能性要求和标准因素层面出发,根据建筑的功能性要求和标准,合理选择和调整房建结构设计体系,从而确保建筑的结构布局与功能特征能够符合实际应用需求。在房建结构设计体系选型中,针对结构功能具有差异性的建筑工程,在进行建筑结构设计中,需要对建筑的结构体系与功能划分进行明确,从而确保建筑结构设计中的各项资源条件能够充分利用,进而对建筑工程的结构与功能要求进行满足。

此外,房建结构设计体系选型还需要对建筑结构材料的功能性及特征进行考虑。建筑结构设计中,建筑结构材料的功能与特征是影响建筑结构设计的重要因素之一,并且其在建筑结构与功能上的作用和影响具有直接性。针对这一情况,在进行房间结构设计体系选型时,需要对建筑结构材料进行合理选择,结合建筑结构材料的功能和特征进行充分考虑,并将其融合到建筑结构设计中,从而通过经济/合理的建筑结构设計,对建筑结构的整体性和功能完整性进行保障,促进建筑结构设计质量和水平提升。

1.2房建结构设计体系类型分析

房建工程结构设计中,其常见结构体系主要包括剪力墙结构与框架-剪力墙结构等不同类型。其中,剪力墙结构的建筑工程,其结构主要受力部分表现为平面剪力墙构件,并且对建筑结构中的水平荷载与垂直方向荷载都是由单片剪力墙结构进行承载。与其他建筑结构型式相比,剪力墙结构的建筑工程不仅具有相对较好的结构延性,而且建筑结构在受力作用下的传力形式表现也比较均匀,此外,再加上剪力墙结构建筑的整体性相对较好,在地震作用下的建筑结构抗震能力表现也比较强,在实际建筑结构设计与应用表现较为广泛。

其次,框架-剪力墙结构的建筑,是针对建筑结构的框架体系刚度相对较低,再加上其建筑结构强度也表现较弱等,不能满足当前建筑工程施工建设中的结构要求和规范,因此,在建筑结构设计与工程施工中,需要结合建筑平面设计情况,对建筑结构中的一些部位采用剪力墙结构形式对传统的框架建筑结构形式进行替换,从而促进了建筑结构设计中的框架-剪力墙结构型式出现和广泛应用。框架-剪力墙结构的建筑工程,在建筑结构受到水平方向的荷载作用影响时,就可以通过剪力墙结构和框架结构之间的梁柱连接,并且在这种连接形式的较高刚度性能支持下,对建筑结构的整体强度与刚度要求进行满足,从而促进建筑结构的整体性能与质量提升。此外,框架-剪力墙结构的建筑工程中,其建筑结构在受到楼板作用影响时,就会促使建筑结构的较为全面结构体系形成,并由建筑结构中的框架结构部分对垂直方向荷载进行主要承担,而剪力墙结构部分则主要进行水平方向的荷载承受,从而形成较为完整的建筑结构受力承载体系。

2房建结构抗震设计分析

抗震设计作为房建结构设计中的重要内容和要素,结合房建工程的抗震设计要求,为满足建筑结构的抗震性能,对房建结构的抗震设计应遵循以下设计原则和要求。

首先,在房建结构抗震设计中,对房建结构的抗侧力构件布置与设计,需要结合建筑结构的功能性要求,进行均匀与规则的布置,从而确保房建结构设计与抗震设计符合要求,提高房建结构的质量和性能水平。房建结构设计中,对结构单元应按照有效分离与牢固连接原则进行设计,对结构单元之间的连接方式进行合理选择,避免独立的结构单元中存在应力过于集中情况,同时注意对建筑结构中的抗侧力构件进行合理布设,以避免对建筑结构整体性能与质量的影响;对地震作用下建筑结构中容易出现的扭转问题及影响,需要在建筑结构中的楼梯与电梯布置中,尽量避开端部与凹角部位,以竖向布置方式进行建筑楼梯与电梯设置,并且避免设置过程中存在较多的内收结构和外挑结构情况,从而确保结构刚度能够沿着建筑房屋的高度进行均匀分布。

其次,房建结构设计中,为确保建筑结构的抗震性能符合有关要求和标准,对建筑结构构件设计,不仅需要保证所设计应用的构件承载能力较高/稳定性相对突出,并且对建筑结构构件设计应按照“强柱弱梁/强节点弱构件以及强剪弱弯的基本原则设置,对建筑结构中表现相对薄弱的构件部位与区域,应注意采取相应的保护措施进行有效防护,以避免地震作用下该结构部位的受力强度与抗拉能力等相对薄弱导致结构整体抗震性能较低,从而对建筑结构的整体性能与质量产生不利影响。

最后,在进行房建结构的抗震防线布置与设计中,由于建筑结构设计中,其结构的抗震体系是由多个延性相对较好的结构单元体系共同构成,并且各构成单元体系之间的相互协调性表现较好,因此,在进行建筑结构中的抗震防线设计时,对抗震体系的各构成单元及其协调性也需要进行充分考虑,从而确保建筑结构的整体性能良好,满足其结构抗震设计的要求。

3结束语

总之,对房建结构设计体系选型及抗震设计研究,有利于促进房建结构设计质量和水平提升,从而推动房建工程的施工建设发展与设计进步,为我国建筑事业发展提供良好的支持。

参考文献:

[1]黄柱华.浅谈房建结构设计的优化技术与经济性[J].住宅与房地产,2018,(7X):112.

[2]刘军.房建结构中抗震设计的几点思考[J].工程建设,2019,(7):160-161.

[3]黄生合.试述现阶段房建结构设计中存在的问题与改进对策[J].2016,(15):83.

作者:林逸风 杨嘉伟

结构设计开端研究论文 篇3:

在房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用

摘 要:建筑结构是房屋建筑中比较重要部分,因为建筑结构如何直接影响着房屋建筑自身的安全如何,因此对于房屋建筑来说,优化其结构设计是很关键的。经过多年的实践,相关设计人员总结出房屋建筑结构设计优化的很多方法,这些方法为优化建筑结构起到了一定的作用。本文主要通过对房屋结构中建筑结构设计优化方法的介绍以及民用建筑结构设计和经济性的关系概述,进而探讨了房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用,仅此提供借鉴。

关键词:房屋结构;建筑结构;结构设计;优化方法;应用

房屋的建设质量与人们的生活密切相关,房屋结构是影响房屋质量的主要因素,因此在建设房屋时着重房屋结构的建设很重要。但是要想使房屋结构质量有保证,房屋结构设计方案是必不可少的,而且设计方案要经过不断的优化才能发挥最大的价值,在此,笔者就房屋结构中建筑结构设计优化方法的应用的相关问题做细致的探讨。

1 房屋结构设计中建筑结构设计方法

好的建筑不仅在功能上和视觉上满足人们的要求,还能够在其他方面满足人们的期望。从设计角度来说,不仅要融入结构优化设计方面的知识,还要充分的利用力学概念,只有两者有机的结合,才能形成一定的方案域,设计者就可以在域中找到最适合的设计方案。从这里我们就可以看出,结构优化设计既有利于缩短设计周期,又有利于提升设计水平,进而减少了房屋建设的成本支出。房屋结构优化设计涉及到内容很多,主要有屋盖、围护、以及细部等,如果从这几个方面具体的说优化设计,那么,它主要涉及的内容有选型、布置等,并且还有对结构进行详细的受力分析,最关键的是要最设计方案进行造价分析。当然并不是每个房屋结构设计优化方案都要按照这样步骤,在具体的设计实践中,要根据实际情况,来具体的分析,之后选择最佳最适合的设计方案。如果一切的条件都满足结构设计优化要求,那么,设计人员应该注意在设计时应该减少刚度,这样就能够避免建筑出现扭转的现象。

简单的说,房屋结构设计优化方法总体上说有以下几个步骤:首先,建立并且优化数学模型。这对与房屋的结构优化设计来说是最为重要的一步,只有建立并且优化有效合理的数学模型才有可能优化最终的结果;其次,选择合适的左数学算法。虽然上述中建立的数学模型,可以利用多种多样的数学算法,但是如果选择不合理的算法,只会增加计算时间,不仅起不到优化的作用,还浪费了大量的时间,所以说选择正确合理的数学计算方法对于房屋结构设计优化来说也很有必要;最后,对结构进行分析,建筑结构优化设计问题普遍利用数值法来求解而不是解析法,数值法求解的过程也可以算作是优化迭代过程,这个过程需要对进行分析,但是要想这个过程进行的顺利,必须要选择一个合适的数学算法。

2 房屋建筑结构设计与经济性之间的关系

一方面,土地是房屋建设不可缺少的经济要素,因此结构设计与之也存在着一定的经济性关系。无论是多层的房屋建筑还是高层的房屋建筑,总建筑面积都是将每一层的建筑面积相加起来,层数越高,那么每层平均下来的占地面积也就随着减少,但是高层建筑的房屋因为高度的增加,屋子之间的距离也随之增加。由山可知,用地节约多少与建筑房屋的层数没有关系,而与一定约数有关系。

另一方面,建筑房屋建设的过程中,造价是另一个比较重要的经济性因素,因此在结构设计优化中也要考虑到造价的问题。通常情况下,建筑房屋的层数对每层的建筑房屋面积会有或多或少的影响,但是对于这些影响对每部分的结构来说是几乎不相同的。以屋盖为例,无论层数增加多少,屋盖都是统一的,因此说对于房屋建筑来说,屋盖的成本支出要少很多,这种现象在高层建筑中体现的最为明显;而对于基础结构来说就完全不同,因为建筑房屋的基础是每层共同使用的,因此说,建筑房屋的层数越高,那么,基础的荷载力也就相应的增加,那么,基础结构的成本也就随着层数的增加而增加。

3 结构设计优化技术应用实践

结构优化设计及传统结构设计其设计原则和过程是相同的,不同之处在于传统设计缺少安全、经济性作为衡量准则。最优设计则是在安全、经济准则基础之上,利用计算机作为辅助技术,非常便利地实现了分析计算、设计、出效果图等整套程序的自动化,大大提升了设计整体效果及质量。由此可见结构设计优化技术的应用已经是较为宽广的课题之一。它不仅应用于项目的前期、整体、抗震设计,在旧房改造期间的各个环境均有广泛应用。结构设计优化技术在应用实践中应注意的问题如下:

3.1 前期方案设计期间将结构设计优化参与其中

建筑方案设计前期如有一个优秀的、合理的设计方案,并参与结构设计优化,就会争取到非常优秀的开端。但目前在前期设计方案中结构设计优化参与其中的并不多,如果能对建筑类别有所针对,并进行合理选择结构设计优化方案,将降低建筑的总投资成本,因此在建筑方案设计初期应注意建筑方案的结构优化设计,考虑结构的合理及可行性。

3.2 概念設计结合细部结构设计优化

概念设计主要作用于无具体数值量化现象,比如无确定性的地震设防烈度,现实难免与计算式存在区别,那么设计时应采取概念设计方法,使数值成为辅助及参考根据。为达到最佳优化设计效果,设计人员应该灵活运用结构设计优化方案。与宏观把握相对应的,设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化,比如现浇板中的异形板拐角方向容易出现的裂缝,可归结为矩形板。钢筋选择时应注意:I级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多,但是他们的极限抗拉力相差却相当大,所以在塑性满足要求的情况下,现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候,外立面上的悬挑板及配筋,应在满足基本规范要求之上,以达到安全、经济之目的。

3.3 结构设计优化——下部地基基础

桩基础类型的选择,要依据现场地质条选择最为合适的结构设计优化方案,以降低工程总造价为目的。例如对灌注桩桩长的选择影响较大的桩端持力层的选择,要多进行比较,最终确定最为合适的方案。

结束语

综上所述,在房屋结构设计中地位建筑结构设计优化方法已经得到了普遍的使用,虽然结构设计优化帝王方法有很多,但是也要根据建筑房屋的具体情况而定。选择合理的房屋结构设计优化方法不仅能够节约设计时间,还能够节约一定的造价成本。本文是笔者多年房屋结构设计中的建筑设计优化方法应用经验的总结,希望为房屋建筑设计师提供借鉴,为房屋建筑设计中的建筑结构优化方法的发展提供参考。

参考文献

[1]陈家模,陈玲霞,苗丽.建筑结构优化设计研究[J].工程建设与设计,2008(7).

[2]朱小国,谢飞野.差异演化算法在建筑结构优化设计中的应用[J].河北建筑工程学院学报,2009(2).

[3]寒军,黄宇.工程造价与建筑结构优化设计的关系[J].低温建筑技术,2010(6).

作者:郎世杰

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