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基于土木工程建筑结构设计的优化分析

曾健
  
科学与建筑文集
2022年1期
华蓝设计 集团 有限公司 广西南宁 530000

摘要:土木工程的建筑体系结构是否达到合理与科学的标准,直接关系到建筑物的安全坚固性能,并且决定了建筑物的使用寿命。对于土木工程而言,建筑结构设计的总体实施目标应当体现在均衡分配建筑承重荷载,确保工程建筑图纸能够完整包含土木工程结构的各个关键部位。因此,本文重点探讨了建筑结构优化设计对于土木工程产生的重要实践意义影响,进而给出完善与优化策略。

关键词:土木工程;建筑结构设计;优化策略

引 言:土木工程建筑结构在整个建筑工程占比较大,通过优化主体结构,可取得良好的经济效益。结构设计人员要建立合理的优化目标和优化流程,将优化设计理念贯彻到结构设计的各个方面。

1 运用整体思路来规划设计建筑体系结构

工程设计人员针对土木建筑物的地基荷载性能参数、建筑抗震等级、工程支撑体系的强度等级指标都要进行科学完整的计算,据此才能归纳得出较为合理与精确的土木建筑图纸。为了达到以上的工程建筑优化设计目标,那么土木工程的规划设计人员必须充分着眼于建筑物的各个关键部位设计,有效防止表现为土木建筑物的某些隐蔽部位规划设计错误。工程设计人员针对智能化的建筑管理立体空间模型应当予以正确的构建。网络智能化的建筑设计全新技术手段可以帮助建筑设计单位节约更多的建筑项目资源,保障了建筑物的安全使用功能得到最大程度体现。建筑设计单位以及工程管理人员针对智能化手段都要进行积极的采纳利用。工程监管人员针对网络信息化的通信辅助设施应当正确加以操作利用,确保运用网络信息化平台来密切沟通联系建筑设计人员。具有智能化特征的建筑场景模型可以帮助建筑设计人员准确判断土木建筑物的内部空间特征,进而实现了统筹管理建筑各个施工环节过程的良好实施效果。此外,工程设计人员针对前期勘测的重要环节过程需要给予充分重视,通过实施开展综合性的工程地质勘测来准确判断建筑物的所在区域地质结构特性。在此前提下,建筑工程的规划设计人员应当善于运用整体性的视角方法来形成土木工程图纸,确保现有的土木建筑图纸能够全面包含建筑结构空间布局要点,从而达到因地制宜的土木建筑规划设计目标。对于现阶段的大规模土木工程结构体系来讲,工程建筑的结构设计人员应当全面展开工程方案设计、建筑结构分析、建筑构件的搭配组合设计、土木建筑的工程图纸绘制工作。土木工程的具体设计负责人员针对土木建筑物的基本安全性能必须予以全面考虑,结合因地制宜的工程结构优化设计思路来合理区分土木建筑物的内部空间结构。建筑规划设计人员针对土木建筑物的电气设计、建筑给排水设计、建筑支撑体系结构设计等关键环节都要展开严格的把控,切实保证经过合理优化设计的土木建筑体系结构满足最基本的安全性能标准。工程建筑的结构设计人员针对土木建筑体系的荷载强度指标需要进行准确的计算,同时还要做到准确分析与检测土木建筑体系现有的构件内力强度指标,全面增进土木建筑设计各个专业人员的协同配合。

2 密切重视工程建筑设计细节

土木工程的关键设计细节应当体现在建筑抗震性能设计、承重结构体系设计、建筑物的隐蔽部位空间规划设计等。工程建筑的设计规划人员对于建筑物的各个层面规划设计细节都要给予充分关注,防止存在土木建筑物的细节设计错误现象。工程设计人员必须做到准确验证建筑物的各个区域结构荷载强度参数,并且还要严格保证满足最基本的建筑抗震等级要求。土木工程的设计人员针对工程成本因素必须给予全面考量,进而运用科学手段来节约利用现有的土木工程资源。在目前开展实施的土木工程施工项目进程中,项目设计人员针对工程定额如果能够进行科学合理的确定,那么有益于项目设计单位企业给出更加完整科学的工程量编制清单。因此在实践工作中,作为土木工程设计的负责人员应当严格确保现有的土木工程量清单能够完整容纳各项工程成本定额数据,据此形成体系化的项目成本管控实施方案。土木工程设计的相关负责人员应当全面判断与审查项目工程量的编制清单,防止出现遗漏土木工程项目关键成本指标数据的后果。工程设计人员对于基础性的成本定额数据必须展开全面的汇总收集工作,切实增强针对土木建筑项目工程的定额管理实践工作力度。在土木建筑的结构设计实践中,工程设计人员通过建立完整与科学的工程成本定额指标体系,工程设计人员对于目前现有的工程综合管理水准将会予以显著提高。因此在具体的实践工作中,土木工程设计的相关负责人员必须正确认识项目定额指标体系的意义作用,确保工程负责人员能够做到准确核算各项土木工程成本定额。工程设计人员有必要在项目成本管控的全面开展过程中合理融入定额管理手段,充分保证建筑项目的各个层面成本能够得以实时的监管控制。针对土木建筑工程有必要适当划分为项目规划设计、土木建筑施工、项目竣工结算等关键环节流程。工程建筑设计人员应当针对土木工程的项目整个运行过程展开严格的成本监测工作,准确评估各个设计环节的项目成本数额。现阶段的智能化管理控制辅助模型正在被全面适用于工程实践领域。与原有的工程造价管控实施思路相比,运用立体化以及多维度的智能模型辅助平台更加可以确保土木工程项目造价得到明显优化,有效确保了项目各个阶段环节造价控制人员能够准确把控工程造价定额。土木建筑设计人员在智能化手段的支撑下,对于土木工程的动态造价状况可以做到全面把控。

3 上部结构布置的优化

上部结构主要由剪力墙、柱、梁、板等组成,结构构件布置需确保建筑结构安全,突出建筑舒适性,尽量减少混凝土与钢筋的用量,降低建设成本。高层住宅建筑中,剪力墙是最重要的受力构件,钢筋和混凝土用量占比较大,因此,剪力墙布置是上部结构优化的重点。首先,剪力墙布置应尽量均匀、分散,减少结构偏置,让结构刚度中心和质量中心接近,减小扭转效应。其次,在结构整体特性指标、剪力墙轴压比等均满足规范限值的前提下,设计人员要反复试算,合理控制剪力墙的数量和各墙肢长度。单层结构平面的布墙率,即剪力墙投影面积和结构总面积的比值,常被用来衡量剪力墙布置是否合理性,尤其在限额设计的地产项目。本项目为7度区的80m高度的建筑结构,布墙率一般在4.5%~6.5%,若实际工程的布墙率超出此范围,可能造成结构浪费。剪力墙布置越多,结构安全并不会随之提高,反而会因结构自重大,抗侧刚度大,而加大地震作用。剪力墙较多时,室内空间分隔会受到闲置,给住户带来不便。

4 构件配筋设计的优化

设计构件配筋时,设计人员应明确结构的受力情况与传力路径,了解设计内容,保证配筋设计的科学性与合理性,在满足建筑结构安全性与功能性的前提下,细化构件配筋设计,降低结构含钢量。本文项目对楼板配筋、梁钢筋锚固长度和剪力墙约束边缘构件配筋进行了优化。楼板配筋计算中,用更精确的有限元计算方法替代传统的手册计算方法,可得到准确且直观的楼板应力分布图。尺寸较大的楼板,在保证混凝土裂缝与板挠度符合规范的前提下,可根据楼板不同区域的受力情况分区配筋,适当减少靠近梁边的板底配筋,把钢筋用在跨中及承受局部荷载的区域,充分发挥钢筋受拉性能。剪力墙结构常遇到框架梁与剪力墙垂直搁置的情况,墙厚较小时无法满足梁支座筋在剪力墙内的水平锚固长度,为满足钢筋锚固长度而增加墙厚或设置端柱的方法并不合理。此时,可在梁筋端部双面贴焊短钢筋的构造做机械锚固,此办法施工较简单,且能缩短梁钢筋的水平锚固长度。现行的《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》规定,剪力墙约束边缘构件计算体积配箍率时,可适当计入满足构造要求且在墙端有可靠锚固的水平分布钢筋面积,最多可占比30%,因此在实际配筋设计中考虑墙水平钢筋可以大大减少约束边缘构件的箍筋用量。

结语:

总之,工程设计人员针对土木工程的建筑整体结构应当着眼于科学进行设计,运用因地制宜的工程设计规划方案来完善现有的土木工程图纸。在目前的情况下,土木工程现有的建筑结构规划设计方案正在日益达到完善。为了在根本上促进实现改进,那么工程设计人员目前必须充分认识到工程建筑优化设计的意义价值,同时还要密切关注土木工程的建筑设计细节,依靠网络信息化工具来构建工程设计模型。

参考文献:

[1]黄海涛. 装配式建筑结构设计优化路径分析[J].低碳世界,2020,11(9):160-161.

[2]苏勒德. 建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用策略[J].科学技术创新,2020(25):107-108.

[3]康晓鹏. 文 军. 建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].四川水泥,2020(9):299-300.

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