關(guān)于優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的分析

郭崢

（身份證號(hào)：130981198512121037）

關(guān)于優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的分析

郭崢

（身份證號(hào)：130981198512121037）

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)和施工都重要影響。本文就如何優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)做了分析，以期對(duì)同行有所幫助。

建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；布置

1　計(jì)算理論

計(jì)算理論是建模的重要組成部分，用于建筑結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算理論主要有線性理論和非線性理論。

2　結(jié)構(gòu)的總體布置

2.1平面布置

平面布置的選擇主要是根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況來確定，如果是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，則采用形狀較為簡(jiǎn)單，而且要根據(jù)相對(duì)應(yīng)、相協(xié)調(diào)的原理，剛度和承載力分布要呈現(xiàn)出比較均勻的形狀。此外，根據(jù)抗震設(shè)計(jì)的要求，高層建筑單個(gè)的結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度要控制在一定的范圍內(nèi)，不能太長(zhǎng)，否則在發(fā)生地震時(shí)，結(jié)構(gòu)的兩端可能會(huì)出現(xiàn)反相位的振動(dòng)，這將會(huì)導(dǎo)致建筑被過早地破壞，同時(shí)威脅到人們的安全。

2.2豎向布置

為了避免過大的外挑和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)遵循形體規(guī)則、剛度和強(qiáng)度沿高度均勻分布的原則，而在同一層的樓面，要設(shè)在統(tǒng)一標(biāo)高處以防止錯(cuò)層和局部夾層的情況出現(xiàn)。而在面對(duì)高層建筑時(shí)，還要注意解決結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度發(fā)生變化的情況，對(duì)于這種情況，應(yīng)逐漸變化。

2.3控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形

建筑的結(jié)構(gòu)一般都要同時(shí)承受豎向荷載、水平荷載。水平荷載會(huì)使側(cè)移隨結(jié)構(gòu)的高度增加而變大，因此，在水平荷載的作用下，如果建筑高度超出一定的范圍后，就會(huì)造成結(jié)構(gòu)發(fā)生過大側(cè)移和相對(duì)的位移，有時(shí)甚至?xí)?yán)重地破壞非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，所以，我們要把控制側(cè)向位移作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)來解決，一般情況下，要以限制結(jié)構(gòu)的高度和高寬比為控制手段。

2.4縫的設(shè)置和構(gòu)造

建筑結(jié)構(gòu)的總體布置應(yīng)該要考慮到沉降、溫度收縮和形體復(fù)雜對(duì)結(jié)構(gòu)帶來的不利影響。可以利用沉降縫、伸縮縫或防震縫把結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)獨(dú)立單元，以消除沉降差、溫度應(yīng)力和形體復(fù)雜對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。但如果設(shè)縫，就會(huì)對(duì)建筑的使用要求、立面效果、防水處理帶來不便。因此，在設(shè)縫上必須要謹(jǐn)慎對(duì)待，盡量能從總體布置上或構(gòu)造上采取其他有效的措施來減少沉降、溫度收縮和形體復(fù)雜引起的問題。

3　抗震設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行施工圖配筋計(jì)算時(shí)，要求輸入合理的歸并系數(shù)、支座方式、鋼筋選筋庫等，如一次計(jì)算結(jié)果不滿意，要進(jìn)行多次試算和調(diào)整。

（2）生成施工圖以前，要認(rèn)真輸入出圖參數(shù)，如梁柱鋼筋最小直徑、框架頂角處配筋方式、梁挑耳形式、柱縱筋搭接方式，箍筋形式，鋼筋放大系數(shù)等，以便生成符合需要的施工圖。軟件可以根據(jù)允許裂縫寬度自動(dòng)選筋，還可以考慮支座寬度對(duì)裂縫寬度的影響。

（3）施工圖生成以后，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)仔細(xì)驗(yàn)證各特殊或薄弱部位構(gòu)件的最小縱筋直徑、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度、鋼筋搭接錨固長(zhǎng)度、配筋方式等是否滿足規(guī)范規(guī)定的抗震措施要求。規(guī)范這一部分的要求往往是以黑體字寫出，屬于強(qiáng)制執(zhí)行條文，萬萬不可以掉以輕心。

（4）最后設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，對(duì)計(jì)算機(jī)生成的配筋結(jié)果作合理性審核，如鋼筋排數(shù)、直徑、架構(gòu)等，如不符合工程需要或不便于施工，還要做最后的調(diào)整計(jì)算。

4　優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1軟件對(duì)混凝土梁計(jì)算顯示超筋信息有以下情況

（1）當(dāng)梁的彎矩設(shè)計(jì)值M大于梁的極限承載彎矩Mu時(shí)，提示超筋。

（2）規(guī)范對(duì)混凝土受壓區(qū)高度限制：四級(jí)及非抗震：ξ≤ξb；二、三級(jí)：ξ≤0.35（計(jì)算時(shí)取AS′=0.3AS）一級(jí)：ξ≤0.25（計(jì)AS′= 0.5AS）當(dāng)ξ不滿足以上要求時(shí)，程序提示超筋。

（3）《抗震規(guī)范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5%，當(dāng)大于此值時(shí)，提示超筋。

（4）混凝土梁斜截面計(jì)算要滿足最小截面的要求，如不滿足則提示超筋。

4.2剪力墻超筋

（1）剪力墻暗柱超筋：軟件給出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的，而各規(guī)范均要求剪力墻主筋的配筋面積以邊緣構(gòu)件方式給出，沒有最大配筋率。所以程序給出的剪力墻超筋是警告信息，設(shè)計(jì)人員可以酌情考慮。

（2）剪力墻水平筋超筋則說明該結(jié)構(gòu)抗剪不夠，應(yīng)予以調(diào)整。

（3）剪力墻連梁超筋大多數(shù)情況下是在水平地震力作用下抗剪不夠。規(guī)范中規(guī)定允許對(duì)剪力墻連梁剛度進(jìn)行折減，折減后的剪力墻連梁在地震作用下基本上都會(huì)出現(xiàn)塑性變形，即連梁開裂。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行剪力墻連梁設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮其配筋是否滿足正常狀態(tài)下極限承載力的要求。

4.3柱軸壓比計(jì)算

柱軸壓比的計(jì)算在《高規(guī)》和《抗震規(guī)范》中的規(guī)定并不完全一樣，《抗震規(guī)范》第6.3.7條規(guī)定，計(jì)算軸壓比的柱軸力設(shè)計(jì)值既包括地震組合，也包括非地震組合，而《高規(guī)》第6.4.2條規(guī)定，計(jì)算軸壓比的柱軸力設(shè)計(jì)值僅考慮地震作用組合下的柱軸力。

4.4剪力墻軸壓比計(jì)算

為了控制在地震力作用下結(jié)構(gòu)的延性，新的《高規(guī)》和《抗震規(guī)范》對(duì)剪力墻均提出了軸壓比的計(jì)算要求。需要指出的是，軟件在計(jì)算斷指剪力墻軸壓比時(shí)，是按單向計(jì)算的，這與《高規(guī)》中規(guī)定的短肢剪力墻軸壓比按雙向計(jì)算有所不同，設(shè)計(jì)人員可以酌情考慮。

5　結(jié)語

隨著我國(guó)建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，各建筑企業(yè)只有不斷創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與時(shí)代發(fā)展同步才能在建筑業(yè)立于不敗之地，可以說建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)是促進(jìn)建筑企長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的重要手段，對(duì)建筑企業(yè)而言具有一定的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義。

[1]楊宏剛.有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2013，23：265～266.

[2]張松青.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案的分析研究[J].城市建筑，2014，04：55.

TU318

A

1673-0038（2015）28-0002-02

2015-6-20