构造优化设计不应仅仅在构造本身,而是应包括建筑的各方面,比如提高建筑空间利用率、增加建筑投入利用后的舒适度和提高建筑的经济效益(性价比)等。为此,科学地确定建筑构造优化设计几项基本原则并有效地按照这些基本原则去进行建筑构造设计,是非常主要的。
1不规则建筑平面支配产生规则构造效应的原则
规则建筑体型和平面支配的构造,因其受力较大略,造价相对较低。但由于不同利用功能的须要,建筑的体型和平面支配是多种多样的,不可能因构造哀求规则而对建筑师的创作提出无理哀求,倒是可以在知足不同利用功能的条件下,通过对构造墙、柱的布局和墙肢是非的调节,使不规则的建筑体型和平面支配产生规则构造的效应,同样可以使建筑构造达到经济构造和安全利用的预定目标。
当然,从理论上讲,任何建筑体型都有一种相比拟较规则的构造受力方案,由于当建筑体型确定往后,整体建筑的形心和质量中央(重心)就也确定了,构造设计师在设计时只要使构造的荷载中央和刚度中央尽可能地靠近乃至重合,该建筑构培养基本具备了稳定和规则性的条件。而且,楼层平面面积越大,内部可分隔的空间越多,就越能做到规则的构造支配,建筑构造的整体稳定性和安全度就越有保障。
从力学不雅观点来说,构造的荷载通报路径应力求大略和直接。建筑构造中空间关系较繁芜的部位,在设计时常会涌现多次转换的构造构件,犹如转换层,这样,会导致造价提高,也随意马虎发生因失落稳而引起的安全问题。构造构件的传力路子有多种多样,其支撑构件也可根据传力须要按科学、合理的方案进行变换,因此,可以说没有固定不变的构造支配,也没有一成不变的传力路子。而如果设计师采取最直接、最大略的传力路子,就可以省去许多中间通报的构造构件,从而也可减少构造的安全隐患,使构造受力更明确,材料更省,其造价自然也会更低些。
2尽可能提高建筑投入利用后的舒适度原则
所谓好的建筑,应是从建筑、构造、装饰装修到给排水、暖通、空调、燃气、电气安装等各专业的优化设计组合,是整体优化设计,如果仅仅是某个专业设计得好,是不可能被称作是一个好建筑的,构造设计也不能例外的,建筑构造设计要能最大程度地知足建筑平面支配、内部空间高度和建筑立面等利用功能和形状不雅观感的哀求,投入利用后,利用户在事情和生活中感到很舒适,使建筑真正成为大家赞颂的好建筑,这才是建筑构造优化设计的出发点和落脚点。
因此,建筑构造的优化设计应包含构造体系的优选、传力路子的科学性、构件支配的合理性、构件和材料选用的精确性等内容。我们该当把尽可能提高建筑投入利用后的舒适度作为建筑构造优化设计的一条主要基本原则。
3建筑构造整体安全度原则
我国早已颁布履行的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定的抗震设计的标准是:“小震不坏,中震可修,大震不倒”,是说全体建筑构造所有构件要共同达到的目标。如果一个工程有99%的构件在大震浸染下不会被毁坏,而个中有1%的构件纵然在小震浸染下就被毁坏,导致全体建筑垮塌,那么,这个工程还能说是构造安全吗?以是泰大建科认为,构造优化设计应全面考虑整体建筑的每个构件,都具有可靠的承载能力,确保全体构造安全度的可靠性,确保实现构造设计规范规定的设计标准,达到建筑构造既安全又经济耐久的总目标。这便是构造设计应坚持的建筑构造整体安全度原则。
4分外情形重点加强,确保构造整体安全原则
构造构件在建筑中所处部位不同,其受力状态和受力大小不同,构造设计师在设计时应有不同的打算和处理方案,应逐个予以精确地办理,而不能机器地按规范条文和电算软件去处理。比如,高层建筑的转换层构造构件,当墙、梁、柱构件涌现偏幸时,应对干系构件作出特殊加强布局方法;而功能繁芜的综合性建筑,当剪力墙上洞口较多时,应根据错洞情形用暗柱予以特殊加强;一字形剪力墙两端应采纳较大截面的暗柱作特殊加强;框架柱应重点加强其延性设计;对异形柱应对其长肢端部作加强处理;静定构造的构件应加大其安全储备;大悬臂梁、板构件则应增加在竖向地震力和风荷浸染下强度及稳定性设计;非构造受力构件应加强连接布局,以增强建筑构造整体稳定性;受水土侵蚀影响的构件应充分考虑水土的侵蚀浸染对构件的影响力大小,以便采纳相应的抵御方法;不设后浇带的超长构造和高低悬殊构造应采纳特殊方法处理,以确保构造的整体安全等等。
5对不同构件采取不同的安全系数的构造优化设计原则
无数构造试验证明:由于现浇钢筋混凝土楼板的约束浸染,可以在很大程度长进步楼盖梁的承载能力,最高时可提高约1.5倍。而现行海内构造打算软件却不能准确反响现浇楼板的这种约束浸染,一方面,按力学打算结果进行构造设计的话,对现浇楼盖梁而言,它的安全系数就偏高了许多。另一方面,从对涌现垮塌事件的工程进行事件缘故原由调查和剖析可以得知,由于楼盖或楼盖梁的问题而导致构造毁坏的工程实例极少,除非是构造打算本身有误。从许多震害调查的工程实例中也可得知,在地震力浸染下建筑倒塌的紧张缘故原由,也大多是由于墙、柱等竖向构件首先遭到毁坏所致。而构造工程师为确保建筑的整体安全,每每不分构件的实际承载能力,对所有构件均给予相同的安全系数,这便是造成构造设计不合理的主要缘故原由。因此,我们认为在构造设计时,对独立构件、静定构造和竖向构件应采取较大的安全系数,而对楼板和楼盖梁的安全系数可予以适当降落,这样处理既可以降落工程造价,又可提高构造的综合安全度。
6关注实际构造与打算模型不同的原则
一样平常来讲,电脑可按输入的程序作打算,但它不会做剖析,如果构造工程师想依赖电脑将它的打算结果进行构造剖析的话,会给构造留下较多的隐患。现行运用软件中墙板构件是通过假定来实现的,它在某种特定构造布局下是不符合假定条件的,这样的电算结果是随意马虎涌现问题的。因此,除了整体电算须要人工调度外,很多手算的局部构件也存在同样的问题,可见实际构造的受力状态与打算模型是不一样的,设计时务必要特殊予以关注。
7降落构造造价原则
建筑构造优化设计的终极目的,便是要使设计出来的构造不仅各个构件受力均衡,技能运用科学、合理,而且构造整体安全、可靠,每一个构件都能充分发挥其最大浸染,这样才能使设计出来的建筑构造终极达到承受力均衡、坚固耐久,又经济、合理和安全可靠的目的。由于构造设计的紧张任务是在知足建筑利用功能的条件下,确保建筑投入利用后的安全性和舒适度,使其具有更强的生命力,而构造造价在建筑产品中的比重很大,通过精心思考后的优化设计能给建筑产品带来可不雅观的经济效益,这也是办统统奇迹的基本出发点和落脚点。构造工程师在对建筑构造优化设计时,务必要把降落构造造价当作主要的基本原则来予以重视,千万不可掉以轻心。