结构工程优化设计与结构措施

结构工程优化设计与结构措施

柴小龙  朱伟

21138219860101043X  612430198612262215

摘要：在中国建筑业蓬勃发展的今天，对建筑工程的研究和探讨也层出不穷。文章论述了优化结构设计过程，简要论述了建筑的耐久性、安全性、舒适性和经济性，详细论述了施工过程中的建筑优化设计。展览意在对实际工作起到一定的指导作用。建筑结构工程优化设计步骤在建筑结构设计的过程中，我们会遇到很多问题，通过对这些问题的处理，我们才会有更好的设计。综合分析结构设计、建筑材料和施工技术，得出更好的设计方法。优化设计是将一些不利条件转化为对项目有利的条件，因此它是一个综合分析和评价的过程。在工程中，通常采用基于可靠性的计算分析方法来优化项目。在结构设计中，必须考虑构件的布置、结构体系的确定、计算分析和施工方法的确定。

关键词:施工,结构,优化措施；

1房屋结构设计的基本条件

1.1符合产品使用寿命和安全标准

房屋上市后，应该成为居民的耐用消费品，与其他消费品相比，其最明显的特点就是使用寿命更长。因此，在住宅结构设计中，结构的稳定性和安全性是最基本的要求，结构体系和材料的选择应对抗风、抗震、以及使用期内的改造和维护产生有利影响。建筑的结构、布局和选择应最大限度地发挥建筑物的功能，延长建筑物的使用寿命，降低维修费用。例如，为节省投资，在保证结构抗风抗震的同时，应尽可能减小框架梁和剪力墙的截面和配筋面积。在施工过程中，应尽量避开各种不利的施工位置，使施工过程中的薄弱环节得到充分利用。在地震作用下，需要对关键部位和受力复杂部位进行适当加固，以提高其抗震性能。RC材料的高延展性使其在加载时能够承受一定的内力重新分布，从而避免加载过程中的损坏。因此，必须对其进行适当的设计，以保证在正常运行中有足够的延展性。

1.2满足舒适性要求

在建筑设计中，应为住户舒适的居住需求提供一定的条件，例如，多套房应灵活划分室内空间、热、光、声等居住环境，营造舒适的居住环境。生命为了居民的环境。在设计对象时，要考虑到以后有人可以改变划分的空间，如果是切割墙，应该按照大开间布置。

1.3满足经济要求

进行结构设计时，应根据场地层数、平面形状和高度，在满足耐久性、安全性要求的基础上，采用经济合理的结构体系和舒适。在设计组件时，需要深思熟虑，严格遵守代码的结构要求，注意避免铺张浪费和不必要的浪费。特别是在进行地基设计时，要特别注意这种方法的经济性，因为地基的选择对建筑物的造价影响很大。

2建筑优化设计方案

2.1建筑结构周期性折减系数

在房屋框架结构、屋面等结构设计中，由于填充墙的存在，结构实际刚度大于计算设计刚度，因此计算周期也会比现周期长。因此，如果计算出的结构抗剪强度比较小，一些房屋结构就会不安全，因此房屋结构的计算周期应适当缩短，才能取得较好的效果。但是，对于房屋的框架结构，计算周期不能减少，或者减少系数要小。

2.2稳定性优化设计

在以往的大部分混凝土结构设计方案中，很多都没有充分考虑建筑结构设计的耐久性，即保证房屋在合理的寿命内能够满足用户的正常使用要求。然而，很多设计并没有实现，这个问题的根源在于没有充分考虑到在使用过程中，由于不同情况和使用环境的变化，最终会破坏房屋的结构，从而导致房子的可靠性。

3建筑结构的地震响应

建筑物的抗震分析主要包括两个方面：一是计算分析，二是概念分析。这样就可以在地震作用下对结构进行合理的抗震设计。

计算设计是通过计算判断建筑物是否能达到一定的性能指标。其主要目的是分析其整体稳定性并提出加固方案。结构计算设计的目的是明确其受力特性，明确各部分的受力变形特性，以便结构设计者在工程实践中进行调整和控制。同时，还需要考虑建筑物对地震的影响，以便判断建筑物的抗震性。在计算设计过程中，需要根据工程特点、现状、相关标准和相关规范，对结构的内部强度进行分析校核，进而获取配筋截面和构件的相关数据。提高建筑结构的抗震性能具有十分重要的作用。建筑物的抗震设计主要分为两个方面：一是地震荷载的计算，二是结构的抗震控制。

3.1地震作用计算

地震荷载又称地震荷载，主要分为水平地震荷载、竖向地震荷载、扭转地震荷载等，其大小与地震波的物理性质和建筑物本身的特性密切相关。计算地震影响的方法有反应谱法、形状分解反应谱法和动力分析法（时程分析法）三种。响应谱方法有线性和非线性。

(1)基于地震运动频率场的特点，将结构振动周期作为模态组合得到结构的地震侧向运动，这是目前应用最广泛的反应谱分析方法；

(2)根据地震波形的特点，选取一种地震波形，得到结构在地震作用下的水平动荷载；

(3)根据结构的自振周期，将得到的反应谱进行合成，得到结构的内力；

(4)对建筑物进行横向地震运动，从而得到建筑物的位移和加速度；

(5)通过对比分析，得出物体在地震过程中的最大响应。

3.2准静态法的反应谱法

反应谱理论的基本原理：在地震作用下，结构体系的反应是一个与输入加速度和结构阻尼相关的非线性方程，并将这个非线性方程线性化，即位移和加速度结构被分解。分解成水平方向的线性分量，然后利用叠加原理得到系统的反应谱，以此确定结构系统在地震作用下的最大响应。

反应谱理论的研究主要是根据地震波和结构振动的微分方程来求解，求解过程中最关键的一步就是位移函数的求取。在此基础上，提出了一种基于位移-时变曲线的方法，通过对该曲线积分得到位移值，通过数值计算得到结构在地震作用下的响应。

4概念设计

在强震条件下，仅靠结构的计算设计很难满足其抗震要求。主要原因是目前的结构计算采用弹性力学，而截面采用塑性力学。这种差异使得它与实际受力情况有很大的不同。有了对细部结构的良好构造性认识，才能进行合理的设计，即概念设计的目的是正确决定总体规划、材料的使用和细部结构，从而达到合理的效果。

结语

综上所述，我们可以发现，在进行建筑结构优化工程设计时，需要综合考虑各种因素，从多角度进行分析，同时根据具体规范进行科学合理的计算。建筑条件，计算时必须采用科学的方法，才能保证计算结果的准确性和可靠性。在具体项目上，可以学习借鉴国外先进经验，并结合国内具体情况，优化结构确保我国建筑业健康有序发展。

参考文献

[1]苗成涛.路桥工程设计中存在的问题及优化措施分析[J].工程建设与设计,2023(05):101-103.

[2]石建权.建筑工程结构设计中工程造价的影响因素及优化措施[J].城市建设理论研究(电子版),2022(32):28-30.

[3]刘伯江,李泽兰,于海滨,李纪果,赵青羽.加强建筑工程结构设计和施工管理的措施分析[J].工程建设与设计,2021(21):198-200..

[4]宋建勋.高层钢筋混凝土建筑结构设计优化探究[J].新型工业化,2021,11(07):85-86..

[5]苏培洪.房屋建筑结构设计优化措施[J].智能城市,2021,7(12):21-22.